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Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken auf der Planscheibe einer
Werkzeugmaschine, insbesondere einer Karusseldrehbank Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken, insbesondere dünnwandigen Teilen
mit verhältnismäßig großem Durchmesser, auf der Planscheibe einer Werkzeugmaschine,,
insbesondere einer Karusselldrehbank, wobei am Werkstück angreifende Spannelemente
gemeinsam von einem quer zur Planscheibenebene bewegbaren Betätigungsglied verstellbar
sind.
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Das Spannen eines Werkstückes auf einer Planscheibe geschieht normalerweise
mit Hilfe von Spannklauen, die am Außenumfang des Werkstückes angreifen. Das Anstellen
der Spannklauen kann mittels Gewindespindel oder auch pneumatisch erfolgen. In zahlreichen
Fällen bereitet jedoch das Spannen eines Werkstückes auf diese Weise erhebliche
Schwierigkeiten. Dies gilt besonders für Teile mit geringeren Wandstärken, z. B.
ringförmige Werkstücke wie Lagerringe. Hier entsteht immer wieder aufs neue das
Problem, wie solche Teile zentrisch und schnell gespannt werden können, ohne daß
das Werkstück unerwünschter Verformungen erleidet.
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Um ringförmige Werkstücke zentrisch zu spannen, ist bereits vorgeschlagen
worden, die in Nuten der Planscheibe geführten Spannklauen mit Hilfe von radialen
Zugstangen gleichzeitig zu bewegen (deutsche Patenschrift 56 699). Die Zugstangen
sind dabei mit einer im Zentrum der Planscheibe angeordneten Mutter verbunden, die
mittels einer Schraube in einer Führungshülse in axialer Richtung verschoben werden
kann. Selbst wenn auf diese Weise die vier vorgesehenen Spannklauen jeweils um gleiche
Beträge in radialer Richtung verstellt werden können, so ist doch die Gefahr von
Verformungen an den vier Spannstellen nach wie vor vorhanden.
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Dasselbe gilt für eine weitere bekannte Vorrichtung (deutsche Patentschrift
581. 109), bei der z. B. drei in der Planscheibenebene liegende Spannschienen
mit aufgesetzten Spannklauen gemeinsam durch eine druckmittelbetätigte, im Königszapfen
einer Karusselldrehbank angeordnete Vorrichtung bewegt werden können.
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Zur Lösung des geschilderten Problems ist unter Verwendung eines quer
zur Planscheibenebene bewegbaren Betätigungsgliedes erfindungsgemäß vorgesehen,
zwischen Betätigungsglied und Werkstück eine Mehrzahl von elastisch verformbaren,
gegenüber der Planscheibe geneigten Kraftübertragungsgliedern anzuordnen. Dadurch
ist es möglich gemacht, selbst sehr dünnwandige Teile schnell und einfach zentrisch
und ohne Gefahr von Verformungen zu spannen. Durch eine entsprechend große Zahl
von Kraftübertragungselementen, die je nach Werkstückgröße 10 bis 20 und mehr betragen
kann, ergibt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung der gesamten Spannkraft auf
das Werkstück, wobei der Abstand der einzelnen Kraftangriffsstellen voneinander
kleingehalten werden kann. Auf diese Weise lassen sich nicht nur kreisrunde Werkstücke,
sondern auch Werkstücke mit anderer innerer Begrenzung festlegen, wobei im letzteren
Falle, die Ausbildung bzw. Länge der einzelnen Kraftübertragungsglieder entsprechend
gewählt wird.
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Durch die Elastizität der Kraftübertragungsglieder und deren geneigte
Anordnung wird einmal eine ausgeglichene Spannwirkung unter vollständiger oder zumindest
weitgehender Vermeidung von Reibungskräften bei einfachem Aufbau der Vorrichtung
erreicht. Außerdem ergibt sich dadurch eine Kraftkomponente in Richtung auf die
Planscheibe, so daß das Werkstück nicht allein zentriert gehalten, sondern gleichzeitig
auch fest an die Planscheibe. angedrückt wird.
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Eine leicht herstellbare, zweckmäßige Ausführung der Vorrichtung besteht
darin, daß die Kraftübertragungsglieder die Form von Stäben, insbesondere Flachstäben
aus Stahl, haben.
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Die Kraftübertragungsglieder können auf Schuhe, Druckstücke od. dgl.
wirken, die am Werkstück anliegen und die gegebenenfalls dessen Form besonders angepaßt
sind. In weiterer Ausbildung ist vorgesehen, daß die Kraftübertragungsglieder selbst
am Werkstück angreifende Spannelemente bilden, wodurch die Ausführung besonders
einfach wird.
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Die inneren Enden der Kraftübertragungsglieder werden zweckmäßig von
einem in Richtung der Planscheibenachse oder parallel zu dieser geführten Tragkörper
gehalten, auf den das beispielsweise mechanisch oder hydraulisch arbeitende Betätigungsglied
wirkt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist für die dem
Werkstück zugekehrten Enden der Kraftübertragungsglieder oder für mit den letzteren
verbundene Spannstücke od. dgl. eine nachgiebige Unterlage vorgesehen. Dadurch werden
nach der Einleitung des Spannvorganges die Enden der Kraftübertragungsglieder bzw.
Spannelemente zunächst nach außen zur Anlage an das Werkstück geführt und dort gehalten.
Die Nachgiebigkeit der Unterlage läßt dann noch einen kleinen Weg in senkrechter
Richtung zu, so daß in jedem Fall ein sicheres Spannen des Werkstückes bei fester
Auflage desselben auf der Planscheibe gewährleistet ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Es zeigt F i g. 1 eine Karusselldrehbank mit aufgespanntem Werkstück
in Seitenansicht, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 1 und
F i g. 3 und 4 zwei weitere Möglichkeiten der Werkstückspannung.
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Bei der dargestellten Spannvorrichtung 1 sind an einem zylindrischen
Tragkörper 2 sechzehn Kraftübertragungsglieder 3 in Form von Flachstäben aus Stahl
angeschweißt. Dieselben verlaufen in radialer Richtung und sind zur Planscheibe
4 der Karusselldrehbank 5 hin geneigt. Ihre Länge ist so abgestimmt, daß der Durchmesser
der Spannvorrichtung etwas kleiner ist als der des aufzuspannenden Werkstückes,
hier eines Ringes 6. Für die Flachstäbe 3 ist in der Nähe ihrer äußeren Enden eine
steife, elastische Unterlage 7 vorgesehen.
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Der Tragkörper 2 ist auf einem in der Plan-Scheibenmitte mittels eines
Flansches od. dgl. befestigten Zapfen 8 axial verschiebbar gelagert, dabei aber
durch eine Einlegefeder gegen Drehen gesichert. Oberhalb des Tragkörpers 2 befindet
sich eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 9, die einen an der Stirnseite des
Tragkörpers anliegenden Ringkolben 10 aufweist. Deze Zylinderraum kann über eine
Leitung 11 Druckmittel zugeführt werden.
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Der Spannvorgang geht nun so vonstatten, daß der Tragkörper 2 durch
die Betätigungsvorrichtung 9 axial belastet wird. Die Flachstäbe 3 werden dadurch
abwärts gedrückt, wobei sich infolge der ihnen aufgezwungenen elastischen Verformung
ihre Spitzen nach außen bewegen und an die Innenseite des Ringes 6 anlegen. Dadurch
wird der Ring 6 zentrisch festgelegt und gleichzeitig gegen die Planscheibe 4 gespannt.
Die Unterlage 7 läßt infolge ihrer Nachgiebigkeit ein sicheres Anpressen des Ringes
6 an die Planscheibe zu.
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Wie F i g. 3 erkennen 1"äßt, können die Flachstäbe 13 auch auf einer
Schulter od. dgl. eines Werkstückes 1L2 aufliegen.
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Bei den vorstehend erläuterten Ausführungen bildeten die Kraftübertragungsglieder
selbst die am Werkstück angreifenden Spannelemente. Es ist aber auch möglich, die
Kraftübertragungsglieder nur als zwischengeschaltete Elemente zu verwenden. So zeigt
beispielsweise F i g. 4 an den elastischen Kraftübertragungsgliedern 23 angelenkte
Spannbacken 24, die am Werkstück 22 angreifen und auf einer nachgiebigen Unterlage
25 aufruhen.