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Mitnehmerspitze für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Mitnehmerspitze für Werkzeugmaschinen mit einer, im Gehäuse des Mitnehmers gelagerten
Zentrierspitze und mehreren, um die Zentnerspitze konzentrisch angeordneten, axial
verschiebbaren, mit einer Eingriffsschneide versehenen Mitnehmerbolzen.
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Beim Aufspannen des Werkstückes muß bei diesen Mitnehmerspitzen ein
beträchtlicher Axialdruck aufgewendet werden, damit die Eingriffsschneiden genügend
tief in das Werkstück eintreten, um ein sicheres Mitdrehen des Werkstückes zu gewährleisten.
Dieser, gemäß praktischen Erfahrungen maximal mit etwa 600 kg mögliche, anhaltende
Druck für das Eindrücken der Mitnehmerschneiden ist in vielen Fällen unzureichend.
Bei einfacher Dreharbeit ist hiermit zwar ein sicheres Mitnehmen möglich, dagegen
ist es bei Fräsarbeiten, insbesondere beim Wälzfräsen von Schrägverzahnungen, wobei
eine unbedingt feste Verbindung mit der antreibenden Spindel wegen Einhaltung der
genauen Zahnteilung notwendig ist, bisher nicht immer möglich, eine zuverlässige
Verbindung während der Arbeit aufrechtzuerhalten, z. B. wenn es sich um Werkstücke
großen Durchmessers oder aus hartem Material handelt. Die Anwendung höherer Einspanndrücke
ist in diesen Fällen wegen der überbelastung des Maschinengestelles und dadurch
verminderter Arbeitsgenauigkeit nicht zulässig.
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Die Erfindung geht daher von dem Gedanken aus, ein ausnahmslos sicheres
Mitnehmen des Werkstückes vermöge eines tiefen Schneideneindruckes zu erzielen und
das Maschinengestell von den Druckkräften dieses Eindrückens zu entlasten, indem
die Mitnehmerschneiden vermittels hoher kinetischer Energie schlagartig in das Werkstück
eingetrieben werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Mitnehrnerbolzen
durch Freigabe eines Kraftspeichers schlagartig in das Werkstück eintreibbar sind.
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Hierdurch ist es ermöglicht, unter weitgehender Entlastung des Maschinengestelles
gewissermaßen ein Hineinschießen der Meißel in das Werkstück zu bewirken, wobei
lediglich eine geringe beschleunigte Masse mit hoher Wucht gegen eine große ruhende
Masse bewegt wird. Diese vorteilhafte Wirkungsweise ist durch einfache konstruktive
Mittel zu erreichen, so daß sich ein erheblicher technischer Fortschritt ergibt.
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Man kann -nun den Mitnehmerschneiden die entsprechende kinetische
Energie in verschiedener Weise erteilen. Eine besonders einfache Bauform ergibt
die Verwendung einer Kraftspeicherfeder. Gemäß der Erfindung besteht diese aus einer,
mittels einer H" -draulik in die Spannstellung zu bringenden Druckfeder, die einen
die Mitnehmerbolzen mit den Schneiden tragenden, in Achsrichtung der Mitnehmerbolzen
beweglichen Ring beaufschlagt, über dessen Oberkante mit der Hydraulik verbundene,
abschnappbare Zugklinken greifen.
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Zwecks Erzielung einer sicher wirkenden, baulich und betrieblich einfachen
Betätigungsmechanik sind erfindungsgemäß die mittels einer Ringfeder einwärts gezogenen
und in Greifstellung mit ihrer einwärts gerichteten Flanke längs einer in Achsrichtung
unter Federwirkung verscbieblichen Büchse gleitenden Zugklinken in Spannstellung
der Kraftspeicherfeder unter die Randkante der Büchse schnappend ausgebildet, wobei
sie mit ihrer Zugnase den die Mitnehxnerschneiden tragenden Ring freigeben.
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Um andererseits die zum Spannen der Kraftspeicherfeder notwendige
Zugverbindung zwischen Ring und Zugklinken zu steuern, ist gemäß der Erfindung die
obere unter den Rand der Büchse tretende Kante einer jeden Zugklinke mit einer Schrägfläche
versehen, welcher je ein ortsfest gelagerter, die Zugklinke in die Greifstellung
schwenkender Steuernocken zugeordnet ist.
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Wenn nun erfindungsgemäß die Zugklinken in Radialschlitzen einer unmittelbar
auf der Kolbenstange des Hydraulikkolbens sitzenden Scheibe schwenkbar gelagert
sind, ist eine vorteilhafte, gedrängte Bauform möglich.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in: einer beispielsweisen
Ausführungsform veranschaulicht. Es zeigt
Abb. 1 die Mitnehmerspitze
im Längsschnitt in Arbeitsstellung mit einem aufgespannten, durch eingedrückte Mitnehmerbolzen
festgehaltenen Werkstück, Abb. 2 einen entsprechenden Längsschnitt bei gespannter
Kraftspeicherfeder kurz vor Freigabe des die Mitnehmerbolzen tragenden Ringes, und
Abb.3 einen weiteren entsprechenden Längsschnitt in, einer Stellung der Zugklinken,
in der die Steuerung derselben in die in Abb. 1 dargestellte Greifstellung beginnt.
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Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem von einer Bodenplatte
1 getragenen Gehäusekörper 2; der an seiner Stirnseite eine ringförmige Tragkante
3 für ein Werkstück 4 aufweist, das mittels Zentrierbohrungen 5, 5' zur spanabhebenden
Bearbeitung in einer Werkzeugmaschine aufgespannt ist. In dieser (nicht dargestellten)
Werkzeugmaschine bildet das vorzugsweise kegelig gestaltete Gehäuse 2 die die Arbeitsdrehung
vermittelnde Spindel und trägt daher die eine zur Aufspannung notwendige Spitze
6, während die andere Spitze 7 im Gegenhalter der Werkzeugmaschine angeordnet ist.
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Der Gehäusekörper 2 weist parallelachsige Bohrungen 8 auf, in denen
die Mitnehmerbolzen 9 mit den Schneiden 10 längsverschiebbar eingelagert sind. Die
Mitnehmerbolzen 9 sitzen mit Köpfen fest in einem Ring 11, der in einer passenden
zylindrischen Ausdrehung 12 des Gehäuses 2 kolbenartig verschiebbar geführt ist.
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In der gleichen Ausdrehung ist zwischen dem Ring 11 und der Bodenplatte
1 eine kräftige Druckfeder 13 eingesetzt, die als Kraftspeicherfeder für die Mitnehmerbolzen
dient.
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Unter der Bodenplatte 1 liegt ein Zylindergehäuse 14, dessen
Kolben 15 hydraulisch bewegt werden kann. Der Zylinder besitzt demzufolge Rohranschlüsse
für das Druckmedium.
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Die Kolbenstange 16 trägt an ihrem Ende eine Scheibe 17, die mit Radialschlitzen
18 versehen ist,, in denen die Zugklinken 19 schwenkbar gelagert sind. Diese Zugklinken
greifen in der Grundstellung (Abbildung 1) mit Zugnasen 19" über die Oberkante des
Ringes 11. Damit sie aus dieser Stellung nicht ausweichen können, sind die nach
innen gerichteten Flanken 19' der Zugklinken durch die Buchse 20 abgestützt.
Eine die Zugklinken 19 umfassende Ringfeder 21 hält die Klinken an die Buchse
20 angelegt. Letztere ist in einem Führungslager 22 verschiebbar geführt
und steht unter Wirkung einer Druckfeder 23, die sich an einem Deckel 24 des Gehäuses
2 abstützt und bestrebt ist, die Buchse in der Grundstellung (Abb. 1) zu halten.
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Die am freien Ende der Zugklinke 19 befindliche Kante weist eine durch
Schlitzung gebildete Schrägfläche 25 auf. An dem Führungslager 22 sind jeder Schrägfläche
25 zugeordnete, ortsfeste, die Zugklinke 19 beim Auflaufen entgegen der Wirkung
der Ringfeder 21 in die Greifstellung (Abb. 1) schwenkende Steuernocken
26 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Das
Werkstück 4 wird zunächst in der üblichen Weise drucklos mit seinen ZentrierbohrLingen
5, 5' über die Spitzen 6 bzw. 7 tretend spielfrei, jedoch noch drehbar, in einer
Werkzeugmaschine zur Bearbeitung aufgespannt. Dieses erfolgt in der Weise, daß die
in einem Gegenhalter sitzende Spitze 7 zurück- bzw. wieder vorgeschoben wird. Das
Werkstück 4 legt sich hierbei mit der Stirnseite, in diesem Falle der Seitenfläche
eines Zahnradkörpers, gegen die ringförmige Tragkante 3 des Gehäuses 2, das als
auf einem Drehtisch einer Zahnräderwälzfräsmaschine angeordnet angenommen werden
kann.
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Während der hierbei vorhandenen Grundstellung der Zugklinken 19 ist
sowohl die Feder 13 als auch die Feder 23 entspannt. Der Ring 11 ruht, von den Nasenvorsprüngen
der Zugklinken 19 getragen, mit auf die Werkstückstirnfläche aufstoßenden Schneiden
10.
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Wird nun die Hydraulik 14,15 betätigt, so bewegt sich der Kolben 15
in die in Abb. 2 dargestellte Lage. Hierbei nehmen die Zugklinken 19 den Ring 11
mit den Mitnehmerbolzen 9 und den Schneiden mit zurück. Während dieses Hubes wird
die Feder 13 gespannt. Solange die einwärts gerichteten Flanken 19' der Zugklinken
19 gegen die Mantelfläche des Zylinders anliegen, verbleiben die Nasen der Klinken
in der Greifstellung. Kommen jedoch die Zugklinken unter die Randkante 27 der Buchse
20, so bringt die Ringfeder 21 die Zugklinken 19 zum Einwärtsschwenken. Dadurch
gleiten die Nasen ruckartig von der Oberkante des Ringes 11 ab und der Ring 11 mit
den Mitnehmerbolzen 9 und Schneiden 10 wird durch die Feder 13 schlagartig
gegen das Werkstück getrieben. Hierbei drücken sich die Schneiden meißelartig in
den Werkstoff ein.
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Bei der darauffolgenden Umsteuerung des Kolbens 15 im Zylinder 14
drückt die Kolbenstange 16 die Scheibe 17 mit den einwärts geschwenkten Zugklinken
aufwärts. Hierbei stoßen die Enden der Zugklinken 19 auf die Buchse 20 und
drücken auch diese gegen die Wirkung ihrer Druckfeder 23 in dem Führungslager 22
zurück. Im letzteren Teil dieses Hubes gelangen die Zugklinken 19 mit ihren Enden
bzw. den dort vorgesehenen Schrägflächen auf die Steuernocken 26. Zufolge des Abgleitens
auf den Steuernockenflächen, die mit den Schrägflächen 25 in Berührung treten, schwenken
die Klinken in die Greifstellung (Abb. 1) zurück, wobei die Nasen 19" der Klinken
19 wieder über die Ringkante treten. Da die Buchse 20 hierbei die Längsstützung
verliert, drückt nun die Feder 23 die Buchse wieder in ihre Grundstellung. Die Kanten
der Zugklinken 19 werden jetzt radial abgestützt und in ihrer Greifstellung gesperrt.
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Nach dem folgenden Werkstückwechsel ist demzufolge die Vorrichtung
wieder wie oben beschrieben arbeitsbereit.