CH705958A2 - Drehherz. - Google Patents

Abstract

Bei einem Drehherz (19´) zum Spannen eines Werkstücks (200) ergibt sich ein einfacher Aufbau und eine kostengünstige Fertigung bei optimalen Betriebseigenschaften in einem automatischen Betrieb für industrielle Massenproduktion dadurch, dass das Drehherz (1´) einen im Wesentlichen steifen Halteabschnitt (10´) mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Werkstücks aufweist, und ferner einen im Wesentlichen biegeelastischen Federabschnitt (1´) aufweist, welcher umfangsmässig aussen um den Halteabschnitt (10´) herum vorgesehen ist und den Halteabschnitt (10´) gegen das eingespannte Werkstück (200) vorspannt.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehherz zum Spannen eines Werkstücks.

[0002] Im Stand der Technik sind Drehherzen seit langem bekannt. Derartige Drehherzen werden beispielsweise bei Drehmaschinen und Schleifmaschinen eingesetzt. Ein Drehherz wird an einem Werkstück befestigt und dient zur Übertragung einer Drehbewegung auf das Werkstück. Im Werkzeugbau werden Drehherzen beispielsweise dann eingesetzt, wenn das Futter einer Dreh- oder Schleifmaschine das Werkstück nicht optimal bzw. absolut querkraftfrei halten kann, oder eine Bearbeitung zwischen Spitzen erforderlich ist.

[0003] In seiner einfachsten Form ist ein Drehherz ein Ring mit einer annähernd «herzförmigen» Öffnung, in welcher ein Werkstück durch eine Schraube festgeklemmt wird. Gegenüber der Schraubenfixierung ist ein Gegengewicht vorgesehen. Das Drehherz wird über einen Mitnehmer in Drehung versetzt und überträgt diese Drehung an das Werkstück.

[0004] Ein besonderer Anwendungsfall eines Drehherzes ist das sogenannte «Zwischen-Spitzen-Schleifen». Dabei wird ein zwischen Spitzen gespanntes Werkstück an beiden Stirnseiten in sogenannten Zentrierbohrungen durch zwei Zentrierspitzen gehalten, die einen axialen Druck zueinander ausüben. Ist ein Werkstück so aufgespannt, kann die Drehmomentübertragung ebenfalls stirnseitig über Stirnmitnehmer erfolgen. Alternativ hierzu kann aber auch ein Drehherz als Mitnehmer auf das Werkstück gespannt werden, über welches dann das Werkstück angetrieben wird.

[0005] Ein beispielhaftes Drehherz ist aus der deutschen Patentschrift DE 10 2008 063 575 B4 bekannt. Dieses bekannte Drehherz ist ein automatisches Drehherz, d.h. es kann zum Einspannen und Ausspannen eines Werkstücks automatisch geöffnet bzw. geschlossen werden. Ferner weist dieses Drehherz zwei Drehbacken auf, welche zum Öffnen durch Spannbacken auseinander gezogen werden. Das Einspannen eines Werkstücks erfolgt dadurch, dass das Drehherz mit Federkraft zurückfährt (Federrückzug) und das Werkstück einspannt.

[0006] Die Anforderungen an ein Drehherz sind äusserst vielfältig und beim Stand der Technik ganz oder teilweise nicht zufriedenstellend gelöst. Ein Drehherz sollte möglichst einfach und kostengünstig in der Herstellung sein, und möglichst wenig Verschleiss oder Ermüdungserscheinungen aufweisen. Ferner sollte ein Drehherz möglichst rotationssymmetrisch sein und keine Unwucht aufweisen, da der Genauigkeitsbereich eines Schleifprogramms durchaus im Mikrometer-Bereich liegen kann, und daher besonders für ganz dünne feine Teile eine Unwucht äusserst schädlich ist. Darüber hinaus soll ein Drehherz automatisch betrieben werden können, d.h. der Werkstückwechsel soll nicht ein manuelles Eingreifen erforderlich machen, um einen Durchsatz von hohen Stückzahlen im Rahmen der industriellen Massenproduktion zu ermöglichen. Schliesslich soll auch ein Drehherz einfach und schnell ausgetauscht werden können, um beispielsweise ein neues Werkstück mit anderem Aussendurchmesser zu bearbeiten, damit durch das in diesen Fall erforderliche Stillstehen der Maschine während des Auswechselvorgangs möglichst wenig Zeit vergeht.

[0007] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und insbesondere ein einfach aufgebautes und kostengünstig zu fertigendes automatisches Drehherz mit optimalen Betriebseigenschaften zu schaffen.

[0008] Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Drehherz einen im Wesentlichen steifen Halteabschnitt mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Werkstücks aufweist, und ferner einen im Wesentlichen biegeelastischen Federabschnitt aufweist, welcher umfangsmässig aussen um den Halteabschnitt herum vorgesehen ist und den Halteabschnitt gegen das eingespannte Werkstück vorspannt.

[0009] In einer bevorzugten Konstruktionsvariante der Erfindung ist bevorzugt, dass das Drehherz einstückig ausgebildet ist. Es ergibt sich dabei eine einfache und kostengünstige Fertigung beispielsweise durch Drahterodieren.

[0010] Vorteilhafterweise ist der Federabschnitt nach Art einer Blattfeder ausgebildet. Der radial ausserhalb des Halteabschnitts angeordnete Federabschnitt wirkt dabei durch dessen Materialauswahl, -stärke und Formgebung wie eine Feder zum Einspannen des Werkstücks.

[0011] In einem bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung ist die Aufnahmeöffnung im Querschnitt kreisförmig. Hierdurch können Werkstücke mit rundem Querschnitt einfach eingespannt und sicher gehalten bzw. bearbeitet werden.

[0012] Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Federabschnitt jeweils zwei halbkreisförmige Abschnitte auf, deren jeweilige Mittelpunkte zu dem Mittelpunkt der Aufnahmeöffnung entlang einer Geraden derart versetzt sind, dass der Mittelpunkt der Aufnahmeöffnung zwischen den beiden Mittelpunkten der halbkreisförmigen Abschnitte liegt. Durch diese Exzentrizität kann eine genau definierte Vorspannung erzeugt werden.

[0013] Vorteilhafterweise weist der Halteabschnitt wenigstens eine Spreizöffnung auf. Durch entsprechendes Eingreifen eines Werkzeugs in die wenigstens eine Spreizöffnung kann der Halteabschnitt entgegen der Vorspannung des Federabschnitts geöffnet werden, so dass ein automatisches Einsetzen oder Auswechseln eines Werkstücks in das Drehherz ermöglicht wird.

[0014] Konstruktiv ist bevorzugt, dass sich die wenigstens eine Spreizöffnung radial nach innen verjüngt. Hierdurch wird eine Spreizwirkung durch die Formgebung der Spreizöffnung unterstützt.

[0015] Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bevorzugt, dass die Spreizöffnung einen radial äusseren Abschnitt aufweist, welcher als Mitnehmer ausgebildet ist. Auf diese Weise übernimmt die Spreizöffnung eine doppelte Funktionalität; sie dient einerseits zum Öffnen des Drehherz und andererseits zu dessen Antrieb, wobei besonders vorteilhaft ist, dass die Integration der Mitnehmerfunktionalität in die Spreizöffnung für eine besonders symmetrische Konstruktion sorgt, welche eine Unwucht weitgehend vermeidet.

[0016] Vorteilhafterweise weist der Federabschnitt über der wenigstens einen Spreizöffnung eine Ausnehmung auf. Ein Spreizwerkzeug kann daher durch die Ausnehmung in die wenigstens eine Spreizöffnung eingreifen. Der Federabschnitt kann dabei radial ausserhalb des Halteabschnitts angeordnet sein, ohne den Zugang zu der Spreizöffnung zu behindern.

[0017] Ferner ist bevorzugt, dass der Federabschnitt und der Halteabschnitt an zwei gegenüberliegenden Verbindungsstellen verbunden sind. Vorzugsweise weist ferner der Halteabschnitt zwei gegenüberliegende Spreizöffnungen auf, wobei die Spreizöffnungen zu den Verbindungsstellen jeweils um 90 Grad versetzt sind. Es ergibt sich daher eine optimale Anordnung im Hinblick auf Kompaktheit, Stabilität und Symmetrie des Drehherz.

[0018] Zum Antrieb des Drehherz ist vorzugsweise an dem Aussenumfang des Federabschnitts wenigstens ein Mitnehmer ausgebildet. Dabei können an dem Aussenumfang des Federabschnitts vorzugsweise zwei Mitnehmer ausgebildet sein, welche als Flügel ausgebildet sind.

[0019] Ferner ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Spreizöffnung Ausrichtungsmittel aufweist, damit ein Spreizwerkzeug beim Öffnen des Drehherz dieses zu einer Werkstückachse ausrichten kann. Des Weiteren ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Spreizöffnung Ausrichtungsmittel aufweist, damit ein Spreizwerkzeug beim Öffnen des Drehherz in dieses nur bei einer vorbestimmten Ausrichtung des Drehherz zu einer Werkstückachse eingreift. Das Öffnen des Drehherz dient zum Einspannen des Werkstücks. Deshalb muss das Drehherz in einer vorgegebenen Orientierung positioniert sein, damit sich das Werkstück insbesondere nicht verkanntet und problemlos eingesetzt werden kann. Deshalb ist die kombinierte Öffnung/Ausrichtung des Drehherz bei einem automatischen Betrieb besonders bevorzugt.

[0020] In konstruktiver Hinsicht ist dabei bevorzugt, dass die Ausrichtungsmittel einen Schlitz aufweisen. Das Spreizwerkzeug weist eine dem Schlitz entsprechende Formgebung auf und nur bei passender Orientierung kann das Drehherz geöffnet werden. Die Ausrichtungsmittel können dabei auch eine Ausnehmung aufweisen, welche bei Einführen des Spreizwerkzeugs das Drehherz automatisch in die korrekte Orientierung dreht.

[0021] Vorteilhafterweise ist zwischen Federabschnitt und Halteabschnitt wenigstens eine Materialaussparung vorgesehen. Hierdurch kann ein einstückiges Drehherz einfach und kostengünstig hergestellt werden.

[0022] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

[0023] Die Erfindung, sowie weitere Merkmale, Ziele, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten derselben, wird bzw. werden nachfolgend anhand einer Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben oder ähnliche Bezugszeichen dieselben bzw. entsprechende Elemente. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. In den Zeichnungen zeigen in stark schematischer Darstellung: <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Querschnittsansicht eines Drehherzes gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 2<sep>eine schematische Ansicht von oben auf das Drehherz gemäss Fig. 1; <tb>Fig. 3<sep>eine schematische perspektivische Ansicht des Drehherzes gemäss Fig. 1; <tb>Fig. 4<sep>eine schematische teilweise Querschnittsansicht des Drehherzes gemäss Fig. 1, mit teilweise ausgefahrenem Hubhebel zur Erläuterung des Spannens des Drehherzes, um ein Werkstück einzuspannen und anzutreiben; <tb>Fig. 5<sep>eine schematische teilweise Querschnittsansicht des Drehherzes gemäss Fig. 1, mit eingefahrenem Hubhebel zur Erläuterung des Öffnens bzw. Spreizens des Drehherzes, um ein Werkstück einzusetzen oder auszulösen; <tb>Fig. 6<sep>eine schematische Querschnittsansicht eines Drehherzes gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 7<sep>eine schematische Seitenansicht des Drehherzes gemäss Fig. 6; <tb>Fig. 8<sep>eine schematische Querschnittsansicht eines Drehherzes gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 9<sep>eine schematische Längsschnittansicht des Drehherzes gemäss Fig. 8; <tb>Fig. 10<sep>eine schematische Ansicht von oben auf das Drehherzes gemäss Fig. 8 und 9;

[0024] Anhand der Fig. 1 bis 3 wird im Folgenden ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Drehherz 1 näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1das erfindungsgemässe Drehherz 1 in einer Querschnittsansicht, Fig. 2das erfindungsgemässe Drehherz 1 in einer Ansicht von oben und Fig. 3das erfindungsgemässe Drehherz 1 in einer perspektivischen Ansicht. Zur Erläuterung des Öffnungsvorgangs des Drehherzes 1 (um ein (nicht dargestelltes) Werkstück in das Drehherz einzusetzen bzw. aus diesem herauszunehmen) und des Schliess- bzw. Spannvorgangs des Drehherz 1 (um ein (nicht dargestelltes) Werkstück einzuspannen) wird auf die Fig. 4 bzw. 5hingewiesen.

[0025] Das erfindungsgemässe Drehherz 1 besitzt im Wesentlichen die Form einer flachen ovalen Scheibe. Das Drehherz ist in Abweichung von der Kreisform an den Endpunkten der Achse B-B abgeflacht und weist eine zentrale kreisförmige Materialaussparung bzw. Loch 2 auf. In der Materialaussparung 2 wird ein (nicht dargestelltes) Werkstück, welches beispielsweise ein rotationssymmetrischer, zu fertigender Gegenstand ist, durch das Drehherz 1 während beispielsweise einer Schleifbearbeitung, wie z.B. Aussenrundschleifen in einer Zwischen-Spitzen-Anordnung, gehalten. Der Innendurchmesser der Aussparung oder Werkstückaufnahme 2 entspricht daher im Wesentlichen dem Aussendurchmesser des (nicht dargestelltes) Werkstücks an dessen Stelle es angebracht wird, welche vorzugsweise ein Endabschnitt des Werkstücks ist. Der Mittelpunkt der Materialaussparung 2, d.h. die Werkstückachse, ist etwas versetzt zu den Mittelpunkten der Aussenkontur des scheibenförmigen Drehherzes 1, um ein (nicht dargestelltes Werkstück) mit einer genau definierten Spannung einspannen zu können. Genauer ist ein Federabschnitt 11 des Drehherz 1 aus zwei halbkreisförmigen Abschnitten (links und rechts der Linie B-B) gebildet, deren jeweilige Mittelpunkte rechts bzw. links entlang der Linie A-A zu dem Mittelpunkt der Aussparung 2 in gleichem Abstand versetzt sind. Durch diese Exzentrizität des Federabschnitts 11 zu der Werkstückachse kann eine genau definierte Vorspannung eingestellt werden.

[0026] Das Drehherz 1 ist aus einem Stück beispielsweise mittels Fräsen oder Drahterodieren hergestellt. Das Drehherz 1 weist einen radial inneren Grundkörper- oder Halteabschnitt 10 und einen radial äusseren Federabschnitt 11 auf. Die beiden Abschnitte 10 und 11 sind durch eine im Wesentlichen ringförmige und konzentrisch zu der Werkstückaufnahme 2 angeordnete Ausnehmung voneinander getrennt. Diese Ausnehmung weist zwei separate im Querschnitt etwa halbkreisförmige Abschnitte 12a und 12b auf. Die Verbindung der beiden Abschnitte 10 und 11 ist an gegenüberliegen Verbindungsabschnitten 13 bzw. 14 vorgesehen, welche die Abschnitte 12a und 12b voneinander trennen. Die Verbindungsabschnitte 13, 14 sind radial ausgerichtet und deren Breite ist wesentlich grösser als die Dicke des Federabschnitts 11. Der Federabschnitt ist oval, d.h. an den Stellen der Abschnitte 13, 14 abgeflacht. Die Abschnitte 13, 14 sind biegeoptimiert, was insbesondere durch die Formgebung der Ausnehmungen 12a, 12b an dem Bereich der Abschnitte 13 und 14 sichergestellt wird. Man entnimmt der Fig. 1 deutlich, dass die Aussparungen 12a, 12b an dem Bereich der Abschnitte 13 und 14 erweitert und abgerundet sind. Die Abschnitte 13, 14 bilden sozusagen Stege, um den inneren Grundkörper 10 mit dem äusseren Federkörper 11 einstückig zu verbinden. Der Federkörper 11 ist im Wesentlichen im Querschnitt ein abgeflachter Kreisring, welcher insbesondere aufgrund von dessen Materialwahl und -stärke den Effekt einer Blattfeder besitzt. Die Spannkraft ist daher eindeutig durch Material und Dicke der Feder und die mechanische Vorspannung (exzentrische Herstellung des Spannbereichs) definiert und kann so beeinflusst bzw. eingestellt werden. Die Wirkung des Federabschnitts 11 besteht darin, den Grundkörperabschnitt 10 in seiner in Fig. 1 gezeigten Grundform zu halten. Der Grundkörperabschnitt 10 weist zwei gegenüberliegend angeordnete Öffnungen 15 und 16 auf, in welche ein Werkzeug, beispielsweise Hubhebel eingreifen kann, um das Drehherz 1 zu spreizen, um die Werkstückaufnahme 2 auszudehnen, so dass ein Werkstück in das Drehherz 1 eingesetzt oder aus diesem herausgenommen werden kann. Man entnimmt der Fig. 1 deutlich, dass die Öffnungen 15, 16 und die Verbindungsabschnitte 13, 14 jeweils gegenüberliegend, d.h. um 180° versetzt, angeordnet sind. Die Öffnungen 15, 16 und die Abschnitte 13, 14 sind wiederum zueinander um 90° versetzt angeordnet, so dass die Öffnung 15, der Abschnitt 14, die Öffnung 16 und der Abschnitt 13 jeweils um 90° zueinander versetzt sind. Um einem Werkzeug, wie z.B. einem Hubhebel 20 (vgl. die Fig. 4und 5), zu ermöglichen, in die Öffnungen 15 und 16 des Grundkörperabschnitts 10 zu gelangen, um das Drehherz 1 auseinanderzudrücken, weist an den Stellen der Öffnungen 15, 16 der Federabschnitt 11 entsprechende Durchlassöffnungen 25 bzw. 26 auf. Das Drehherz 1 ist jeweils zu den Linien A-A und B-B symmetrisch ausgebildet. Insbesondere sind auch die Öffnungen 15, 16 identisch ausgebildet und weisen, von radial aussen nach innen, zwei Abschnitte 15a und 15b bzw. 16a und 16b auf. In der Querschnittsansicht der Fig. 1erkennt man gut, dass die Abschnitte 15a und 15b jeweils kreislinienabschnittsförmig sind, wobei der Radius des Kreises 15a wesentlich kleiner derjenige des Abschnitts 15b ist. Durch den Abschnitt 15b wird eine sich im Querschnitt verjüngende Öffnung gebildet, in welcher ein Werkzeug, beispielsweise ein Hubhebel 20, eingreifen kann, um das Drehherz 1 auseinanderzuspannen. Selbstverständlich wird der Spannvorgang durch gleichzeitiges Einführen von zwei Hubhebeln durch die Öffnungen 15 und 16 ist in die radial inneren Abschnitte 15b bzw. 16b erreicht. In diesem aufgespannten Zustand des Drehherz 1 (vgl. auch Fig. 5) kann dann ein Werkstück eingesetzt oder herausgenommen bzw. ausgetauscht werden. Man entnimmt der Fig. 5 deutlich, dass der Hubhebel 20 an seinem vorderen Ende einen prismatischen oder sich verjüngenden und vorzugsweise kegelstumpfförmigen Abschnitt 20b aufweist, welcher beim Eingreifen in den Abschnitt 15b für die Spreizung des Drehherzes sorgt. Zum Spannen des Drehherzes wird nun der Hubhebel 20 radial nach aussen gefahren, aber nicht vollständig aus dem Drehherz 1 bzw. der Öffnung 15 heraus, sondern lediglich soweit zurückgezogen, dass die Spreizung entgegen der Vorspannkraft des Federabschnitts 11 aufgehoben ist, so dass der kegelstumpfförmige Abschnitt 20b des Hubhebels 20 in einem oberen Bereich des Abschnitts 15b aufliegt, so dass ein gerader Abschnitt 20a, welcher sich aussen an kegelstumpfförmigen Endabschnitt 20b des Hubhebels anschliesst, mit dem Abschnitt 15a der Öffnung 15 eine Punktverbindung realisiert, über welche eine Mitnehmerfunktion zum Antreiben des Drehherzes 1 und das darin eingespannten Werkstücks sichergestellt werden kann. Man entnimmt der Fig. 4 deutlich diese Position des Hubhebels 20 und es sei bemerkt, dass hierdurch die Mitnahmefunktion für eine Rotation in beide Richtungen möglich ist, wobei je nach Drehrichtung der Abschnitt 20a des Hubhebels 20 an jeweils einer gegenüberliegenden Seite des Abschnitts 15a anliegt.

[0027] In Verbindung mit den Fig. 6und 7 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Drehherz 1 ́ gemäss der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Das Drehherz 1 ́ gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im Allgemeinen ähnlich dem zuvor im Verbindung mit den Fig. 1 bis 5beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eines Drehherzes 1 und wird deshalb im Folgenden nur im Hinblick auf die Unterschiede zu dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Unterschied der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele besteht in der Formgebung der Materialaussparung 12a’ bzw. 12b’. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel ist der Aussenumfang des Grundkörperabschnitts 10 ́ im Wesentlichen kreisförmig und die Aussparung 12a ́ bzw. 12b ́ weist in etwa mittig zwischen den Abschnitten 13 ́ und 15 ́ bzw. 13 ́ und 16 ́ bzw. 14 ́ und 15 ́ bzw. 14 ́ und 16 ́jeweils eine maximale Dicke auf, auf welche sich zu den Abschnitten 13, 14 bzw. zu den Öffnungen 15, 16 hin verjüngt. Für jeden der vier dargestellten Quadranten ergibt sich daher im Querschnitt eine Art Sichelform der Aussparungen 12a ́ und 12b ́. Ein weiterer Unterschied besteht in der Ausbildung der Öffnungen 15 ́ und 16 ́. Die Öffnungen 15 ́ und 16 ́ weisen einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 15b ́ auf, an den sich radial nach innen eine Durchgangsbohrung 15c ́ bzw. 16c ́ anschliesst. Der bzw. die Hubhebel 20 ́ weist an seinem Ende einen halbkugelförmigen Abschnitt 20b ́ auf, welcher durch Einfahren in den Konus des Abschnitts 15b ́ bzw. 16b ́ des Drehherz auseinander spreizt, um ein Werkstück 200 in die Werkstückaufnahme 2 beispielsweise einzubringen. Zum Spannen des Drehherzes 1 ́ und damit zum Einspannen des Werkstücks wird der Hebel 20 ́ vollständig aus dem Drehherz 1 ́ ausgefahren. Zum Antrieb des Drehherzes 1 ́ ist ein Mitnahmebolzen 21 ́ in dem Drehherz 1 ́ neben der Öffnung 15 ́ vorgesehen, wobei an dem Ende des Mitnahmebolzens 21 ́ eine Kugel 22 ́ vorgesehen ist. Der Hebel 20 ́ wird daher soweit aus dem Drehherz 1 ́ herausgefahren, dass es zwischen ihm und dem kugelförmigen Endabschnitt 22 ́ des Mitnahmebolzens 21 ́ eine Punktverbindung gibt, über die das Drehherz 1 ́ angetrieben wird. Um einen Antrieb in die andere Rotationsrichtung zu ermöglichen, kann anstelle des dem Mitnahmebolzens 21 ́ auch ein Mitnahmebolzen 23 ́ vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel ist dieser ohne kugelförmigen Endabschnitt gezeigt, da das erfindungsgemässe Drehherz 1 ́ gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel nur für eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn ausgerüstet ist.

[0028] Die erfindungsgemässen Drehherzen 1 und 1 ́ können daher automatisch betätigt werden und spannen optimal auf dem Werkstück. Hierzu wird eine spezielle Auslegung einer runden, in bestimmten Bereichen zweigeteilten Spannfeder 11 bzw. 11 ́ vorgesehen. Durch die geschlossene Anordnung der Feder am äussersten Umfang und steifer, zweigeteilter Auslegung des inneren Spannbereichs, werden ein grosser Hub bzw. auch gute Spanneigenschaften erzielt. Das Öffnen des Drehherzes 1 bzw. 1 ́ erfolgt mittels zweier radial angeordneter, an den Endbereichen beispielsweise sphärischer oder konusförmiger Betätigungsbolzen, welche gleichmässig in den beiden vorgesehenen zweigeteilten Aufnahmen des Spannelements gedrückt werden. Die Werkstückmitnahme wird mittels einer punktförmigen Kontaktstelle zwischen dem gespannten Drehherz und der Mitnehmergrundeinheit realisiert. Das erfindungsgemässe Drehherz wird beim Öffnen in allen Achsen orientiert. Es erlaubt ein präzise Entladen/Beladen des Werkstücks auch bei engen Platzverhältnissen.

[0029] Anhand der Fig. 8 bis 10 wird im Folgenden ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Drehherz 1» näher erläutert. Das Drehherz 1 ́ ́ ist in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise im Allgemeinen ähnlich den zuvor beschriebenen Drehherzen gemäss den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels wird daher vornehmlich auf die Unterschiede und Besonderheiten gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen, um Wiederholungen zu vermeiden. Eine Besonderheit des Drehherz 1 ́ ́ gemäss dem dritten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Hubhebel (in den Fig. 8 bis 10nicht gezeigt) lediglich zum Öffnen des Drehherz 1 ́ ́ verwendet werden, aber nicht zum Antrieb desselben, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Anders ausgedrückt werden die Hubhebel nach dem Einspannen eines Werkstücks in die Öffnung 2 ́ ́ vollständig aus dem Drehherz 1 ́ ́ herausgefahren. Um nun das Drehherz 1 ́ ́ anzutreiben bzw. mitzunehmen, weist das Drehherz 1 ́ ́ zwei gegenüberliegend angeordnete Flügel 43 ́ ́ und 44 ́ ́ auf. Die Flügel 43 ́ ́ und 44 ́ ́ sind Fortsätze der Abschnitte 13 ́ ́ bzw. 14 ́ ́ und ragen über die ovale Grundform des Federabschnitts 11 heraus. An den jeweiligen radial äusseren Enden der Flügel 43 ́ ́ und 44 ́ ́ ist jeweils ein im Längsschnitt halbkreisförmiger Endabschnitt 43a ́ ́ bzw. 44a» ausgebildet. Ein Mitnahmebolzen 32 ́ ́, der auf einer Platte am Werkzeuggrundkörper befestigt ist, ist zum Antrieb bzw. zur Mitnahme des Drehherz 1 ́ ́ vorgesehen. Im Betrieb des Drehherz 1 ́ ́ gibt es einen definierten punktförmigen Kontakt zwischen der kugelförmigen Spitze des Mitnahmebolzens 32 ́ ́ und dem Flügel 43 ́ ́ bzw. 44 ́ ́ (je nach gewählter Drehrichtung). In der Fig. 8erkennt man, dass in Bezug auf den Flügel 43 ́ ́ gegenüber dem Mitnahmebolzen 32 ́ ́ ein Auffangbügel 33 ́ ́, der am Mitnahmebolzen 32 ́ ́ befestigt ist, der dazu dient bei einer Beendigung der Drehung des Drehherz 1 ́ ́ dieses aufzufangen bzw. zu bremsen und/oder auch dazu dient das Drehherz 1 ́ ́ vorzupositionieren.

[0030] Eine weitere Besonderheit des Drehherz 1 ́ ́ besteht in der Ausbildung der Öffnungen 15 ́ ́ und 16 ́ ́. Grundsätzlich weist die Öffnung 15 ́ ́ einen radial äusseren kegelstumpfförmigen Abschnitt 15a ́ ́ und einen radial inneren sich daran anschliessenden zylinderförmigen Abschnitt 15b ́ ́ auf entsprechend weist die identische ausgebildete Öffnung 16 ́ ́ zwei Abschnitte 16a ́ ́ und 16b ́ ́ auf. Zusätzlich jedoch weist die Öffnung 15 ́ ́ sowie auch die identisch ausgebildete Öffnung 16 ́ ́ einen Schlitz 15c ́ ́ bzw. 16c ́ ́ auf, welcher in radialer Richtung und vollständig durch den Abschnitt 10 ́ ́ gehend vorgesehen ist. Während die Abschnitte 15a ́ ́, 15b ́ ́ sowie auch die Abschnitte 16a ́ ́ und 16b ́ ́ rotationssymetrisch zu der Achse A-A ausgebildet sind sorgt der Schlitz 15c ́ ́ bzw. 16c ́ ́ für eine Brechung dieser Symmetrie und die (nicht dargestellten) Hubhebel weisen den Schlitzen 15c ́ ́ und 16c ́ ́ entsprechende Stege auf, welche beim Einfahren der Hubhebel in das Drehherz 1 ́ ́ und genauer in die Öffnungen 15c ́ ́ bzw. 16c ́ ́ eingreifen. Die Schlitze 15c ́ ́ und 16c ́ ́ dienen daher zusammen mit den entsprechenden Stegen der Hubhebel sozusagen als Ausrichtungsmittel und stellen sicher, dass bei eingefahrenen Hubhebeln das Drehherz 1 ́ ́ exakt senkrecht zur der Längsachse des Werkstücks bzw. der Drehachse ausgerichtet ist. Dies ist besonders wichtig, da, wenn die Hubhebel eingefahren sind, das Drehherz geöffnet ist, so dass in genau dieser Position ein Werkstück eingesetzt wird, wobei wenn das Drehherz 1 ́ ́ in dieser Situation etwas verkippt wäre, ein Einsetzen des Werkstücks erschwert wird.

[0031] Ein Vorteil der oben als erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Drehherz 1 beschriebenen Variante gegenüber dem Drehherz 1 ́ des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass kein Mitnahmebolzen vorgesehen sein muss, was die Herstellungskosten reduziert. Das erste Ausführungsbeispiel erlaubt auch eine Drehung in beide Rotationsrichtungen, ohne dass hierfür eine bauliche Veränderung erforderlich ist. Allerdings ist auch das Drehherz 1 ́ für eine Drehung in beider Richtungen geeignet. Hierzu muss lediglich der Mitnahmebolzen an einen anderen Platz montiert und das Drehherz um 180 Grad gedreht werden. Die Ausbildung des Drehherzes 1 ist rotationssymmetrischer, so dass weniger Unwucht vorhanden ist, welche die Genauigkeit des Schleifvorgangs beeinträchtigen kann. Das Drehherz 1 ́ gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel ist aber beispielsweise für Anwendungsfälle vorteilhaft, in welchen das Drehherz ausgewechselt werden muss, d.h. das Bearbeitungswerkzeug umgerüstet werden muss, beispielsweise wenn andere Werkstücke mit anderen Aussendurchmessern mitgenommen werden müssen. Zum Auswechseln des Drehherzes 1 ́ werden die Hebel komplett zurückgefahren, so dass das Drehherz einfach aus der Apparatur herausfällt, wenn kein Werkstück eingesetzt ist, und ein anderes Drehherz 1 ́ kann einfach eingesetzt werden. Der Vorteil des dritten Ausführungsbeispiels eines Drehherz 1 ́ ́ besteht darin, dass der Kraftübertragungspunkt für den Antrieb weiter aussen platziert werden kann, was das Drehmoment für den Antrieb optimiert und generell eine einfache Konstruktion erlaubt, da die einzelnen Funktionalitäten räumlich getrennt sind. Der separate Mitnahmebolzen 32 ́ ́ mit dem als Drehsicherung daran angebrachten Auffangbügel 33 ́ ́ haben zudem den Vorteil, dass die Masse und Unwucht nicht mehr auf dem Drehherz 1 ́ ́ untergebracht werden muss. Der Mitnahmebolzen 32 ́ ́ kann dabei auch in verschiedensten Materialien und Formen hergestellt werden, wobei eine Kugelform bevorzugt ist. Es gibt bei dieser Ausführungsvariante einen eindeutigen Mitnahmepunkt, was für die geometrische Qualität am Werkstück sehr wichtig ist.

[0032] Die Erfindung wurde vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen derselben näher erläutert. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass unterschiedliche Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abzuweichen.

Bezugszeichenliste:

[0033] <tb>1, 1 ́, 1 ́ ́<sep>Drehherz <tb>2, 2 ́, 2 ́ ́<sep>Werkstückaufnahme <tb>10, 10 ́, 10 ́ ́<sep>Grundkörper- oder Halteabschnitt <tb>11, 11 ́, 11 ́ ́<sep>Federabschnitt <tb>12a, 12a ́, 12a ́ ́<sep>erster Abschnitt der Ausnehmung <tb>12b, 12b ́, 12b ́ ́<sep>zweiter Abschnitt der Ausnehmung <tb>13, 13 ́, 13 ́ ́<sep>Verbindungsabschnitt <tb>14, 14 ́, 14 ́ ́<sep>Verbindungsabschnitt <tb>15, 15 ́, 15 ́ ́<sep>Öffnung <tb>16, 16 ́, 16 ́ ́<sep>Öffnung <tb>15a, 15a ́ ́<sep>erster Abschnitt <tb>16a, 16a ́ ́<sep>erster Abschnitt <tb>15b, 15b ́, 15b ́ ́<sep>zweiter Abschnitt <tb>16b, 16b ́, 16b ́ ́<sep>zweiter Abschnitt <tb>15c ́, 15c ́ ́<sep>dritter Abschnitt <tb>16c ́, 16c ́ ́<sep>dritter Abschnitt <tb>20, 20 ́<sep>Hubhebel <tb>20a, 20a ́<sep>Hebelabschnitt <tb>20b, 20b ́<sep>Hebelabschnitt <tb>21 ́<sep>Mitnahmebolzen <tb>22 ́<sep>Kugel <tb>23 ́<sep>weiterer Mitnahmebolzen <tb>25, 25 ́ ́<sep>Durchlassöffnung <tb>26, 26 ́ ́<sep>Durchlassöffnung <tb>32 ́ ́<sep>Mitnahmebolzen <tb>33 ́ ́<sep>Auffangbügel <tb>43 ́ ́, 44 ́ ́<sep>Flügel <tb>43a ́ ́, 44a ́ ́<sep>Endabschnitt <tb>200<sep>Werkstück

Claims (17)

1. Drehherz zum Spannen eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehherz einen im Wesentlichen steifen Halteabschnitt mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Werkstücks aufweist, und ferner einen im Wesentlichen biegeelastischen Federabschnitt aufweist, welcher umfangsmässig um den Halteabschnitt herum vorgesehen ist und den Halteabschnitt gegen das eingespannte Werkstück vorspannt.

2. Drehherz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehherz einstückig ausgebildet ist.

3. Drehherz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt nach Art einer Blattfeder ausgebildet ist.

4. Drehherz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung im Querschnitt kreisförmig ist.

5. Drehherz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt jeweils zwei halbkreisförmige Abschnitte aufweist, deren jeweilige Mittelpunkte zu dem Mittelpunkt der Aufnahmeöffnung entlang einer Geraden derart versetzt sind, dass der Mittelpunkt der Aufnahmeöffnung zwischen den beiden Mittelpunkten der halbkreisförmigen Abschnitte liegt.

6. Drehherz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt wenigstens eine Spreizöffnung aufweist.

7. Drehherz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Spreizöffnung radial nach innen verjüngt.

8. Drehherz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizöffnung einen radial äusseren Abschnitt aufweist, welcher als Mitnehmer ausgebildet ist.

9. Drehherz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt über der wenigstens einen Spreizöffnung eine Ausnehmung aufweist.

10. Drehherz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt und der Halteabschnitt an zwei gegenüberliegenden Verbindungsstellen verbunden sind.

11. Drehherz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt zwei gegenüberliegende Spreizöffnungen aufweist, wobei die Spreizöffnungen zu den Verbindungsstellen jeweils um 90 Grad versetzt sind.

12. Drehherz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aussenumfang des Federabschnitts wenigstens ein Mitnehmer ausgebildet ist.

13. Drehherz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aussenumfang des Federabschnitts zwei Mitnehmer ausgebildet sind, welche als Flügel ausgebildet sind.

14. Drehherz nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spreizöffnung Ausrichtungsmittel aufweist, damit ein Spreizwerkzeug beim Öffnen des Drehherz dieses zu einer Werkstückachse ausrichten kann.

15. Drehherz nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spreizöffnung Ausrichtungsmittel aufweist, damit ein Spreizwerkzeug beim Öffnen des Drehherz in dieses nur bei einer vorbestimmten Ausrichtung des Drehherz zu einer Werkstückachse eingreift.

16. Drehherz nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsmittel einen Schlitz aufweisen.

17. Drehherz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Federabschnitt und Halteabschnitt eine Materialaussparung vorgesehen ist.