DE1752548A1

DE1752548A1 - Vorrichtung zum axialen Spannen von Werkstuecken an Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1752548A1
Application number: DE19681752548
Authority: DE
Inventors: David Fischer; Rudolf Kohlert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3610642A; GB1258434A; SE345222B; FR2010914A1; CH502148A; AT300502B

Description

GERHARDDAHLMANN 8752 Mainaschaff/Aschaffenburg , 11.6.68

Patent- und Zivilingenieur Mainparkstraße 3143

David Fischer 8752 Mainaschaff Mainparkstraße 6096

Rudolf Kohlert 8751 Stockstadt Prankenstraße 19

Vorrichtung zum axialen Spannen von Werkstücken an Werkzeugmaschinen f

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum axialen Spannen von Werkstücken an Werkzeugmaschinen, die im wesentlichen auü einem Grundkörper und einem Spannteller mit daran angreifender Zugstange besteht, wobei der Spannteller beim Schließen und öffnen der Vorrichtung einen oder mehrere Spannbacken bewegt.

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Postscheckkonto: Stuttgart 11 37 30 · Dresdner Bank AQ.: Stuttgart 2019

Spannvorrichtungen, auch Putter genannt, dienen zum Bestimmen der Lage und zum Spannen eines Werkstückes. Sie können handbetätigt oder auch kraftbetätigt sein. Bekannt sind Putter, die Werkstücke radial spannen. Ein 'typischer Vertreter eines derartigen Putters ist das sogenannte Dreibackenfutter, bei dem drei Backen, meist in gleichem Winkelabstand angeordnet, radial zueinander bzw. voneinander bewegt werden können und das Werkstück radial spannen.

Bekannt sind auch Putter, die ein Werkstück axial spannen. Derartige Putter werden benötigt, wenn das Werkstück aus Gründen seiner Festigkeit, Formgebung oder erforderlichen Bearbeitung radial nicht gespannt werden kann. Solche Putter sind überwiegend mit drei sogenannten Fingern ausgerüstet und werden auch als Pingerfutter bezeichnet. Die Finger greifen mit ihren abgewinkelten Enden am Werkstück an und drücken dasselbe gegen eine Auflage. Ein pendelnder Spannteller sorgt dafür, daß die Spannkraft gleichmäßig auf alle Pinger übertragen wird. Beim Ergreifen und beim Lösen des Werkstückes werden die Finger verschwenkt. Diese für das Einlegen und Herausnehmen des V/erkstückes erforderliche Schwenkbarkeit der Pinger, verbunden mit der Ilotwendigkeit, daß die abgewinkelten Enden der Pinger plan auf den Auflageflächen des Werkstückes aufliegen müssen, um Beschädigungen am Werkstück zu vermeiden, hat zur Folge, daß solche Pingerfutter nur für einen eng begrenzten Spannbereich verwendet werden können. Für Werkstücke mit anderer Form oder mit anderen, über den Spannbereich hinausgehenden Abmessungen, die axial zu spannen sind, ist die Anfertigung eines neuen Fingerfutters erforderlich. Sofern von dem Werkstück eine größere Serie gefertigt werden soll, ist die Erstellung eines speziellen Futtere wirtschaftlich vertretbar, bei kleinen Serien oder gar einer Einzelanfertigung sind die Kosten für die Herstellung eines solchen

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Putters jedoch meist zu hoch, so daß darauf verzichtet wird. Jedes Werkstück muß dann mühsam mittels Hilfsvorrichtungen eingespannt werden, wodurch die Fertigungskosten nicht unbeachtlich ansteigen.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Pingerfutter liegt darin, daß die Pinger eine bogenförmige Schwenkbewegung ausführen, die immer an der gleichen Stelle endet und somit bei schwankenden Abmessungen, wie es zum Beispiel bei unbearbeiteten Werkstücken der Fall ist, eine Zentrierung des Werkstückes nicht vornehmen können. Zu- ^ sätzliche, von den Spannfingern unabhängige Zentrierein- ™ richtungen waren deshalb bisher nicht zu umgehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Futter zu schaffen, das in möglichst einfacher Weise ein Zentrieren und ein axiales Spannen von Werkstücken gestattet und das universell anwendbar ist. Die Losung erfolgt bei einer "Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß durch einen Zentriereinsatz, der beim Schließen der Vorrichtung zum Spannen während einer ersten Bewegungsphase des Spanntellers über Backen, die in im Grundkörper radial verschiebbaren Schiebebüchsen axial bewegbar gelagert sind, eine Zentrierung eines Werkstückes bewirkt. ™

Beim Zentrieren des Werkstückes führt bevorzugt jede Backe eine geradlinige, senkrecht zur Mittelachse der Vorrichtung verlaufende Bewegung aus. Dadurch kann die Vorrichtung mit einem sehr kleinen Axialhub ausgeführt werden.

Der Zentriereinsatz besteht im wesentlichen aus einer mit Führungsflächen für die Backen versehenen Zentrierscheibe, die zu Beginn des Schließens und während des

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Öffnens der Vorrichtung jeweils in entgegengesetzten Richtungen Drehbewegungen unterworfen ist und durch die Führungsflächen das Verschieben der Schiebebüchs"en mit den Backen bewirkt. Die Drehbewegungen werden in der einen Richtung durch einen vom Spannteller während des Öffnens der Vorrichtung auf zusammenwirkende Keilflächen des Grundkörpers und der Zentrierscheibe ausgeübten Druck und in der anderen Richtung durch ein einstellbares und beim öffnen der Vorrichtung Energie aufnehmendes Druckelement erreicht.

Die Keilflächen können aus an ihren aneinanderstoßenden Enden abgeschrägten Bolzen bestehen, von denen jeweils einer im Grundkörper und einer in der Zentrierscheibe gehalten ist. Das Druckelement ist aus einem Tellerfederpaket gebildet und wirkt bevorzugt über einen Hebel, der mit seinem einen Ende im Grundkörper und mit seinem anderen Ende in der Zentrierscheibe gelenkig gelagert ist. Die Ausbildung des Hebels ist von zweitrangiger Bedeutung. Es muß nur sichergestellt werden, daß beim Öffnen des Futters dem Druckelement Energie zugeführt wird, die es beim Schließen des Futters wieder abgibt, wobei beim Aufnehmen und Abgeben der Energie die Zentrierscheibe in der einen bzw. in der anderen Richtung gedreht wird.

Das Druckelement kann auch über eine hakenförmige Lasche wirken, deren Enden als Lagerzapfen ausgebildet sind. Der eine Lagerzapfen ist dann in einer längs des Druckelementes verlaufenden Nut des Grundkörpers eingefügt und greift am Druckelement an, während der andere Lagerzapfen in die Zentrierscheibe eingesetzt ist.

Um eine Umkehrung der Drehbewegung der Zentrierscheibe und dadurch der Bewegungsrichtung der Backen beim Zentrier-

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Vorgang zu erreichen, wird das Druckelement wahlweise in eine von zwei im Grundkörper vorgesehenen AufnähmeÖffnungen eingesetzt. Die im Grundkörper drehbar gelagerten Bolzen sind in um 180° versetzt liegenden Stellungen arretierbar, wobei jeder Stellung eine bestimmte Drehrichtung der Zentrierscheibe beim öffnen der Vorrichtung zugeordnet ist.

Grundsätzlich ist es möglich, neben den Backen zum Zentrieren zusätzliche Backen zum Spannen vorzusehen. Der einfachste Aufbau des Putters wird jedoch erreicht, wenn die zum Zentrieren vorgesehenen Backen auch als Spannbacken ausgebildet sind, so daß das Zentrieren und das Spannen des Werkstückes mit denselben Backen durchgeführt wird.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Backen wird erreicht, wenn sie zweigeteilt aus Grundbacken und radial verstellbaren Aufsatzbacken gebildet sind. Mit einem solchen I¹Utter können Werkstücke mit verschiedenem Durchmesser zentriert und gespannt werden. Hierfür ist lediglich ein radiales '/erstellen der Backen je nach Durchmesser des ■"erkstückes notwendig. 7ür Werkstücke mit abweichender Höhe ist das Einsetzen höherer bzw. niedrigerer Aufsatzbacken vorzunehmen. 153 ergibt sich eine universelle Anwendbarkeit des Putters für Werkstücke mit unterschiedlichen Abmessungen.

Die Backen können mit dem Spannteller über Kugelbolzen verbunden sein. Tie Verbindung ist so ausgebildet, daß der Spannteller bei entspanntem Putter zwischen zwei Anschlagflächen an den Kugelboizen frei bewegbar ist. Dieser Spielraum ist erforderlich, um eine Zentrierung des "/erkstückes zu erreichen, bevor das Spannen des V/erkstückes beginnt. Der Abstand der Anschlagflächen voneinander und damit bei

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gegebener Stärke des Spanntellers die freie Strecke, innerhalb welcher der Spannteller sich bewegen kann, ohne die Backen in axialer Richtung zu verschieben, ist durch die in axialer Richtung erforderliche Verschiebung der Keilflächen für das Drehen der Zentrierscheibe vorgegeben.

Im Spannteller sind radiale öffnungen vorgesehen, die beim Schließen und Öffnen des Cutters eine radiale Bewegung der Kugelbolzen zulassen. In zweckmäßiger V/eise sind die Kugelbolzen mit drehbaren Büchsen versehen, die an den Führungs-P flächen der Zentrierscheibe anliegen. Dadurch werden die Bewegungen der Kugelbolzen an den Führungsflächen erleichtert.

Die Zugstange ist in einer zentral im Grundkörper angeordneten Büchse geführt. Auf dieser Büchse ist die Zentrierscheibo drehbar gelagert. Die Drehbewegung der Zentrierscheibe kann durch einen am Grundkörper angeordneten Sperrbolzen so begrenzt werden, daß nach dem Ausschwenken des Sperrbolzens eine geringe Hubreserve in radialer Richtung vorhanden ist. Dadurch ist es bei entsprechender Ausbildung der Backen möglich, diese unter Spanndruck auszudrehen, um ψ eine sehr genaue Lage der Backen zur Mittelachse des Futters herzustellen. Eine solche Liaßnahme war bei bisher bekannten Fingerfuttern nicht durchführbar. Ungenauigkeiten des zu zentrierenden Werkstückes v/erden dann durch die Hubreserve überbrückt. Das Ausdrehen der Backen kann dadurch erleichtert v/erden, indem jede Backe an ihrer dem Werkstück zugekehrten Seite mit einem Vorsprung versehen ist, der beim Schließen der Vorrichtung ohne werkstück auf den Rand der Auflage andrückt, wonach die Backen ausgedreht oder auegeschliffen werden.

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Mit einem Putter nach der Erfindung kann das zu bearbeitende Werkstück mit ein und denselben Backen zentriert und gespannt werden. Tür das zentrieren oder für das¹ Spannen sind voneinander getrennt wirkende und gesondert einstellbare Betätigungseinrichtungen vorhanden. Hierdurch können auch dünne und leicht deformierbare Werkstücke zentriert und gespannt werden. LIit dem gleichen Futter können Werkstücke sowohl von innen als auch von außen zentriert und danach axial gespannt v/erden. Auch bei Werkstücken, die einen unterschiedlichen Abstand der einzelnen Backen von der Kittelachse des Putters bedingen, ist eine gleichmäasige Aufteilung der Zentrierkraft auf die Backen gegeben. Das erfindungsgemäße Putter kann für Werkstücke mit sehr unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt werden und darüber hinaus lediglich durch Auswechseln der Aufsatzbacken und der Auflage auf ein anderes Werkstück mit abweichenden Abmessungen umgerüstet werden. Dieses bietet den Vorteil, daß das Putter auch bei kleinsten Serien wirtschaftlich eingesetzt werden kann.

Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung.nachstehend näher erläutert. Es zeigen λ

Pig. 1 einen Längsschnitt durch das Putter,

Pig. 2 einen teilweisen Schnitt nach der Linie A-B,

Pig. 3 einen teilweisen Schnitt nach der Linie G-D,

Pig. 4 das Putter in der Draufsicht,

Pig. 5 die Zentrierscheibe in der Draufsicht,

Pig. 6 einen Querschnitt durch das Putter nach der

L inie E-P,

Pig. 7 einen Schnitt nach der Linie G-H,

Pig. 8 den Spannteller in der Draufsicht,

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Piß. 9 einen Querschnitt durch das Putter mit einer anderen Ausbildung und Anordnung der Druckelemente und ·

Fig.10 einen Schnitt nach der Linie I - K der Pig. 9 .

Das in der Fig. 1 im Längsschnitt gezeigte Putter hat einen Grundkörper 1, der mit einer runden Ausnehmung 2 zur Aufnahme des Spanntellers 3 und der Zentrierscheibe 4 versehen ist. Der Spannteller 3 kann sich in der Ausnehmung 2 in Längsrichtung des Grundkörpers 1 verschieben. Er wird von einer Zugstange 5 bewegt, die in einer Lagerbüchse 6 geführt ist. Die Verbindung des Spanntellers 3 mit der Zugstange 5 erfolgt über ein Kugelgelenk. Hierfür ist die Zugstange 5 mit einem kugelförmigen Teil 7 versehen, der in einer pfanne im Spannteller 3 durch einen in den Spannteller 3 eingeschraubten Lagerring 8 gehalten ist. Hierdurch ergibt sich eine allseitige Schwenkbarkeit des Spannteller3 3» so daß Unebenheiten am Werkstück ausgeglichen v/erden können. An ihrem einen Ende hat die Zugstange 5 ein Gewinde zur Befestigung an der Verbindungsstange des Spanners an der Werkzeugmaschine und am anderen Ende eine Bohrung 9 zur Aufnahme der Befestigungsschi'aube einer zentralen Vorsteckscheibe, sofern eine solche zum Einsatz kommen soll. Ein Rastbolzen Io mit einer Schraubenfeder 11 hält die Zugstange 5 in einer vorgegebenen Lage.

Die Lagerbüchse 6 wird in die zentrale Bohrung des Grundkörpers 1 so weit eingeschoben, bis ihr Absatz 12 am Grundkörper 1 anliegt. Sie wird dann durch die Mutter 13 fixiert. Hierfür hat die Lagerbüchse 6 im Bereich der Mutter 13 einen Gewindekranz. Pie Zentrierscheibe 4 ist drehbar auf

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dem Absatz 12 der Lagerbuchse 6 aufgesetzt.

trei weitere Ausnehmungon 14 im Grundkörper 1 dienen zur Aufnahme der Grundbackon I 5, die in Schiebebüchsen 16 gehalbon sind, r.iese Ausnehmungen 14 haben im Querschnitt dLe Potiii von Ln radialer liichtung der; Grundkörpers 1 auseinandergözogenen Kreuihalf ton. Die Schiebobüchsen 16 und damit dLe Oruudbacken 15 können sich in den Ausnehmungen 14 radiaL ziun Grundkoiper 1 verschieben.

Die Sohiobebüch^on 1 «j habon an ihrem nach außen gekehrten ™

3 η da e ine et v/a x'echtecki_t;u Plattform 17, die nut der unteren THäohu ihrer aoitlLchen Länder auf dem Grunakörper 1 gleitet. Au den oberen seitlichen Randflächen der Plattform 17 liegen ;je_t?nente 18 an. Die _k ^rje£raeirte 13 haben die Form von Kreisausschnitten mit gloichmaiiig abgeschnittenen Seiten. Sie sind am Orundkörper 1 jeweils über drei versenkte Zylinderschrauben 19 mit inneriEjechnkant befestigt.

In jeaor Gruadbacko 15 ist ein Kugelbolzen 2o eingeschraubt, der die 7erb indimg zwischen der jev/eiligen Grundbacke 15 und dem rjpannteller 3 herstellt. Am Gpannteller 3 sind öffnungen ^rd\ Vorgouehen, die Bewegungen der Kugelbolzen 2o ent- ^ ;;r)i'eohond den FiciwoijungeZi. cer Grundbaclcen 15 zulassen. Fabei in l dif; gegenseitige Verbindung zwischen dem Kugelbolzen und äe:n iipannteller 3 derart, daß der Spannteller 3 in Längsrichtung eine Bewegung ausführen kann, während der die Grundbaclcen 15 noch nicht in axialer Richtung zum Spannen bzw,-I'roigüben deo '.','erkstuokes bewegt werden. Um dieses zu ermogLichen, sind an den Kugf:!bolzen 2o jev/eils zwei Anschlagflüchen 22 und 23 vorgesehen, zwischen denen der Spannteller 3 sich frei bewegen kann. Die Anschlagflächen 22 worden von Stütz ringen 24 gebildet, die auf den mit Kugelflachen ausge-

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statteten Enden der Kugelbolzen 2o aufliegen, während die Anachlagflächen 23 aus zylindrischen Büchsen 25 bestehen, die drehbar auf den Kugelbolzen aufgesetzt sind Und mit ihrem einen Rand an den Grundbacken 15 anliegen. Die Stützringe 24 sind allseitig um den Mittelpunkt der Kugelflächen schwenkbar. Die Büchsen 25 sind innen und außen mit Gleitflächen versehen.

Die Gruridbackon I5 sind Ln den Schiebebüchsen 16 axial verschiebbar. Sie sind mit radial verlaufenden Nuten 26 zur ^ Aufnahme der Auf rmtzbacken 27 versehen. An den Plattformen YJ der Schiebebüchsen 16 sind Abstreifbleche 28 und befestigt, die beim Offnon des Putters die zwischen den Plattformen 17, den Schiebebüchsen 16 und den Grundbacken 15 entstehenden spalte 3o und 3o' vor Verschmutzung schützen.

Tm Grundkörper 1 sind Keilbolzen 31 drehbar eingesetzt, die mit einer nach außen geführten Verlängerung 32 ausgestattet sind. Jeder Keilbolzen 31 hat eine Keilflache 33» die mit einer KeLlfläche 34 eines weiteren Keilbolzens 35 zusammenwirkt. Die Keilbolzen 35 sind in kleinen Grenzen drehbar in der Zentrierscheibe 4 eingesetzt. Sie können darüber " hinaus noch in ihrer Längsrichtung verschoben werden. Während dieser Verschiebung der Keilbolzen 35 findet die später noch näher zu erläuternde Drehbewegung der Zentrierscheibe 4 statt.

Ein Sperrbolzen 36 ist als Hilfsmittel für das Einstellen der Backen vorgesehen. Durch eine Arretiereinrichtung, die aus einem Raststift 37 mit Feder 38 und Schraube 39 besteht, wird der Sperrbolzen 36 in seiner vorgegebenen Lage gehalten. In der eingezeichneten Stellung gibt der Sperrbolzen 36 die Zentrierscheibe 4 frei. Um 90° verdreht greift die Nase 4o des Sperrbolzens 36 in einen Randausschnitt 41 der

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Zentriei-scheibe 4 ein. Der ?_Landausschnitt 41 ist so ausgebildet und wirkt mit der nase 4ο derart zusammen, daß die Zentrierscheibe 4 während ilirei^ !Drehbewegung zum Zentrieren des Y,^Terkstückes nicht ihre volle "Drehbewegung ausführen kann, sondern kurz vor Erreichen der vollen Drehbewegung angehalten v/ird. In dies or Stellung der Zentrierscheibe 4 werden die Aufs&tzbacken 27 eingestellt. V/ird danach dei¹ Sperrbolzen 36 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgedreht, so v/ird für die Zentrierscheibe 4 wieder die volle Drehbewegung frei. Durch diese maßnahme haben die Aufsatzbacken 27 eine Einstellung, .die auch die Zen- ^ trierung von Werkstücken gestattet, dyren Durchmesner geringfügig unter dem Durchmesiser liegt, auf den die Backen 27 eingestellt sind.

Außerdem sind am Grundkö'rper 1 und in den Segmenten 18 Bohrungen 4 2 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für das Anbringen des Putters an einer v.'erkzeugmaschine vorgesehen. Die Befestigung der Auflage 43 sni Futter erfolgt über Schrauben 44.

Fig. 2 zeigt teilweise abgebrochen einen Schnitt durch das Putter nach der Linie A-B. Die Aufsatzbacken 27 sind mit ä T-förmigen Pußteilen 45 versehen, die in entsprechende !Tuten 26 in den Grundbacken 15 eingeschoben werden. Die Grundbacken 15 sind in den Schiebebüchsen 16 gehalten. Eine seitliche Führung der Grundbacken 15 wird durch die Segmente 18 erreicht, rie Segmeiite 18 ergeben weiter zusammen mit dem Grundkörper 1 eine sichere Gleitlagerung für die seitlichen Ränder der Plattform 17, die in den Grundkörper 1 eingelassen sind.

Die Fig. 3 zeigt abgebrochen einen Schnitt nach der Linie C-D, aus dem die Lage der Xoilbolzen 31 und 35 zueinander

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besser erkennbar ist. Die Keilbolzen 31 sind urn 180° verdrehbar, jedoch unverschiebbar im Grundkörper 1 gehalten. Dagegen sind die Keilbolzen 35 in kleinen Grenzen drehbar und über nahezu ihre gesamte Länge verschiebbar in die Zentrierscheibe 4 eingesetzt. Außerdem haben die Keilbolzen 35 zwei schräge Flächen 34, die im gleichen winkel zur Mittelebene der Keilbolzen 35 liegen. Diese Ausbildung und Anordnung der Keilbolzen 31 und 35 gestattet in sehr einfacher Weise in Verbindung mit einem einfachen Umsetzen des Druckelementes und der Aufsatzbacken 27, das Putter von einem butter für die Außenspannung in ein butter für die Innenspannung und umgekehrt umzuwandeln. Damit der Keilbolzen 31 ohne öffnen des Putters gedreht werden kann, ist die Verlängerung 32 vorgesehen, die einen Schlitz 47 für ein Schraubwerkzeug hat. Die Lage der Keilbolzen 31 und 35 zueinander ist jedoch derart, daß das Drehen des Koilbolzens 31 nur bei gespanntem butter vorgenommen werden kann, d.h. wenn der Spannteller 3 nicht an der Zentrieracheibe 4 •anliegt und der Keilbolzen 35, auf der Zeichnung gesehen, nach links verschoben wurde. Ein Schnapper 48 aus Kugel und Schraubenfeder, der in eine Vertiefung in der Wand des Grundkörpers 1 eingreift, hält den Kugelbolzen 31 in Deiner vorgegebenen Lage.

Eine Draufsicht auf daa butter ist in der ?ig. 4 gezeigt. Die Aufsatzbacken 27, von denen nur eine eingezeichnet ist, sind in den Grundbacken 15 gehalten. Sie sind mittels Schrauben 49 fixiert. Die Grundbacken 15 sind in den Segment en 18 geführt, die über Schrauben 19 am Grundkörper 1 befestigt sind. Von den Segmenten 18 werden die seitlichen Kinder der Plattformell7 der Sehiebobüchsen 16 überdeckt. Die Auflage 43 ist zum Teil weggebrochen, eo daß die Verlängerungen 32 r.iit den Schlitzen 47, die Lagerbüchse υ und die Zugstange 5 mit der Bohrung 9 offen liegen. Die

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Bohrungen 46 mit Gewinde nehmen die Befestigungsschrauben 44 der Auflage 43 auf.

In der Pig. 5 ist die Zerrtrierscheibe 4 mit eingesetzten Keilbolzen 35 dargestellt. Die Zentrierscheibe 4 ist mit führungsflächen versehen» die im Ausführungübeispiel jeweils von zwei sich gegenüberliegenden, parallel zueinander verlaufenden lociikantön 5o und 51 gebildet sind. An diesen Pührungsflachen gleiten, wenn die Zentrierscheibe gedreht wird, die Büchsen 25, die drehbar auf den Kugelbolzen 2o aufgesetzt sind« Wird eine Innenspannung des Y/erkstückes vorgenommen_s so ist für die Zentrierung die Führungsfläche 5ο maßgebend, während bei einer Außenspannung für die Zentrierung doo Werkstückes die ?ührung3flache 51 bestimmend iat.

An einer Seite ist dia Ζοntrrerscheibe 4, v/ie bereits ausgeführt» mit einem liaixaauuschnitt 41 versehen, in den die i:a3e 4o des Sperrbolzens 36 bei der Einstellung der Aufsatzbacken 27 eingreift* *is versteht sich, daß der Randausschnitt 41 und die ITase 4ο des Sperrbolzens 36 so bemessen sind, daß sie sowohl für die Einstellung der Aufsatzbacken 27 für die Außen- als auch für die Innenspannung benutzt werden können. Sofern eine besonders genaue ISinst ellung der Aufsatzbacken 27 gewünscht wird₅ können die Aufsatzbacken 27 auch ausgedreht oder ausgeschliffen v/erden. Hierfür sind die Aufsatzbacken 27 an ihren dem V/erkstück zugekehrten Seiten mit einem Vorsprung 27' ver-.aehen, der beim Spannen der Vorrichtung, ohne daß ein '.",'erkotück eingelegt wuroo, mit seiner dem Putter zugekehrten ICante auf dem Rand dor Auflage 43 anliegt und aufdrückt. Dadurch werden die Aufsatzbacken 27 in die Lage gebracht, die oie beim Spannen des ',Vorkstuckes einnehmen. Jegliches

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Spiel zwischen den einzelnen Teilen ist ausgeschaltet,-und die Aufsatzbacken 27 können ausgedreht bzw. ausgeschliffen werden. '

I7en weiteren hat die Zentrierscheibe 4 zwei längliche Öffnungen 52. In diese öffnungen 52 wird jeweils das eine Ende eines Hebels 53 eingesetzt, dessen Funktion im nachfolgenden geschildert wii*d.

Die J¹Ig. 6 zeigt einen Querschnitt durch das Putt er nach der linie E - 7. In dieser Ebene sind die Bohrungen 54 und

55 i;n Grundköder 1 vorgesehen, die zur Aufnahme des Druckelementes dienen. Jede Bohrung 54 und 55 ist an ihrer Öffnung mit einem Gewinde 54' und 55' versehen. Das Druckelement besteht aus einem Tellerfederpaket. Die Tellerfedern

56 sind auf ein Aufnahmeteil 57 mit scheibenartigem Fuß 58 aufgesetzt. Der Fuß 58 hat i:a der Verlängerung des Aufnahmeteils 57 einen kugelförmigen Ansatz 59, der in einer Pfanne des Hebels 53 anliegt. Die Befestigung des Tellerfederpaketes in der Bohrung 54 oder 55 erfolgt durch die auf den Aufnahmeteil 57 aufgesetzte Kutter 6o mit Außengewinde, die in das Gewinde 54' oder 55' eingeschraubt ■ wird. Je nach Anzahl und stärke der Tellerfedern 56 und nach der Einschraubtiefe der nutter 6o wird dem Tellerfederpaket eine Vorspannung erteilt, die sich nach dem zu zentrierenden Werkstück richtet. Bei Werkstücken mit schwachen v.'änden, die beim Zentrieren mit großer Kraft deformiert werden können, wird eine geringe Vorspannung gewählt.

Der Einsatz des Tollerfederpaketes in die Bohrung 54 oder 55 bestimmt die Bewegungsrichtung der Backen 1.5, 27 beim Zentrieren. Es wird also in Abhängigkeit davon, ob das TeI-lerfederpaket in der Bohrung 54 oder 55 eingesetzt ist, das Futter für die Außen- oder Innenspannung verwendbar sein.

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Dabei ist noch, wie bereits oben erläutert, eine Umstellung des Keilbolzens 31 und ein Umsetzen der Aufsatzbacken 27

erforderlich. In die freie Bohrung 54 oder 55» in die Icein Tellerfederpalcet 'eingesetzt'-ist,.' wird zur Vermeidung einer Unwucht ein Ausgleichsgewicht-'eingeschraubt. Ein Sicherungsring 61 hält das Federpaket zusammen, nachdem es aus der Bohrung 54 oder 55 ausgeschraubt wurde.

In der Figur 7 ist ein Schnitt durch das Futter nach der Linie G -H- dargestellt, urn die Anordnung des Tellerfederpaketes und des Hebels 53 in Längsrichtung des Putters zu . % zeigen. Die Bohrung 55 für das Tellerfederpaket·.liegt im .Grundkörper 1 dicht oberhalb der Zentrierscheibe 4. Eer Hebel 53 ist an seinemeinen Ende mit einem kugelförmigen Zapfen 62 versehen, der in einer Lagerbüchse 63 gelagert ist. Auf das andere zylindrische Ende des Hebels 53 ist ein Hing 64'mit kugeliger Außenfläche drehbar aufgesetzt, der durch einen Sicherungsring 65 gehalten wird. Dieses Ende des Ilebelo 53 ist in der Zentrierscheibe 4 in der öffnung 5 2 gelagert. Eine Ausnehmung 66 im Spannteller 3 erlaubt dem über die Zentrierscheibe 4 hinausragenden Ende des Hebels 53 eine ungehinderte Bewegung.

Fig. 8 zeigt den Spannteller 3 in der rraufsicht. Er hat Öffnungen 21, in denen die Kugelbolzen 2o sich radial be-, wegen können. Im Bereich jeder Öffnung 21 ist der Spannteller 3 ausgefräst, so daß ebene Flächen entstehen, die beim Spannen des Futters auf den Stützringen 24 der Fugelbolzen 2o aufliegen.

7,'enn das Futter für eine Außenspannung geöffnet ist, nehmen seine einzelnen Teile die in den Figuren gezeigten Stellungen ein. Die Zugstange 5 ist vorgeschoben, und der

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Spannteller 3 liegt an der Lagerbüchse 6 und an den Büchsen 25 der Kugelbolzen 2o an. Die Backen 15 und 27 sind in ihrer äußersten Stellung, d.h. sie sind am weitesten axial und radial nach außen verschoben. In axialer Richtung v/erden die Backen 15 und 27 dadurch verschoben, daß der Spannteller 3 bei seiner Bewegung nach außen an den von den Büchsen 25 gebildeten Anschlagflächen anliegt.

In radialer Richtung v/erden die Backen 15 und 27 durch die Zentrierscheibe 4 verschoben. Der Spannteller 3 drückt bei

fc · seiner Bewegung nach außen auf die aus der Zentrierscheibe 4 hervorstehenden Keilbolzen 35 und schiebt dieselben durch die Zentrierscheibe 4* Während dieser Verschiebung gleiten die Keilflächen 46 der Keilbolzen 35 auf den Keilflächen der Keilbolzen 31 ab, und die Zentrierscheibe 4 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Gleichzeitig schieben die inneren Führungsflächen 5o der Öffnungen in der Zentrierscheibe 4 an den Büchsen 25 und drücken die von den Büchsen 25 umgebenen Kugelbolzen 2o und damit die Backen 15 und 27 einschließlich der Schiebebüchsen 16 radial nach außen. Da das eine Ende des Hebels 53 ebenfalls in der Zentrierscheibe 4 angeordnet ist, wird der Hebel 53 mitgedreht· und

fc dadurch das Tellerfederpaket gespannt. In das geöffnete Putter kann das Werkstück eingesetzt werden;

Nach dem Einsetzen des Werkstückes kann das Zentrieren und das Spannen beginnen. Hierfür wird die Zugstange 5 eingezogen, und der Spannteller 3 entfernt sich von der Lagerbüchse 6 und den Büchsen 25. Das Tellerfederpaket dreht die _t Zentrierscheibe 4 über den Hebel 53 im Uhrzeigersinn, und die Keilbolzen 35 gleiten auf den Keilbolzen 31 ab und folgen dem Spannteller 3. Gleichzeitig werden über die Büchsen 25 die Kugelbolzen 2o und damit die Backen 15 und 27 radial nach innen bewegt. Die Aufsatzbacken 27 ergreifen

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das v/erkstück und zentrieren es. Die Zentrierkraft wird dabei allein durch die einstellbare Spannkraft des Tellerfederpaketes bestimmt. Es sei bemerkt, daß die Zentrierkraft so lange über eine oder ζ v/ei Aufsatzbacken 27 wirkt, solange die beiden anderen oder die dritte Aufsatzbacke .noch nicht am Werkstück anliegen bzw. anliegt. Das Werkstück wird also so lange zur Mitte des Putters hin verschoben, bis alle drei Aufsatzbacken 27 mit gleicher Zentrierkraft am Werkstück angreifen.

Nachdem das Werkstück ergriffen und zentriert wurde, erfolgt keine weitere radiale Bewegung der Backen 15 und 27· Die Zentrierscheibe 4 ist in ihrer Drehbewegung gehemmt. Der Spannteller 3 dagegen bewegt sich axial weiter und trifft auf die von den Stützringen 24 an den Kugelbolzen 2o gebildeten Anschlagflächen 22. Die Drehbewegung der Zentrierscheibe 4 und damit das Zentrieren ist beendet, bevor der Spannteller 3 an den Anschlagflächen 22 der Kugelbolzen 2o angelangt ist. Nachdem der Spannteller 3 die Anschlagflächen 22 erreicht hat, werden die Kugelbolzen 2o und damit die Backen 15 und 27 axial zum Spannen des Werkstückes fortbewegt, und zwar so lange, bis das Werkstück fest eingespannt ist. Die Grundbacken 15 werden dabei in den Schiebebüchsen 16 geführt.

Unebenheiten am Werkstück können durch die allseitige Verschwenkbarkeit des Spanntellers 3, die durch die Kugelpfannenlager an der Zugstange 5 und an den Kugelbolzen 2o gegeben ist, ausgeglichen werden.

In der Fig. 9 ist ein Querschnitt durch ein Futter gezeigt, das mit anderen Druckelementen ausgestattet ist. Der Grundkörper 1o1 ist wie bei dem geschilderten Ausführungsbeispiel mit zwei Bohrungen 154 und 155 versehen. Die Bohrungen sind jedoch tiefer und können somit ein längeres

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Tellerfederpaket aufnehmen. Bas Tellerfederpaket ist in gleicher Weise aufgebaut, lediglich das Aufnahmeteil 157 hat an seinem Ende Iceinen Ansatz, sondern einen 5*03 158 mit flacher Unterseite, an der ein Lagerzapfen 167 einer hakenförmigen Lasche 168 anliegt. Der Lagerzapfen 167 ist dabei in einer Hut 169 im Grundkörper 1o1 geführt. Der andere Lagerzapfen 17o ist in die Zentrierscheibe 1o4 eingesetzt.

Alle anderen Teile der Pig. 9 entsprechen denen der Pig. 6, Auch ist die Punktionsweise des Putters unverändert. Die in Pig. 9 dargestellte Ausbildung und Anordnung des Druckelementes hat jedoch den Vorteil, daß sie die Anwendung eines besonders großen und starken Druckelementes auch bei einem relativ kleinen Putter gestattet.

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Claims

Pat e η t a η s ρ r ü c h e

Vorrichtung zum axialen Spannen von Werkstücken an ■ Werkzeugmaschinen, die im wesentlichen aus einem Grundkörper und einem Spannteller mit daran angreifender Zugstange "besteht, wobei der Spannteller beim Schließen und öffnen der Torrichtung eine oder mehrere Spannbacken bewegt, gekennzeichnet durch einen Zentriereinsatz, der beim Schließen der. Vorrichtung zum Spannen während einer ersten Bewegungsphase des Spanntellers (3) über Backen (15, 27), die in im Grundkörper (1, 1o1) radial verschiebbaren Schiebebüchsen (16) axial bewegbar gelagert sind, eine Zentrierung des Werkstückes bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Backe (15»27) beim Zentrieren des Werkstücks eine geradlinige, senkrecht zur Kittelachse der Vorrichtung verlaufende Bewegung ausführt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekenn- . . ™ zeichnet, daß der Zentriereinsatz im wesentlichen aus einer mit Führungsflächen für die Backen (15, 27) versehenen Zentrierscheibe (4-, 1o4) besteht, die zu Beginn des Schließens und während des Offnens der Vorrichtung jeweils in entgegengesetzten Richtungen Drehbewegungen unterworfen ist und durch die Führungsflä- » chen das Verschieben der Schiebebüchsen (16) mit den Backen (15, 27) bewirkt.

- 2o -

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- 2ο -

4. Vorrichtung nach, einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegungen in der einen Richtung durch einen vom Spannteiler (3) während des öffnens der Vorrichtung auf zusammenwirkende Keilflächen (33, 34) des Grundkörpers (1, 1o1) und der Zentrierscheibe (4, 1o4) ausgeübten Druck und in der anderen Richtung durch ein einstellbares und beim Öffnen der Vorrichtung Energie aufnehmendes Druckelement erreicht sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (33,

34) von an ihren aneinanderstoßenden Enden abgeschrägten Bolzen (31, 35) gebildet sind, von denen jeweils einer im Grundkörper (1 , 1o1) und einer in der zentrierscheibe (4, 1o4) gehalten ist.

· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement aus einem Tellerfederpaket gebildet ist.

7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche' 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement über einen Hebel (53) wirkt, der mit seinem einen Ende im Grundkörper (1) und mit seinem anderen Ende in der Zentrierscheibe (4) gelenkig gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Druckelement über eine hakenförmige Lasche (168) wirkt, deren Enden als Lagerzapfen (167, 17o) ausgebildet sind und daß der eine Lagerzapfen (167) in einer längs des Druckelementes verlaufenden nut (169) des Grundkörpers (1o1)

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eingefügt am Druckelement angreift und der andere Lagerzapfen (.17ο)' in-die Zeiitrierscheibe (1o4) eingesetzt ist. · '■-■■.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement wahlweise in eine von zwei im Grundkörper (1, 1o1) vorgesehenen Aufnahmeöffnungen (54·» 55, 154, 155) einsetzbar ist, wodurch eine Umkehrung der Drehbewegung der ζ en trier scheibe (4,-1o4-) und dadurch der Bewegungsrichtung der Backen (15» 27) während des Zentriervorganges erreicht wird.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Grundkörper (1 , .1.01')· drehbar gelagerten Bolzen (31, 35) in um 180° versetzt liegenden Stellungen arretierbar sind, wobei jeder Stellung eine bestimmte Drehrichtung der Zentrierscheibe (4, 1o4) beim Öffnen der Vorrichtung zugeordnet ist. ■'.■"'

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die als axiale Spannbacken ausgebildet sind.

bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (15, 27)

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen aus Grundbacken (15) und radial verstellbaren Aufsatzbakken (27) gebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,; dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (15, 27) mit dem Spannteller (3) über Kugelbolzen (2o) verbunden

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sind und der Spannteller (3) "bei entspannter Vorrichtung zwischen zwei Anschlagflächen (22, 23) frei bewegbar ist. ·

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß für die radiale Bewegung der Kugelbolzen (2o) beim Schließen und öffnen der Vorrichtung im Spannteller (3) radiale Öffnungen (21) vorgesehen sind.

P 15· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelbolzen (2o) mit drehbaren Büchsen (25) versehen sind, die an den Führungsflächen (5o, 51) eier Zentrierscheibe (4) anliegen.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 b is 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (5) in einer zentral im Grundkörper (1, 1o1) angeordneten Büchse (6) geführt ist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

ψ bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheibe (4, 1o4) auf der Büchse (6) drehbar gelagert ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis'17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Sperrbolzen (36) versehen ist, der die zentrierende Drehbewegung der Zentrierscheibe (4, 1o4)

. begrenzt.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Backe (27)

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an ihrer dem Yferkstück zugekehrten Seite mit einem Vorsprung (27*) versehen ist, der beim Schließen der Vorrichtung ohne Werkstück auf dem Rand der Auflage (43) andrückt, wonach die Backen (27) ausgedreht oder ausgeschliffen werden.

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