-
Mitnehmer an Werkzeug-, insbesondere Rundschleifmaschinen Es ist bekannt,
daß beim Außenrundschleifen zylindrischer Werkstücke die höchste Rundlaufgenauigkeit
dann erzielt wird, wenn das Werkstück zwischen feststehenden (»toten«) Körnerspitzen
aufgenommen wird. Zur Übertragung der Drehung von der Planscheibe des Werkstückspindelstocks
auf das Werkstück bedient man sich bei glattzylindrischen Werkstücken hierbei sogenannter
Mitnehmer.
-
Die gebräuchlichste Form des Mitnehmers ist das bekannte Drehherz,
ein auf das Werkstück aufgeklemmter Ring mit einem nach außen ragenden Fortsatz,
an dem der Mitnehmerbolzen der Planscheibe angreift. Bei großen zu übertragenden
Drehmomenten, z. B. bei großen zu schleifenden Durchmessern, muß die Klemmschraube
des Drehherzes sehr fest angezogen werden, so daß die Werkstückoberfiäche beschädigt
werden kann. Wird die Klemmschraube nicht fest genug angezogen, so kann das Drehherz
rutschen, und es besteht die Gefahr, daß das Werkstück von der großen, mit hoher
Geschwindigkeit umlaufenden Schleifscheibe in sehr schnelle Umdrehungen versetzt
wird. Dabei können nicht nur durch die entstehende Wärme die Körnerspitzen abschmelzen,
sondern auch das Werkstück herausgeschleudert, Schleifscheibe und Werkstück zerstört
und die Maschine selbst beschädigt werden.
-
Neben dem Drehherz sind auch Mitnehmer bekannt, bei denen das lästige
Auf- und Abschrauben vermieden wird. Einer dieser Mitnehmer besteht aus einem auf
das Werkstückende aufzuschiebenden Ring, in dem ein Druckstück gelagert ist, das
durch einen Hebel von Hand oder durch Mitnehmerbolzen der Planscheibe so an das
Werkstück gepreßt wird, daß eine einwandfreie Mitnahme gegeben ist.
-
Bei einer anderen Ausführungsform sind an der Planscheibe des Werkstückspindelstocks
zwei oder mehrere Backen drehbar befestigt, die durch Keilwirkung radial an die
Oberfläche des Werkstückes gedrückt werden und dieses beim Lauf mitnehmen.. Die
Backen werden entweder durch Betätigung von Hand oder selbsttätig durch Federkraft
an der Werkstückoberfläche zur Anlage gebracht.
-
Weitere bekannte Ausführungsformen sind z. B. Mitnehmervorrichtungen,
die durch die Fliehkraft eingebauter, an Hebeln angebrachter Gewichte betätigt werden,
oder auch dem bekannten Dreibackenfutter ähnliche Mitnahmevorrichtungen, deren Backen
durch axiale Verschiebung der Körnerspitze des Werkstückspindelstocks geschlossen
werden. Zu den selbsttätigen Mitnehmern zählen auch die bekannten Stirnseiten-Mitnehmer.
Bei diesen wird das Werkstückende durch die Kraft der Reitstockfeder mit der Stirnseite
gegen mehrere um die in diesem Fall mitumlaufende Körnerspitze des Werkstückspindelstocks
herum angeordnete radial verlaufende Mitnehmerschneiden gedrückt. Zum Ausgleich
der Körnerlochtiefen muß dann entweder die Körnerspitze oder der Stirnmitnehmer
selbst axial federnd gelagert sein.
-
Alle diese Ausführungen haben den Nachteil, daß die Reibungskräfte
auf verhältnismäßig kleiner Fläche übertragen werden müssen, wodurch die Gefahr
entsteht, daß das Werkstück an der Spannstelle beschädigt wird oder z. B. bei den
Stimseitenmitnehmern und schwachen Werkstückenden keine für die Mitnahme ausreichende
Reibungskraft aufgebracht werden kann. Alle Mitnehmer mit axial beweglicher Körnerspitze
haben den weiteren Nachteil, daß der Werkstückrundlauf mit radialem Spiel behaftet
ist.
-
Es ist zwar ein Mitnehmer an Werkzeugmaschinen mit stillstehender
Körnerspitze und einer umfangsseitig am Werkstück angreifenden nur in einer Drehrichtung
wirkenden und das Werkstück reibungsschlüssig mitnehmenden Sperreinrichtung bekannt,
jedoch arbeitet diese Vorrichtung mit einzelnen der Oberfläche des zu spannenden
Werkstückes angepaßten Spannbacken, so daß keine Durchmesserabweichungen oder sonstige
Ungenauigkeiten an der Einspannstelle des Werkstücks auftreten dürfen, da andernfalls
der Reibungsschluß ähnlich der obenerwähnten älteren Vorrichtungen auf eine verhältnismäßig
kleine Fläche beschränkt ist. Bei der Erfindung ist dagegen vorgesehen, daß als
Sperreinrichtung eine das Werkstück umschlingende Feder verwendet wird.
-
Beim Einführen des nicht rotierenden Werkstückes in die ebenfalls
stillstehende Vorrichtung erhält das Werkstück unter der Wirkung einer verhältnismäßig
kleinen Kraft bei einer Ausführungsform beispielsweise Reibungsschluß mit dem Innenteil.
Beim Anlauf
des äußeren Teiles leitet nun die Relativdrehung über
die Feder die eigentliche Spannwirkung ein und steigert sie bis zu einem Größtwert,
der sich nach dem zu übertragenden Drehmoment selbsttätig einstellt. Umgekehrt löst
sich die Sperrung selbsttätig beim Stillstand des mit der Planscheibe umlaufenden
äußeren Teils.
-
In besonderer Ausbildung der Erfindung ist die Feder an einem Ende
mit der Mitnehmerantriebsscheibe und am anderen Ende mit dem Werkstück formschlüssig
verbunden Andererseits kann das andere Ende auch mit einer beschränkt und relativ
zur Mitnehmerantriebsscheibe verdrehbaren Hilfsantriebsvorrichtung verbunden sein,
die zentrisch zur Körnerspitze angeordnet ist. Die Hilfsantriebsvorrichtung ihrerseits
kann aus einem federbelasteten und stirnseitig am Werkstück angreifenden ringförmigen
Klauenkörper bestehen.
-
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch die Mitnehmerscheibe
einer Werkzeugmaschine, wobei eine das Werkstück umschlingende Feder als Sperreinrichtung
zur Anwendung kommt, F i g. 2 eine Ausführungsform mit Sperreinrichtung und einer
besonderen Einrichtung zur Erzeugung der Initialreibung, F i g. 3 eine weitere Ausführungsform,
bei der die Sperreinrichtung mit dem Werkstück formschlüssig verbunden ist, F i
g. 4 eine Ausführungsform, bei der die Initialreibung durch eine Fliehkrafteinrichtung
erreicht wird,
F i g. 5 eine im Prinzip der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform
mit besonders langem Hub, im ungespannten (oben) und im gespannten Zustand (unten).
-
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt. Die Sperreinrichtung
wird in diesem Fall durch eine rechtsgängige zylindrische Schraubenfeder a gebildet,
die an einem Ende an der Mitnehmerantriebsscheibe b, c befestigt ist und am anderen
Ende in die frei drehbare und axial verschiebbare, als Zwischenstück dienende Hülse
d eingesteckt ist. Beim Einführen erhält das Werkstück f unter der Wirkung der Druckfeder
e über einen Klauenkörper, nämlich die Hülse d mit ihrer Stirnverzahnung
k, Reibungsschluß. Um die Freibeweglichkeit der Hülse d aufrechtzuerhalten,
wird die Druckfeder e zweckmäßig über das Längskugellager g gegenüber der Mitnehmerantriebsscheibe
c abgestützt. Die Körnerspitze h ist feststehend, also weder drehbar noch längsverschiebbar.
-
Vor dem Einführen des Werkstückes f legt sich die Hülse
d mit ihrer Stirnseite i unter der Kraft der Feder e- gegen die innere
Planfläche des Gehäuses b. Der Innendurchmesser der Feder a wird etwas größer bemessen
als der Außendurchmesser des Werkstückes f, so daß dieses sich leicht in die Feder
einführen läßt. Beim Spannen drückt die Kraft P der Reitstockfeder das Werkstück
f nach links bis zur Anlage an der festen Körnerspitze h des Werkstückspindelstocks.
Die Stirnseite! der Hülse d hebt sich von der Innenplanfläche des Gehäuses b ab,
und die Hülse d wird von der Kraft der Feder e über die Stirnverzahnung k gegen
die Werkstückstirnfläche gedrückt. Der Reibungsschluß verbindet das in der Zeichnung
linke Ende der Feder a über die Hülse d und Stirnverzahnung k mit
dem Werkstück. Wird jetzt die Mitnehmerscheibe b, c in Pfeilrichtung gedreht, so
schlingt sich die zylindrische Schraubenfeder a eng um das Werkstück und nimmt das
Werkstück durch Reibung mit. Die Reibungskraft wächst mit dem zu übertragenden Drehmoment
und mit der Anzahl der Windungen der Feder a, so daß auch bei schwachem Reibungsschluß
an der Werkstück-Stirnseite vor dem Anlauf das übertragbare Moment beim Lauf beliebig
groß gemacht und somit völlige Sicherheit gegen Rutschen erreicht werden kann.
-
Wird die Mitnehmerscheibe c angehalten, so eilt das Werkstück, von
der Kraft der sich entspannenden Feder a gedreht, voraus und wird freigegeben.
-
Durch die gleichmäßige Umschlingung der Feder a um das Werkstück entsteht
bei der langen schmalen Berührungsfläche nur eine verhältnismäßig niedrige Flächenpressung,
so daß Beschädigungen des Werkstücks vermieden werden. Ist die Werkstückoberfläche
geschliffen und daher besonders empfindlich, so kann die Feder a zur Erzielung einer
größeren Berührungsfläche innen ausgeschliffen oder aus Draht von rechteckigem Querschnitt
hergestellt werden.
-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wurde die Initialreibung durch
die federbelastete Hülse d mit der Stirnverzahnung k erzeugt, während die eigentliche
Mitnahmereibung durch die Verwindung der zylindrischen Schraubenfeder a entsteht.
-
Der erfindungsgemäße Effekt kann aber auch durch das Zusammenwirken
anderer Elemente erzielt werden. In den F i g. 2 bis 5 sind einige dieser Möglichkeiten
dargestellt. Dabei sind für Elemente mit gleicher Wirkung die gleichen Buchstabenbezeichnungen
gewählt wie in F i g. 1.
-
Bei der Anordnung nach F i g. 2 wird die Initialreibung durch eine
beschränkt und relativ zur Mitnehmerantriebsscheibe b, c verdrehbare Hilfsantriebsvorrichtung
e, d, k' aufgebracht, die zentrisch zur Körnerspitze h angeordnet ist. Diese Hilfsantriebsvorrichtung
wird durch Federn e belastete und radial am Werkstück fangreifende Druckstücke
k' gebildet. Die Mitnahmereibung ergibt sich durch die Aufwicklung einer
spiralförmigen Blattfeder ä', die die Verbindung zwischen der Scheibe
b und dem Teil d herstellt.
-
Bei der Anordnung nach F i g. 3 ist angenommen, daß das Werkstück
äußere Aussparungen, z. B. eine Verzahnung aufweist, in die das Ende der Feder a
unmittelbar eingehängt werden kann. Die Initialmitnahme erfolgt dann nicht durch
Reibung, sondern durch die formschlüssige Verbindung des eingeschobenen Federendes
mit dem Werkstück.
-
Bei der Anordnung nach F i g. 4 wird die Initialreibung ebenfalls
durch eine Hilfsantriebsvorrichtung e, d, k" aufgebracht, die ein
am einen Ende eines zweiarmigen Hebels d angeordnetes Druckstück k" aufweist,
das die ersten Windungen der Abtriebsseite der Feder a belastet, während am anderen
Ende des Hebels ein Fliehgewicht e' vorgesehen ist. Dieses Fliehgewicht kann auch
durch einen Elektromagnet oder durch einen ähnlich wirkenden Krafterzeuger ersetzt
werden. Die Mitnahmereibung ergibt sich wie bei den Ausführungsbeispielen der F
i g.1 bis 3 durch die Umschlingung der Feder a des Werkstückzapfens.
-
Die F i g. 5 zeigt eine Abwandlung der F i g. 1 in der Form, daß die
Hülse und die Feder e einen besonders langen Hub ausführen, der es erlaubt, das
Werkstück
nach Wegnahme der Kraft der Reitstockfeder aus der Mitnehmervorrichtung auszuwerfen.