DD277032A1

DD277032A1 - Spannvorrichtung fuer werkstuecke mit kegel- oder gewindebohrung

Info

Publication number: DD277032A1
Application number: DD32177888A
Authority: DD
Inventors: Klaus Scholz; Eugen Hoffmann; Helmut Ritz; Frank Eberlein; Roland Moeller; Thomas Dornheim
Original assignee: Werkzeugind Forschzent
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung fuer Werkstuecke mit Gewinde- oder Kegelbohrung, insbesondere fuer Bohrfutter, bei der die Werkstuecke mit einem von einer Zugstange betaetigten Spanndorn, der eine Werkstueckauflage durchragt, gegen die Werkstueckauflage gespannt werden, wobei zur Uebertragung der axialen Spannbewegung von der Zugstange auf den Spanndorn ein mit dem Spanndorn fest und mit der Zugstange drehbar verbundenes Kupplungselement vorgesehen ist, das in einer in einem Lagerbock gelagerten Hohlwelle drehfest, jedoch axial verschiebbar aufgenommen ist und wobei die Werkstueckauflage mit der werkzeugseitigen Stirnflaeche der Hohlwelle fest verbunden ist. Die Erfindungsmerkmale fuehren zu dem Vorteil, dass die Spannvorrichtung nicht nur eine axiale Spannbewegung, sondern auch eine Drehbewegung des Spanndornes gestattet. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Werkstücke mit Kegel- oder Gewindebohrung, insbesondere für Bohrfutter, bei der das Werkstück mit Hilfe eines eine Werkstückauflage durchragenden Spanndornes aufgenommen und durch eine von einer Zugstange erzeugte axiale Spannbewegung des Spanndornes gegen die Werkstückauflage gespannt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere innerhalb automatischer Fertigungsabschnitte zur Herstellung von Bohrfuttern anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Gewährleistung einer qualitätsgerechten Funktion von Bohrfuttern ist es bei deren Herstellung unter anderem erforderlich, dia im Bohrfutterkörper aufgenommenen Spannbacken nach ihrer Montage einem Innenrundschleifen zu unterziehen und danach im Spannzustand auf Rundlauf zu prüfen. Zu diesem Zweck müssen die Bohrfutter, die eine Gewindeaufnahme oder eine Kegelaufnahme haben können, in einer geeigneten Vorrichtung lagebestimmt aufgenommen und gespannt werden, wobei die Vorrichtung außerdem in der Lage sein muß, alle für das Innenrundschleifen und ilundlaufprüfen erforderlichen Drehbewegungen auszuführen.

Durch die DD-PS 254547 ist bereits eine automatische Schleif- und Prüfeinrichtung für Backenspannfutter bekannt geworden, mit der die Spannflächen der Spannbacken nach deren Montage im Backenspannfutter geschliffen und die geschliffenen Spannbacken auf Rundlauf geprüft werden können.

Die zu schleifenden bzw. zu prüfenden Backenspannfutter sind auf einem mit einer Positioniereinrichtung versehenen Werkzeugträger, der durch einen elektrischen Antrieb in mehreren Leistungsstufen um seine Längsachse drehbar und durch einen pneumatischen Antrieb mit Wegbegrenzung in Richtung soiner Längsachse verschiebbar ist, befestigt.

Dadurch ist der Werkstückträger in der Lage, das Backenspannfutter zu den einzelnen auf einem drehbaren Werkzeugträger angeordneten, für das Innenrundschleifen sowie Rundlaufprüfen erforderlichen Baueinheiten und. zurück zu bewegen und alle erforderlichen Drehbewegungen auszuführen.

Die Steuerung der Bewegung des Werkstückträgers erfolgt dabei mit Hilfe einer programmierbaren elektronischen Steuerung.

An dieser bekannten Einrichtung ist nachteilig, daß der gesamte Werkstückträger bei den für die Ausführung der einzelnen Arboitsschritto des Innenrundschleifons sowie Rundlaufprüfens der Spannbacken des Backensp.wnfutters erforderlichen Drehbewegungen des Backenspannfutters eine Rotationsbewegung ausführt.

Die konstruktiven Einzelheiten der für die Befestigung des Backenspannfutters auf dem Werkstückträger erforderlichen Aufnahme- und Spannolomente sowie der für die Übertragung der Drehbewegung von einem elektrischen Antrieb auf das Backenspannfuttor erforderlichen Bauelemente gehen weder aus der Zeichnung noch aus der Erfindungsbeschreibung der DD-PS 254547 hervor.

Eine Möglichkeit der lagebestimmten Aufnahme und Befestigung von Werkstücken mit Gewindebohrung ist in dem Fachbuch von K. Schreyer, Werkstückspanner Springer Verlag Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1949, S. 98 beschrieben und dargestellt. Bei derauf der Seite 98 im Bild 326gezeigten Lösung wird die Befestigung solcher Werkstücke mit Hilfe eines Gewindespanndornes vorgenommen, der eine Werkstückauflage axial durchragt und gegenüber dieser axial bewegbar ist. Das zu spannende Werkstück wird auf das Außengewinde des Spanndornes aufgeschraubt und durch eine von einer Zugstange erzeugte axiale Spannbewegung des Spanndornes gegen die Werkstückauflage gespannt.

Diese bekannte Lösung stellt zwar eine geeignete Spannmöglichkeit für Werkstücke mit Gewindebohrung dar, hat jedoch den Nachteil, daß sie eine Drehbewegung des das Werkstück aufnehmenden Spanndornes sowie der Werkstückauflage nicht gestattet.

Für Werkstücke, die bei ihrer Bearbeitung eine Drehbewegung ausführen müssen, ist dieses bekannte Spannsystem deshalb nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Spannvorrichtung für Werkstücke mit Kegel- oder Gewindebohrung zu entwickeln, die gegenüber den bekannten Spannvorrichtungen universeller einsetzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für Werkstücke mit Kegel- oder Gewindebohrung, die einen eine Werkstückauflage durchragenden Spanndorn zur Aufnahme des Werkstückes sowie eine Zugstange zur axialen Bewegung des Spanndornes aufweist, konstruktiv so zu gestalten, daß sie neben der axialen Spannbewegung des Spanndornes eine Drehbewegung des Spanndornes sowie der Werkstückauflage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem dem Werkstück abgewandten Ende des Spanndornes und dem Ende der Zugstange ein mit dem Spanndorn fest und mit der Zugstange drehbar verbundenes Kupplungselement angeordnet ist, das in der Innenbohrung einer in einem Lagerbock gelagerten Hohlwelle axial verschiebbar und drehfest aufgenommen ist und daß die Werkstückauflage mit der werkstückseitigen Stirnfläche der Hohlwelle fest verbunden ist. Damit die Spannvorrichtung sowohl für Werkstücke mit Gewindebohrung als auch für Werkstücke mit Kegelbohrung anwendbar ist, ist der im Kupplungselement befestigte Spanndorn austauschbar angeordnet und an dem dem Werkstück zugewandten Ende mit einem Gewindezapfen oder einem Kegelzapfen versehen.

<n weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Kupplungselement spanndornseitig eine kegelige Aufnahmebohrung auf, in der dt.s kegelig ausgebildete kupplungsseitige Ende des Spanndornes aufgenommen und mit H.ife einer Überwurfmutter befestigt ist, wodurch eine sichere Übertragung der Drehbewegung sowie der axialen Spannkraft vom Kupplungselement auf den Spanndorn erreicht wird. Zur Erzeugung der Drehbewegung des Werkstückes greift an dem unteren, aus dem Lagerbock herausragenden Ende der Hohlwelle ein Riementrieb an.

Soll nun ein Werkstück mit einer Gewindebohrung in der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gespannt werden, wird es beispielsweise mit Hilfe einer Spanneinheit so oberhalb der Vorrichtung positioniert, daß die Werkstückachse mit der Spanndornachse fluchtet. Danach wird das Werkstück in Richtung des Spanndornes bewegt, bis die Gewindebohrung des Werkstückes am Spanndorn aufsitzt. Durch eine gesteuerta Drehbewegung des Spanndornes, die mit Hilfe des Riementriebes über die Hohlwelle und das Kupplungselement bewirkt wird, wird der Gewindezapfen des Spanndornes in die Gewindebohrung des Werkstückes eingeschraubt. Nacn dem Einschrauben des Spanndornes in die Gewindebohrung des Werkstückes wird die Drehbewegung unterbrochen und das Werkstück durch eine von der Zugstange bewirkte axiale Spannbewegung des Spanndornes, die mit Hilfe des Kupplungselement von der Zugstange auf den Spanndorn übertragen wird, gegen die Werkstückauflage gespannt. Das gespannte Werkstück kann nun alle für die weitere Bearbeitung erforderlichen Drehbewegungen, dio mit Hilfe des Riementriebes über die Hohlwelle und das Kupplungselement erzeugt werden, ausführen. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung für Werkstücke mit Kegel- oder Gewindebohrung zeichnet :;ich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, daß sie in der Lage ist, nicht nur eine axiale Spannbewegung des Spanndornes, sondern auch eine D^rehbewegung des Spanndornes sowie der Werkstückaufnahme zu erzeugen.

Somit ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung auch für die Befestigung von Werkstücken, die bei ihrer Bearbeitung eine Drehbewegung ausführen müssen, geeignet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Dio Zeichnung zeigt die orfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einem als Gewindespanndorn ausgebildeten Spanndorn zur Befestigung eines Werkstückes mit Gewindebohrung, das im Ausführungsbeispiol ein Bohrfutter ist.

Auf einer Grundplatte 1 ist in oiner stirnseitigen Ausnehmung !!ein abgewinkelter Lagerbock 3 befestigt, in dessen Abwinkelung eino Durchgangsbohrung zur Aufnahme oiner Hohlwelle 4, dio mit Hilfe von zwei Radiallagorn 5 gelagert ist, angeordnet ist. In dor Innonbohrung 6 dor Hohlwelle 4 ist ein zylindrisch ausgebildetes Kupplungselement 7 angeordnet, daß über eine formschlüssigo Vorbindung, beispielsweise eine Keilwollenverb'ndung, drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Hohlwelle vnrbundon ist. Die axiale VeiSchiebung des Kupplungselemer t'.s 7 in der Hohlwelle 4 wird durch eine in einer Aufnahmobohrung 8 dos Kupplungselementen 7 mit Hilfo vor zwei Axiallagern 9 und 10 drehbar gelagerten und mit Hilfe einer Spozialschraubo 11 axial gesicherten Zugstan'jo 12 bewirkt.

Die Betätigung der Zugstange 12 erfolgt durch eine in der stirnseitigen Ausnehmung 2 der Grundplatte 1 befestigte Druckdose 13. In einer sich an die Aufnahmebohrung 8 des Kupplungselementes 7 anschließenden kegeligen Aufnahmebofirung 14 ist der kegelige Aufnahmezapfen 15 eines als Gewindespanndorn ausgebildeten Spanndornes 16 aufgenommen und mit Hilfe einer Überwurfmutter 17 befestigt. Durch diese Preßverbindung ist gewährleistet, daß der Spanndorn 16 fest mit dem Kupplungselement 7 verbunden ist. Der Spanndorn 16 weist an dem dem kegeligen Aufnahmezapfen 15 gegenüberliegenden Ende einen Gewindezapfen 18 auf, der in die Gewindebohrung des zu spannenden Werkstückes 19, das im vorliegenden Falle ein Bohrfutter ist, einschraubbar ist.

Anstelle eines Spanndornes 16 mit Gewindezapfen 18 kann im Kupplungselement 7 auch ein Spanndorn mit Kegelzapfen eingesetzt werden, Wodurch es möglich ist, die erfindungsgemäße Spannvorrichtung auch für Werkstücke mit Kegelbohrung zu verwenden.

An derwerkstückseitigon ringförmigen Stirnfläche 20 der Hohlwelle 4 ist eine Werkstückauflage 21 miteiner axialen Bohiung 22 befestigt, wobei der Spanndorn 16 mit seinem Gewindezapfen 18 oder Kegelzapfen die axiale Bohrung 22 der Werkstückauflage 21 dhrchragt. Soll die erfindungsgemäße Spannvorrichtung zur Befestigung von Bohrfuttern für das Innenrundschleifen r.id Rundlaufprüfen der Spannbacken verwendet werden, so ist an der oberen Stirnfläche 23 des abgewinkelten Laoerbockes 3 neben der Durchgangsbohrung ein Aufnahmedorn 24 für eine geschlitzte Schleifhülse 25, die beim Innenrundschleifen der Spannbacken in das Bohrfutter eingesetzt und gespannt werden muß, angeordnet. Die Drehbewegung der Hohlwelle 4 wird mit Hilfe eines am unteren, aus der Durchgangsbohrung des Lagerbockes 3 herausragenden Ende der Hohlwelle 4 angreifenden Riementriebes 26, dessen Abtriebsscheibe 27 an einem kegeligen Abschnitt 28 der Hohlwelle 4 angreift und mit Hilfe einer Spezialmutter 29 gesichert ist, erzeugt.

Die entsprechend der erforderlichen Drehbewegung des Werkstückes 19 steuerbare Antriebsbewegung des Riementriebes 26 wird durch einen auf der Grundplatte 1 befestigten, in der Zeichnung nicht dargestellten Gleichstrommotor erzeugt, dessen Drehmomente und Drehzahlen mittels einer ebenfalls nicht dargestellten elektronischen Steuerung steuerbar sind. Zur Überwachung der Anzahl der Umdrehungen der Hohlwelle 4 dient ein im Lagerbock 3 befestigter Nährungsinitiator 30, der ebenfalls mit der elektronischen Steuerung verbunden ist.

Nachstehend soll die Funktionsweise beim Befestigen eines Bohrfutters mit Gewindebohrung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung beschrieben werden:

Zunächst wird das Bohrfutter beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Spanneinheit oberhalb des Spanndornes 16 positioniert, wobei die Längsachse des Bohrfutters mit der Spanndornachse fluchtet. Das Bohrfutter wird in Richtung des Spanndornes 16 bewegt, bis die Gewindebohrung des Bohrfutters am Gewindeztipfen 18 des Spanndornes 16 aufsitzt. Durch eine gesteuerte Drehbewegung des Spanndornes 16, die mit des Riementriebes Ί 6, der Hohlwelle 4 und des Kupplungselementes 7 übertragen wird, wird der Gewindezapfen 18 des Spanndornes 16 in die Gewindebohrung des Bohrfuttors eingeschraubt, wobei die Anzahl der Umdrehungen des Spanndornes 16 durch den Nährungsinitiator 30 in Verbindung mit der elektronischen Steuerung gesteuert wird. Nachdem die Drehbevoounn des Spanndornes 16 unterbrochen worden ist, wird das Bohrfutter durch eine von der Druckdose 13 erzeugte und über die Zugstange 12 und das Kupplungselement 7 auf den Spanndorn 16 übertragene axiale Spannbewegung gegen die Werkstückauflage 21 gespannt. Das gespannte Bohrfutter kann nun alle für die weitere Bearbeitung erforderlichen Drehbewegungen, die mit Hilfe des gesteuerten Gleichstrommotors erzeugt und über den Riementrieb 26, die Hohlwelle 4, das Kupplungselement 7 und den Spanndorn 16 auf das Bohrfutter übertragen werden, ausführen.

Bei Bohrfuttern mit Kegelbohrung wird der Spanndorn 16 mit Gewindezapfen 18 gegen einen in der Zeichnung nicht dargestellten Spanndorn mit Kegelzapfen ausgetauscht. Das Bohrfutter wird vor seiner Bearbeitung beispielsweise pneumatisch mittels der nicht dargestellten Spanneinheit auf den Kegelzapfen des Spanndornes gedrückt und damit durch Kegelreibschluß gespannt. Nach der Bearbeitung wird das Bohrfutter durch eine axiale Bewegung des Spanndornes, die wiederum di"ch die Druckdose 13 erzeugt und über die Zugstange 12 und das Kupplungselement 7 übertragen wird, gegen die Werkstückauflage 21 gezogen, wobei das Bohrfutter vom Kegelzapfen des Spanndornes gelöst wird.

Claims

1. Spannvorrichtung für Werkstücke mit Kegel- oder Gewindebohrung, insbesondere für Bohrfutter, bei der das Werkstück mit Hilfe eines eine Werkstückauflage durchragenden Spanndornes aufgenommen und durch eine von einer Zugstange erzeugte axiale Spannbewegung des Spanndornes gegen die Werkstückauflage gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dem Werkstück (19) abgewandten Ende des Spanndornes (16) und dem Ende der Zugstange (12) ein mit dem Spanndorn (16) fest und mit der Zugstange (12) drehbar verbundenes Kupplungselement (7) angeordnet ist, das in der Innenbohrung (6) einer in einem Lagerbock (3) gelagerten Hohlwelle (4) axial verschiebbar und drehfest aufgenommen ist und daß die Werkstückauflage (21) mit der werkstückseitigen Stirnfläche (20) der Hohlwelle (4) fest verbunden ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kupplungselement (7) befestigte Spanndorn (16) austauschbar angeordnet ist und an dem dem Werkstück (19) zugewandten Endo mit einem Gewindezapfen (18) oder einem Kegelzapfen versehen ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (7) spanndornseitig eine kegelige Aufnahmebohrung (14) aufweist, in der das kegelig ausgebildete kupplungsseitige Ende des Spanndornes (16) aufgenommen und mit Hilfe einer Überwurfmutter (17) befestigt ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren, aus dem Lagerbock (3) herausragenden Ende der Hohlwelle (4) ein Riementrieb (26) angreift.