DE102009024005A1

DE102009024005A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102009024005A1
Application number: DE200910024005
Authority: DE
Inventors: Helmut Weid
Original assignee: Weid Wirtschafts & Technologie; Weid Wirtschafts- & Technologieberatung
Current assignee: Weid Wirtschafts & Technologie; Weid Wirtschafts- & Technologieberatung
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-06
Also published as: DE102009024005B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere für die Planscheibe einer Karussell-Drehmaschine. Sie besteht aus einer auf dem Werkstücktisch der Maschine festlegbaren Grundplatte und einem auf Führungsschienen dieser Grundplatte über eine Spindel verschiebbaren Schlitten, der auf seiner Oberseite mehrere Innen- und Außenpannbacken unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Der Schlitten ist über eine Spindel verschiebbar, wobei die Spindelumdrehung ein Maß für die Spannverschiebung des Schlittens ist. Gegen Fremdkörper, insbesondere die bei der Span abhebenden Bearbeitung entstehenden Späne, sind Spindel und Führung des Schlittens durch eine U-förmige Abdeckung geschützt, die die Führungsschienen und die Spindel überdeckt. Diese Abdeckung wird von entsprechenden Schlitzführungen der Endplatten gehaltert und ist durch Verschiebung aus dem Schlitten und der Spannvorrichtung herausziehbar, ohne dass es notwendig wäre, den Schlitten zu demontieren. Auf dem Schlitten sind Durchmesser-abhängige Wechselbacken leicht montierbar angeordnet. Dabei ist eine Innen- und Außenspannung des Werkstücks im Wesentlichen ohne Backenwechsel möglich. Die individuelle Nutzlänge beträgt bei einem Ausführungsbeispiel mit stufenloser Verstellung 250 mm bis 1500 mm.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit Span abhebenden Werkzeugen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Spannvorrichtung zum Aufspannen ringförmiger Werkstücke auf der Planscheibe einer Karussell-Drehmaschine. Das Festspannen von Werkstücken erfolgt bei derartigen Werkzeugmaschinen im Allgemeinen über Spannbacken, die in schwalbenschwanzförmigen Führungsnuten des Werkstücktischs festlegbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung zu schaffen, mit der eine schnelle und präzise Spannung, insbesondere eine Festlegung kreisrunder Werkstücke, auf einer Planscheibe ermöglicht wird, wobei die Einstellung präzise vorgenommen werden kann und die bei der Bearbeitung auftretenden Späne sicher von den bewegten Teilen der Spannvorrichtung ferngehalten und eine mühelose Einigung bei Bedarf durchgeführt werden kann.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Gesamtheit der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch die Erfindung wird erreicht, dass über die Spindel ein vorbestimmbarer Betrag der Verschiebung der Spannbacken in Spannrichtung vorgenommen werden kann, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Spannvorrichtung auf einer Planscheibe einer Karussell-Drehmaschine eingesetzt wird. In diesem Fall wird die Planscheibe mit mehreren radial gerichteten, im gleichen Winkelabstand zueinander angeordneten Spannvorrichtungen ausgerüstet, die in einer Endstellung einen vorbestimmten gleichen Abstand von der Mittelachse der Planscheibe aufweisen und deren Spannbacken ausgehend von dieser Ausgangsstellung radial derart verschiebbar sind, dass sich ein exakt konzentrischer Spannkranz für ein kreisförmiges zu bearbeitendes Werkstück beispielsweise einen Ring oder einen Flansch ergibt.
Für ein rationelles Arbeiten können rotationssymmetrische Bauteile noch durch ein integriertes Messsystem zentriert werden. Die Maßanzeige kann für die Verstellung der die Spannbacken betätigenden Spindel analog oder digital erfolgen.
Die den Schlitten mit den Spannbacken bewegende Spindel kann jeweils über eine Kurbel angetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, die Spindeln motorisch anzutreiben, wobei die einzelnen Antriebe synchronisiert sind, so dass bei gleicher Drehzahl gleiche radiale Verschiebungen vorgenommen werden, um das kreisförmige Werkstück beispielsweise einen Ring konzentrisch exakt festzulegen. Das Festlegen eines derartigen Ringes kann durch Innenspannung oder Außenspannung erfolgen. Auf diese Weise wird es möglich, eine stufenlose Spannung über einen radialen Abstand vorzunehmen, der im Wesentlichen bestimmt ist durch die axiale Länge der Spannvorrichtung. Zur Anpassung an den jeweiligen zu bearbeitenden Durchmesser des Werkstückes, ist der Schlitten mit jeweils mehreren inneren und äußeren Spannbacken versehen, die unterschiedliche Radien aufweisen, die dem jeweils mittleren Spanndurchmesser angepasst sind, um die für das Werkstück jeweils günstigste Formanpassung zu gewährleisten, sind die Spannbacken auswechselbar am Schlitten gehaltert.
Das bei derartigen Werkzeugmaschinen bei der Bearbeitung auftretende Problem der Spanbildung, wodurch Teile der Spann- oder Bewegungsglieder zugesetzt werden, kann durch die Erfindung in zuverlässiger Weise durch die sich über die gesamte Länge der Spannvorrichtung erstreckende Schutzabdeckung gelöst werden. Diese als umgekehrt U-förmig abgekantetes Blech ausgebildete Schutzvorrichtung verdeckt die Spindel und die Führungsschienen, so dass die Späne von den bewegten Teilen abgehalten werden. Die Schutzabdeckung erstreckt sich durch einen entsprechend geformten Schlitz im Schlitten, so dass dieser ungehindert über die Abdeckung hinweggleiten kann. Die Abdeckung ist in den Stirnwänden der Spannvorrichtung derart gehaltert, dass sie nach Abnahme einer Abdeckplatte mühelos in Achsrichtung herausgezogen werden kann, falls dies nach längerer Bearbeitung notwendig erscheint. Nach erfolgter Reinigung kann die Abdeckung ebenso leicht wieder eingesetzt werden.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den beiliegenden Patentansprüchen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit der die Spindel und ihre Führung abdeckenden Schutzabdeckung.
2 ist eine der 1 entsprechende perspektivische Ansicht der Schutzvorrichtung bei abgenommener Schutzabdeckung.
3 ist ein Längsschnitt der Schutzvorrichtung.
4 ist in größerem Maßstab gezeichnet, eine Querschnittsansicht des auf der Führung aufgesetzten Schlittens in zwei axial hintereinander liegenden Schnittebenen.
5 ist eine schematische Ansicht der Planscheibe einer Karusell-Drehmaschine mit im gleichen Winkelabstand zueinander angeordneten, radial gerichteten Spannvorrichtungen, die mit Außenspannung an einem das Werkstück bildenden Ring 6 angreifen.
6 ist eine der 5 entsprechende Ansicht, bei der die Spannvorrichtungen mit Außenspannung an einem das Werkstück bildenden Ring 8 angreifen.
Beim Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 sind auf einer Planscheibe 2 einer Karusell-Drehmaschine mit gleichem Winkelabstand zueinander sechs erfindungsgemäße Spannvorrichtungen 4 mit radialer Spannrichtung festgelegt. Die Spannbacken der Spannvorrichtung gemäß 5 greifen am Außenumfang eines Ringes 6 an, während die Spannbacken der Spannvorrichtungen nach 6 am Innenumfang eines Ringes 8 angreifen. Die so festgelegten Ringe 6 und 8 können nun präzise bearbeitet werden und es können z. B. die im Ausführungsbeispiel angegebenen Löcher gebohrt werden, nachdem jeweils die Planscheibe um eine Teilung weitergedreht ist.
Jede Spannvorrichtung 4 weist eine Grundplatte 10 auf, die an den beiden Enden mit je einer Stirnplatte 12 versehen ist. Diese Stirnplatten 12 weisen Löcher 14 für eine Spindel 16 auf, die eine vorbestimmte genaue Steigung besitzt. Löcher 18 in der Grundplatte ermöglichen eine maßgenaue Festlegung jeder Spannvorrichtung auf der Planscheibe 2. Die Spindel 16 steht mit ihrem radial äußeren Ende über die Stirnplatte 12 vor und weist dort einen Mehrkant zum Aufsatz einer Handkurbel oder eines mechanischen Kraftantriebs auf. Ein Schlitten 22 ist über die gesamte Länge der Spannvorrichtung über die Spindel 16 verschiebbar, die in eine Spindelmutter 23 des Schlittens 22 eingreift. Auf der Grundplatte 10 sind parallel zueinander zwei Führungsschienen 24 beispielsweise über eine Schraubverbindung festgelegt. Auf diesen gehärteten und geschliffenen Führungsschienen 24 gleitet der Schlitten 22 angetrieben durch die Drehung der Spindel 16. Somit ist der Vorschub exakt abhängig von der Umdrehung der Spindel 16. Auf der Oberseite des Schlittens 22 ist eine Deckplatte 26 über Schreiben 28 festgelegt. Auf der Deckplatte 26 ist auswechselbar über Schreiben 32 ein Spannblock 30 festgelegt, der konvex gekrümmte Innenspannbacken 30a, 30b, 30c und konkav gekrümmte Außenspannbacken 30d, 30e, 30f aufweist, deren Krümmungsradius jeweils dem mittleren oder einem anderen definierten Durchmesser des Werkstücks angepasst ist.
Zwischen der Oberseite des Schlittens 22 und der Deckplatte 26 bzw. innerhalb des Schlittens 22 ist ein in Längsrichtung verlaufender, im Querschnitt U-förmiger Schlitz 34 angeordnet. Durch diesen Schlitz 34 erstreckt sich eine umgekehrt U-förmig abgewinkelte Abdeckung 36 aus Belch, die sich über die gesamte Länge der Spannvorrichtung erstreckt und in einer entsprechenden U-förmigen Nut 38 der radial inneren Stirnplatte 12 und einem entsprechenden U-förmigen Schlitz 40 der äußeren Stirnplatte 12 verankert ist. Nach außen ist der Schlitz 40 durch eine Abdeckplatte 42 verschlossen, die mit der Stirnplatte über wenige Schrauben verbunden ist. Nach Abnahme dieser Abdeckplatte 42 kann die Abdeckung 36 aus der Spannvorrichtung und dem Schlitten herausgezogen werden, um die Spannvorrichtungen erforderlichenfalls einer Reinigung zu unterziehen.
Bei der Anordnung auf der Planscheibe 2 gemäß der 5 und 6 sind die einzelnen radial gerichteten Spannvorrichtungen 4 derart festgelegt, dass in einer vorbestimmten Nullstellung entsprechende Spannbacken auf jeweils exakt dem gleichen Durchmesser liegen. Das zu spannende Werkstück beispielsweise ein Ring oder ein Flansch, wird eventuell vorzentriert auf der Planscheibe 2 aufgelegt. Dann können die Spannvorrichtungen mit ihren Spannbacken entweder synchron oder einzeln um die gleichen Beträge radial verschoben werden, wobei die Spindelumdrehung ein Maß für den Vorschub ist. Auf diese Weise kann das Werkstück konzentrisch erfasst und eingespannt werden, wobei an dem Werkstück entsprechend dem jeweiligen Durchmesser die inneren oder äußeren Spannbacken angelegt werden. Entsprechend dem jeweiligen Durchmesser kommt dabei das Werkstück auf einer der Stufen jener Spannbacken zur Anlage, die für den entsprechenden Durchmesser geeignet sind. Zwischen den einzelnen radialen Spannvorrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellte Anlagestücke vorgesehen, die den Vorschub der Span abhebenden Werkzeuge freilassen.

2: Planscheibe
4: radial gerichtete Spannvorrichtungen
6: Ring
8: Ring
10: Grundplatte
12: Stirnplatte
14: Lager
16: Spindel
18: Löcher
22: Schlitten
23: Spindelmutter
24: Führungsschienen
26: Deckplatte
28: Schrauben
30: Spannblock
30a: konvex gekrümmte Innenspannbacken
30b: konvex gekrümmte Innenspannbacken
30c: konvex gekrümmte Innenspannbacken
30d: konkav gekrümmte Außenspannbacken
30e: konkav gekrümmte Außenspannbacken
30f: konkav gekrümmte Außenspannbacken
32: Schrauben
34: im Querschnitt U-förmiger Schlitz
36: U-förmig abgewinkelte Abdeckung
38: U-förmige Nut
40: U-förmiger Schlitz
42: Abdeckplatte

Claims

Spannvorrichtung (4), insbesondere zum Aufspannen ringförmiger Werkstücke (6, 8) auf der Planscheibe (2) einer Karussell-Drehmaschine mit: einer auf der Planscheibe (2) festlegbaren Grundplattenanordnung (10, 12); einer in Spannrichtung verlaufenden Spindel (16); und einen Spannbacken (30) tragenden Schlitten (22), der über eine Spindelmutter (23) spannbar ist, wobei eine lösbare Abdeckung (36) die Spindel (16) und die Schlittenführung (24) abdeckt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Abdeckung (36) umgekehrt U-förmig ausgebildet ist.
Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Stirnplatten (12) der Vorrichtung verankerte Abdeckung (36) einen entsprechend U-förmig ausgebildeten Schlitz (34) des Spannschlittens (22) durchläuft.
Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (36) in Stirnplatten (12) der Vorrichtung verankert und durch eine abnehmbare Abdeckplatte (42) gesichert ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten einen Spannblock (30) trägt, der innere konvex gekrümmte Spannbacken (30a, 30b, 30c) und konkav gekrümmte Außenspannbacken (30d, 30e, 30f) aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannblock (30) auswechselbar am Schlitten (22) festgelegt ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Führungsschienen (24) gleitende Schlitten (22) eine Deckplatte (26) trägt und zwischen Deckplatte (22) und Oberseite des Schlittens (22) der horizontal verlaufende Teil des Abdeckschlitzes (34) verläuft.
Planscheibe für eine Karussell-Drehmaschine, auf der im gleichen Winkelabstand zueinander mehrere Spannvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit gleicher Spannbacken-Nullstellung in konzentrischer Anordnung festgelegt sind.
Planscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den radialen, im Winkelabstand zueinander angeordneten Spannvorrichtungen (4) Auflager für das Werkstück angeordnet sind.