DE1930870C3 - Spannfutter für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen mit auswechselbaren Spannbacken, von denen mindestens eine mittels eines Spannwerkes radial verstellbar ist und die mit eingespanntem Werkstück durch ein mindestens eine Spannbacke antreibendes Schwenkwerk fortlaufend um einen vorgegebenen Schwenkwinkel schaltbar sind, wobei das Schwenkwerk

Schwenkwinkels versetzten und auf eine Schwenkwelle einwirkenden Druckstößeln besteht.

Derartige Spannfutter, die als »Schwenkfutter« bezeichnet werden, sind aus der DT-PS Iu92 276 bekannt Sie haben sich in der, Praxis bei einer großen Zahl verschiedener Bearbeitungsaufgaben bewahrt, da sie eine wirtschaftliche und gleichmäßig genaue ' Bearbeitung von Werkstücken nach mehreren, sich schneidenden Achsen ermöglichen.

Manche Werkstucke, wie beispielsweise Gehäuse für sogenannte Keilschieber, erfordern außer der Bearbeitung nach ihren Hauptachsen Bearbeitungen nach gegenüber diesen Hauptachsen um einen kleinen Winkel von wenigen Winkelgraden geneigten Achsen. So sind beispielsweise an den Gehäusen für Keilschieber die beiden sich gegenüberliegenden Flansche für die Leitungsanschlüsse und senkrecht hierzu der Flansch für die Befestigung des Deckels zu bearbeiten, in welchem der Antrieb für den Keilschieber untergebracht ist. Diese Arbeitsvorgänge erfolgen nach den Hauptachsen und können mit dem bekannten Schwenkfutter ausgeführt werden. Außer diesen Bearbeitungsvorgängen sind jedoch im Inneren des Keilschiebergehäuses die beiden Sitze für den Keilschieber zu bearbeiten, deren Flächen in einem Winkel von etwa 3° gegenüber den Flächen für die beiden Anschlußflansche geneigt sind. Für diese Bearbeitungsvorgänge sind die bekannten Spannfutter nicht geeignet, da derartig nahe bei den Hauptachsen liegende Zwischenstellungen nicht erreicht werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der bekannten Art derart weiterzuentwikkein, daß ein einmal eingespannies Werkstück nicht nur nach den Hauptachsen bearbeitet werden kann, sondern auch unter beliebig wählbaren Achsen, die nur geringfügig von den Hauptachsen abweichen.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schwenkwelle im Futterkörper ein Zusatzstößel angeordnet ist, der mittels abgeschrägter Anlageflächen an einem Führungsteil der Spannbacke angreift, das um einen kleinen Winkel zur normalen Schaltstellung versetzt ist.

Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung des bekannten Spannfutters wird dessen Einsatzmöglichkeit erheblich erweitert, ohne daß hierfür eine teure und aufwendige Konstruktion erforderlich ist. Der Winkel zwischen der Hauptachse und der zusätzlichen Bearheitungsachse läßt sich beliebig wählen, wobei er der Neigung der zusätzlich zu bearbeitenden Flächen gegenüber den Hauptflächen entspricht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Zusatzstößel an einem doppeltwirkenden Kolben angeordnet und mit kegeligen Anlageflächen ausgestattet; der Führungsteil wird in diesem Fall durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Bolzen gebildet. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit für Jie Zusatzverstellung, ohne daß ein großer technischer Aufwand und eine Vergrößerung des Futterkörpers erforderlich sind.

Da die erfindungsgemäßen, mit einer Zusatzverstellung ausgestatteten Spannfutter überwiegend für die Bearbeitung großer und weit ausladender Werkstücke verwendet werden, ist eine spielfreie und starre Befestigung der auswechselbaren, unterschiedlich ausgebildeten Spannbacken erforderlich, wobei zugleich eine Korrektur der Mittenlage des Werkstückes bezüglich der Schwenkachse des Spannfutters durch

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möglich sein muß.

Zu diesem - *eck ist gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung die Spannbacke über eine Stirnverzahnung an der Schwenkwelle befestigt und die Schwenkwelle

6oamittels eines axial verstellbaren Stützringes im Futterkörper abgestützt, wobei der Stützring aus einem im FutierkÖrper befestigten Grundring und einem Lagerring zusammengesetzt ist, die durch Gewinde miteinander verbunden sind und von denen der Lagerring von außen zum Zwecke einer axialen Verstellung der Schwenkwelle verdrehbar ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterentwicklung wird eine allseitig form- und kraftschlüssige Befestigung

der Spannbacke an der Schwenkwellc erzielt, die nicht nur ein schnelles Auswechseln verschiedenartiger Spannbacken ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit ermöglicht, wie dies beispielsweise aus der DT-PS 8 85 510 bekannt ist, sondern die eine starre und dennoch einstellbare Befestigung der Spannbacke an der Schwenkwelle ergibt, welche bei den mittels des erfindungsgemäßen Zusatzstößels zusätzlich verstellbaren Spannbacken von großer Bedeutung ist, weil der Zusatzstööel mit einem verhältnismäßig großen Hebelarm an der Spannbacke angreift, so daß für eine genaue Positionierung eine spielfreie und starre Befestigung Voraussetzung ist. Die radiale Einstellbarkeit der Spannbacke wird L-erbei durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stiitzrin_t > erzielt.

Das erfindnngsgpmäß -"i-igebildete Spannfutter weist schließlich das ivlerl-.rü:·' <-«uf. daß die Schwenkwelle in einer zwischen /·.=— Arbeitsstellungen liegenden Zwischensteliung ..haltbar ist, so daß das Werkstück schräg ν·", ue=- Seite her zwischen die Spannbacken einführbat * ^Tw. zwischen den Spannbacken herausnehmbar isi. Diese Möglichkeit ist insbesondere bei weit ausladenden Werkstücken, die mit dem erfindungsgemäßen Spannfutter bearbeuet werden, von Vorteil, da in diesem Fall verhältnismäßig viel freier Raum vor dem Spannfutter benötigt wird. Bei den bekannten Futterkonstruktionen würde dies bedeuten, daß beim Werkstückwechsel alle Werkzeuge verhältnismäßig weit vom Futterkörper zurückgefahren werden müßten, woraus sich lange Stillstandszeiten der Werkzeugmaschine ergeben. Mit dem Vorschlag der Erfindung wird dieses Zurückfahren der Werkzeuge vermieden, da auch weit ausladende Werkstücke ohne Schwierigkeiten von der Seite her in das Schwenkfutter eingeführt werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispie! des erfindungsgemäßen Schwenkfutters dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung des an einer Spindel mit Ölzuführung befestigten Schwenkfutters, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Futters gemäß Fig. 1,

Fig.3 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IH-IU in Fig. 1 durch das Schwenkwerk bei einem zur Hälfte ausgeführten Schv/enkvorgäfig,

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt nach Vollendung des Schwenkvorganges in der Verriegelungsstellung,

F i g. 5 einen Schnitt durch das Schwenkwerk und die Spannbacke sowie den Zusatzstößel in vergrößertem Maßstab gemäß der Schnittlinie V-V in F i g. 3,

Fig.6 einen Schnitt durch das Spannwerk gemäß Fig. 1,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die an der Schwer.kwelle befestigte Spannbacke,

Fig.8 eine Schnittdarstellung durch einen Teil der Spannbacke und einen Teil des Zusatzstößels zur Darstellung des zusätzlichen Schwenkvorganges, und

F i g. 9 einen Längsschnitt durch das Schwenkfutter, wobei sich die Spannbacken in einer zwischen zwei Arbeitsstellungen liegenden Zwischenstellung befinden.

In Fig. 1 ist in einem Gesamtüberblick dargestellt, wie das Schwenkfutter 3 an einer Spindel 1 befestigt ist, die an ihrem anderen Ende eine ölzuführung 2 trägt, welcher über Ölleitungen 2a das erforderliche Drucköl zurt; Spannen und zum absatzweisen Weiterschalten der Spannbacken des Schwenkfulters 3 zugeführt wird. Aus dieser Darstellung geht auch der Grundaufbau des Schwenkfutters 3 mit einem Spannwerk 4 und einem Schwenkwerk 5 hervor. Spannwerk 4 und Schwenkwerk 5 sind sich gegenüberliegend im Futterkörper 10 des Schwenkfutters 3 eingebaut und tragen jeweils eine Spannbacke 6 bzw. 7.

In F i g. 1 ist auch die Drehachse A"-A"des Schwenkfutters 3 sowie die Schwenkachse V- Yfür ein zwischen den beiden Spannbacken 6 und 7 eingespanntes Werkstück 8 eingezeichnet. Die Ausgestaltung des Futterkörpers 10 gehl weiterhin noch aus Fig. 2 hervor, die eine Vorderansicht in vergrößertem Maßstab zeigt. In F i g. 3 und 4 ist schließlich zu erkennen, v/ie das eine Schwenkwelle 16 aufweisende Schwenkwerk 5 mit'els zweier Stößel 22a und 220 beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils um 90° weitergeschaltet wird. Hierbei arbeiten die beiden Stößel 22a urd 226 mit einem Vierkantstück 166 der Schwenkwelle 16 zusammen. F i g. 3 zeigt eine Verschwenkung der Schwenkwelle 16 gegenüber der vorherigen Lage um 45"; in Fig.4 ist die Schwenkweiie 16 um weitere 45' durch den Stößel 22b weitergeschaltet worden, wobei der Stößel 22b zugleich eine Verriegelung dieser Stellung bewirkt. Die Bewegung der Stößel 22a und 22b erfolgt durch das eingangs erwähnte Drucköl. Beicie Stößel weisen an ihren Enden kolbenartige Verdickungen auf, die in einer Zylinderbohrung des Futterkörpers 10 geführt sind und beidseitig beaufschlagt werden können. Auf diese Weise wird je ein doppeltwirkender Zylinder gebildet, der jeweils durch einen Stößeldeckel 23a bzw. 23b abgedichtet ist.

In F i g. 5 ist die Ausbildung des Schwenkwerkes 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Aus dijser Darstellung geht deutlicher die Ausbildung der Schwenkwelle 16 mit einem eingearbeiteten Vierkantstück 16b hervoi. an dem die Stößel 22a und 22b angreifen. Die Schwenkwelle 16 ist mittels zweier Radiallage.- 18a und 18c sowie eines Axiallagers 18b im Futterkörper 10 gelagert. Sie ist an der der Spannbacke 7 zugewandten Seite mit einer Stirnverzahnung 16a versehen, in die eine entsprechende Stirnverzahnung Ta der Spannbakke 7 eingreift. Die Spannbacke 7 wird an der Schwenkwelle 16 mittf"s einer Backenbefestigungsschraube 17 gehalten. Auf diese Weise wird eine allseitig formschlüssige Befestigung von auswechselbaren Spannbacken as. der Schwenkweüe 16 erzielt. Das Auswechseln der Spannbacken ist erforderlich, um das Futter dem jeweils einzuspannenden Werkstück anzupassen.

Um bei der Anpassung zugleich eine Korrektur in radialer Richtung zu ermöglichen, stützt sich das Axiallager 18b der Schwenkwelle 16 auf einem Lagerring 19b ab, der mittels eines Gewindes mit einem Grundring 19a verbunden ist. Dieser Grundring 19a ist in eine glattwandige, aber abgesetzte Bohrung des Futterkörpers 10 eingesetzt und in dieser Bohrung befestigt, beispielsweise durch Kleben. Um eine Radialverstellung zu erzielen, kann der Lagerring 19b im Verhältnis zum Grundring 19a verdreht werden, wozu der Lagerring 19b mit Schlüsselflächen 19c versehen ist. Diese Schlüsselflächen 19c werden zugänglich, wenn ein mittels Deckelschrauben 21 an der Schwenkwelle 16 befestigter Abschlußdeckel 20 entferntworden ist.

Während die am Schwenkwerk 16 befestigte Spannbacke 7 die Schaltbewegung auf das Werkstück 8 und von diesem auf die gegenüberliegende Spannbacke 6 überträgt, wird von dieser am Spannwerk 4 befestigten Spannbacke 6 die in radialer Richtung

erfolgende Spannbewegung ausgeführt, um das Werkstück 8 ein- bzw. auszuspannen. In Fig.6 ist in vergrößertem Maßstab der Aufbau des Spannwerkes 4 dargestellt, das im wesentlichen aus einem Spannkolben Ii besteht. An diesem Spannkolben 11 ist die Spannbacke 6 unter Zwischenschaltung eines Radiallagers 15.7 und eines Axiallagers 156 mittels einer Backenbefestigungsschraube 13 drehbar befestigt. Der als beidseitig beaufschlagbarer ι Kolben ausgeführte Spannkolben 11 ist in einer Bohrung ddsiFütterkörperS iO geführt, die am Außenumfang durch einen Zylinderdeckel 12 verschlossen ist: der Zylinderdeckel !2 wird durch einen Sicherungsring 12a gehalten. Im linken oberen Teil der F i g. 6 sind weiterhin die beiden Ölkanale 14a und 146 /u erkennen, durch die das Drucköl dem Zylinderraum zugeführt wird.

Da mittels der beiden Stößel 22a und 22b, die mit dem Vierkantstück 166 der Schwenkwelle 16 zusammenwir ken. nur ein Verschwenken des eingespannten Werkstückes 8 über einer konstruktiv vorgegebenen großen Winkclbereich möglich ist. der sich aus der Anzahl der Stößel und der Ausbildung des mit den Stößeln zusammenwirkender Teiles der Schwenkwelle 16 ergibt, wurde im Futterkörper 10 ein Zusatzstößel 24 angeordnet, mit dem eine Verschwenkung des Werkstückes 8 bei entriegelter Schwenkwelle 16 um einen beliebigen, aber kleinen Winkelbereich möglich ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bewirken die beiden Stößel 22a und 22b. da sie mit dem Vierkantstück 166 der Schwenk welle 16 zusammenwirken, jeweils eine Verschwenkung des Werkstückes 8 um 90°. Mit diesem Verschwenkwinkel wird es möglich, das in strichpunktierten Linien als Gehäuse eines Keilschiebers angedeutete Werkstück 8 bezüglich seiner um 90° versetzten Hauptachsen zu bearbeiten. Da die im Inneren des Gehäuses liegenden Sitzflächen für den Keilschieber jedoch um etwa drei Winkelgrade gegenüber den Hauptachsen geneigt bearbeitet werden müssen, wirkt der mit kegeligen Anlageflächen 24a ausgestattete Zusstzstößel 24 auf ein Führungsteil ein, das an der jeweiligen Spannbacke dem gewünschten Winkel entsprechend ausgebildet ist Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Führungsteil durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Bolzen 27 gebildet, die an sich gegenüberliegender Enden der Spannbacke 7 angeordnet sind und um den gewünschten Winkel gegenüber der Hauptachse geneigt sind. Dies geht insbesondere aus F i g. 7 hervor.

Der Zusatzstößel 24 ist an seinem Ende wiederum zu einem Kolben erweitert, der in einer zylindrischen Bohrung des Fuiierkörpers 10geführt ist. In Fig.5sind die Ölkiinäle 26a und 26b sowie der die zylindrische Bohrung abschließende Stößeldcckd -25 zu erkennen, Im Normalfall, el. h. bei 'Weiterschaltung des Werkstük-

lohkes 8 mittels des Schwenkwerkes 5. befindet Jsich der "Zmaf/stößel 24 in der gestrichelten Stellung gemäß F ι g 8. Die Spannbacke 7 mit dem nicht dargestellten Werkstück 8 nimmi hierbei die strichpunktierte Lage gemäß einer der Hauptachsen ein. Wenn die Spannbakkc 7 nunmehr um den gewünschten kleinen Winkelbetrag verschwenkt werden soll, werden beide Stößel 22a und 22b von dem Vierkantstück 166 der Schwcnkwelle 16 zurückgezogen und der Zusat/stößel 24 aus dem Futlerkörpcr 10 herausbewegt. In der strichpunktierten Stellung nach F- i g. 8 trifft der Zusatzstößel 24 mit seinen Anlage'lächen 24a auf den in der Zeichnung links befindlichen Bolzen 27 der Spannbacke 7 auf. Bei der Weiterbcwegung des Zusatzstößels 24 erfolgt sooann eine Verschwenkung der Spannbacke 7 in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage. Sobald der Zusatzstößel 24 die eberfalls mit ausgezogenen Linien dargestellte Endstellung erreicht hat, ist die Verschwenkbewegung abgeschlossen. Da in dieser Stellung der Zusaizstößel 24 an beiden Bolzen 27 anliegt, ergibt sich eine ausreichende Verriegelung des zwischen den beiden Spannbacken 6 und 7 eingespannten Werkstükkes 8 für die außerhalb der Hauptachsen liegende Schwenkstellung.

In F i g. 9 ist schließlich dargestellt, daß die Spannbakken 6 und 7 (die Spannbacke 6 ist wegen des Schniltverlaufes in der Zeichnung nicht zu erkennen) in einer Zwischenstellung zwischen zwei Hauptachsen angehalten werden können, damit ein insbesondere sperriges und längliches Werkstück 8 herausgenommen werden kann, ohne daß der am Werkzeugha'ter 9 befestigte Drehstahl 9a unnötig weit vom Schwenkfutter 3 zurückgezogen werden muß. Durch diese Maßnahme werden die Nebenzeiten bei der Bearbeitung eines Werkstückes herabgesetzt und die Ein- und Ausspannvorgänge erleichtert

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannfutter für Werkzeugmaschinen mit auswechselbaren Spannbacken, von denen minde-5tens eine mittels eines Spannwerkes radial verstellbar ist und die mit eingespanntem Werkstück durch ein mindestens eine Spannbacke antreibendes Schwenkwerk fortlaufend um einen vorgegebenen Schwenkwinkel schaltbar sind, wobei das Schwenkwerk vorzugsweise aus mehreren, um einen Teil des Schwenkwinkels versetzten und auf eine Schwenkwelle einwirkenden Druckstößeln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schwenkwelle (i6) im Futterkörper (10) ein Zusatzstößel (24) angeordnet ist, der mittels abgeschrägter Anlageflächen (24a) an einem Führungsleil der Spannbacke (7) angreift, das um einen kleinen Winkel zur normalen Schaltstellung versetzt ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstößel (24) 3 η einem doppeltwirkenden Kolben angeordnet und mit kegeligen Anlageflächen (24a) ausgestattet ist und daß der Führungsteil durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Bolzen (27) gebildet ist.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacke (67) über eine Stirnverzahnung (7a, 16a) an der Schwenkwelle (16) befestigt ist und daß die Schwenkwelle (16) mittels eines axial verstellbaren Stützringes (19a, 196) im Futterkörper (10) abgestützt ^:st, wobei der Stützring (19a, 196) aus einem im Futterkörper (10) befestigten Grundring (19a) und einem Lagerring (196) zusammengesetzt ist, die durch Gewinde miteinander verbunden sind und von denen der Lagerring (i°>J) von außen zum Zwecke einer axialen Verstellung der Schwenkwelle (J6) verdrehbar ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (16) in einer zwischen zwei Arbeitsstellungen liegenden Zwischenstellung anhaltbar ist, so daß das Werkstück (8) schräg von der Seite her zwischen die Spannbacken (6,7) einführbar bzw. herausnehmbar ist.