DE19638014C2 - Haltefutter zum Einspannen eines Glasrohres - Google Patents
Haltefutter zum Einspannen eines GlasrohresInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Haltefutter zum Einspannen eines
Glasrohres entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Haltefutter finden vorzugsweise in Glasverarbeitungsmaschinen zum
Herstellen von Fläschchen, Ampullen oder dergl. Anwendung. Eine derartige
Maschine, wie sie z. B. aus der DE 41 32 216 C1 bekannt ist, weist
gewöhnlich auf einem Drehkranz (Karussel) geführte, in regelmäßigen
Teilungsabständen an Ausleger angeordnete drehbare Haltefutter für jeweils ein
Glasrohr auf, das nacheinander verschiedenen Bearbeitungsstationen zugeführt
wird. Die Haltefutter müssen drehbar sein, damit ein rotationssymmetrisches
Formen des herzustellenden Produktes, z. B. eines Fläschchens, möglich ist.
Die durchgeführten Formungsschritte sind hierbei normalerweise das Einrollen
eines Mündungsbereiches und das Glätten eines Bodens am herzustellenden
Fläschchen. Da das Formen des Glasrohres nur bei erhöhten Temperaturen
(550-1000°C) möglich ist, müssen die verwendeten Haltefutter auch bei
verhältnismäßig hohen Temperaturen noch zuverlässig arbeiten, andererseits
muß mit dem Haltefutter ein gefühlvolles Zugreifen und Festhalten möglich
sein, damit das in ihm gehaltene Glasrohr nicht zerstört wird.
Vorstehende Haltefutter zum Einspannen eines Glasrohres sind in
unterschiedlichen Konstruktionen bekannt geworden, die jedoch einem
gemeinsamen Prinzip gehorchen. Sie weisen einen rohr- bzw. hülsenartigen
Futter-Grundkörper auf, in dem das Glasrohr aufgenommen wird, und der in
einem Ausleger der Glasbearbeitungsmaschine spindelartig drehbar gelagert ist.
An einem Ende des Futter-Grundkörpers sind, verteilt über seine Öffnung,
Klemmbacken zwangsgeführt so angeordnet, daß ihr Abstand zur Längsachse
des Futterkörpers veränderbar ist, um so das Futter zu spannen bzw. zu lösen.
Auf dem Futter-Grundkörper ist ferner ein Druckring axial verschiebbar
angeordnet, der von einem Betätigungselement der Maschine zum
technologisch richtigen Zeitpunkt axial verschoben wird, und zwar entweder in
beiden Richtungen oder nur in einer Richtung gegen eine rückstellende
Federkraft.
Mittels einer Mechanik wird dabei die Axialbewegung des Druckringes in eine
Bewegung der Klemmbacken umgesetzt.
Abgesehen von Unterschieden in der Ausbildung des Futter-Grundrohres, der
Klemmbacken und des Druckringes liegt ein zentraler Unterschied in dieser
Umsetz-Mechanik, die letztlich auch die Gesamtkonstruktion bestimmt.
In dem Buch "Maschinen der Glastechnik", 2. Auflage, 1980, herausgegeben
im WEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie", ist im Bild 113 (Seiten
103/104) ein Schnellspannfutter dargestellt, bei dem der Futter-Grundkörper
aus einer Hülse, einem Verbindungskegel und einem zur Öffnung hin spitz
zulaufenden Spannkegel besteht, die durch Verschraubung miteinander
verbunden sind. Durch ein fest auf der Hülse sitzendes Ritzel wird eine
Drehbewegung auf das Spannfutter übertragen. Auf der Hülse ist ferner der
Druckring in Form eines Gleitringes mit Betätigungsflansch gegen die Kraft
einer Vorspannfeder verschiebbar angeordnet, der über einen angelenkten, den
Verbindungskegel durchgreifenden Steg mit einer Spannbacke gelenkig
verbunden ist, die an der inneren Kegelfläche des Spannkegels zwangsgeführt
ist. Wird nun z. B. durch eine Gabel einer Kurvenscheibe der Druckring zum
technologisch richtigen Zeitpunkt gegen die Federkraft maschinell nach unten
gedrückt, werden die Spannbacken über den gelenkig angebrachten Steg,
zwangsgeführt durch den Spannkegel, in ihn unter Vergrößerung des
Durchmessers der das Glasrohr aufnehmenden Öffnung hineingezogen. Das
Futter ist damit geöffnet. Mit Beendigung der Kraftwirkung der Gabel wird der
Druckring durch die Kraft der Spannfeder nach oben geschoben, die
Spannbacke gleitet nun wieder zur Öffnung des Spannfutters hin unter
Verkleinerung des Öffnungsquerschnittes, bis sie am zu spannenden Glasrohr
anliegt.
In diesem bekannten Fall sorgt daher die Umsetzmechanik für eine Umsetzung
der Axialbewegung des Druckringes in eine lineare Axialbewegung der
Spannbacke zwangsgeführt durch einen Innenkegel. Die axiale Länge des
Spannfutters ist daher konstruktionsbedingt sehr groß, was u. a. mit Nachteil
entsprechende Bautiefen bei der Glasverarbeitungsmaschine bedingt.
Ein weiteres Haltefutter ist aus der WO 87/06222 bekannt. Das darin
beschriebene Haltefutter weist drei in regelmäßigem Teilungsabstand um ein
Rohr als Futter-Grundkörper angeordnete Klemmbacken auf, die in am Futter-
Grundkörper angebrachte kegelige Schrägführungen geführt sind. Die von dem
zu haltenden Glasrohr abgewandten als Laschen ausgebildete Enden der
Klemmbacken, sogenannte Mitnehmer, sind in Kulissen des Druckringes
geführt, und sind durch Kugeln gebildet, die einerseits in ihrem Durchmesser
angepaßten zylindrischen Bohrungen (Kulissen) des Druckringes geführt und
andererseits in senkrecht zur Achse dieser Bohrungen verlaufenden Bohrungen
gleichen Durchmessers an den gegenüber dem Kugeldurchmesser schmaleren
Enden der Klemmbacken gehalten werden. Zusätzlich sind die als Laschen
ausgebildeten Enden der Klemmbacken in Schlitzen des Druckringes geführt.
Auf den Druckring wirkt eine Feder, so daß die Klemmbacken in den
Schrägführungen in einem spitzen Winkel in Richtung auf die Längsachse des
Glasrohres verschoben werden. Über einen Betätigungshebel ist der Druckring
entgegen dem Federdruck zurückziehbar, wodurch auch die über die
Kugelführung in dem Druckring geführten Klemmbacken von dem Glasrohr
zurückgezogen werden.
Bei diesem bekannten Haltefutter wird daher die axiale Bewegung des
Druckringes in eine lineare, schräg zur Längsachse des Grundkörpers
verlaufende und durch eine innere Kegelfläche zwangsgeführte Bewegung der
Klemmbacken umgesetzt.
Dieses Haltefutter hat daher eine verhältnismäßig große Längenausdehnung und
kann Glasrohre nur innerhalb eines bestimmten Durchmesserbereiches sicher
greifen. Wenn Glasrohre aus einem anderen Durchmesserbereich in diese
Haltefutter eingesetzt werden, so müssen diese umgebaut werden, d. h. es
werden andere Klemmbacken und/oder eine andere Feder in das Haltefutter
eingesetzt.
Hierzu ist es nötig, unterschiedliche Klemmbacken und/oder Federn
bereitzuhalten, wobei außerdem noch ein Zeitaufwand bei der Umstellung
hinzukommt.
Durch die DE 40 24 498 (= EP 0 469 297 A2) ist ein weiteres Haltefutter mit
den eingangs bezeichneten Prinzipmerkmalen bekanntgeworden, bei dem am
Ende des Futter-Grundkörpers eine ortsfeste Führung der Klemmbacken so
angeordnet ist, daß die Klemmbacken im wesentlichen senkrecht zur
Längsachse des Futter-Grundkörpers verschiebbar sind, und bei dem die
Klemmbacken und der Druckring eine kegelige Zwangsführung, die in einem
Winkel von 30° bis 60° bezüglich der Längsachse des Grundkörpers verläuft,
aufweisen.
Bei diesem bekannten Haltefutter werden die Klemmbacken nicht mehr schräg
sondern im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Futter-Grundkörpers
verschoben. Die lineare axiale Bewegung des Druckringes wird in eine lineare
radiale Bewegung der Klemmbacken, zwangsgeführt durch eine innere
Kegelfläche in der Kulissenführung, umgesetzt.
Dies hat den Vorteil, daß die Klemmbacken beim Greifen nun frei von einer
Axial-Längsbewegung sind und somit das Glasrohr sicher greifen können, ohne
es dabei geringfügig in Längsrichtung zu verschieben. Ein weiterer Vorteil
dieser Verschiebung ist, daß die Klemmbacken weniger Raum in
Längsrichtung des Futtergrundkörpers benötigen, und daher das Haltefutter
relativ klein ausführbar ist und daher in der Glasbearbeitungsmaschine nicht zu
viel Raum benötigt.
Das Konstruktionsprinzip des vorstehend bekannten Haltefutters verlangt eine
relativ steile Kulissen-Zwangsführung, d. h. die Feinstufigkeit der
Klemmbackenbewegung ist begrenzt. Außerdem weist dieses bekannte
Spannfutter bauartbedingt und durch Reibungseffekte Unregelmäßigkeiten beim
Spannen und Zentrieren auf, die ein reproduzierbares Positionieren der
Klemmbacken verhindern.
Aus dem JP-Abstract C-314 (November 14 (1985); Vol. 9/No. 287) zur
JP 60-13 18 36 (A) ist ein weiteres mit schwenkbaren Klemmbacken
arbeitendes Haltefutter für Glasrohre bekannt. Bei dieser Ausführungsform
wird das Glasrohr mittels Klemmbacken gehalten, die an im spitzen Winkel
zur Glasrohrlängsachse verlaufenden Armen, angelenkt am Futter-
Grundkörper, drehbar befestigt sind. Die Arme (oder Klemmbackenhebel)
werden hierbei zum Greifen des Glasrohres um ortsfeste Drehpunkte am
Futtergrundkörper geschwenkt, so daß sich die Klemmbacken bogenförmig
dem Glasrohr nähern. Das Schwenken der Arme erfolgt hierbei mittels loser
Führungen der oberen Armenden, die an einem ringförmigen Flansch einer
verdrehsicher axial auf dem Futtergrundkörper verschiebbar angeordneten
Führungshülse angebracht sind. Diese Führungen weisen dabei einen größeren
Abstand zur Glasrohrlängsachse als die Drehpunkte der Arme auf. Beim
axialen Verschieben der Führungen in Richtung auf die Drehpunkte wird dabei
das obere Ende des Arms nach außen und das untere Ende des Arms mit den
Klemmbacken entsprechend nach innen bogenförmig zum Glasrohr hin bewegt.
Das axiale Verschieben und Feststellen der Führungen der Arme, d. h. der
Führungshülse, erfolgt dabei mittels einer manuell betätigten Schraubhülse.
Diese einfache Rohrhalterung ist letztlich nur geeignet zur manuellen Fixierung
eines Rohres, für eine Glasverarbeitungsmaschine weist diese Halterung jedoch
einige Nachteile auf. So ist z. B. ein automatisches Lösen und Feststellen der
Glasrohre nur bei dickwandigen Glasrohren möglich, da bei dünnwandigen
Glasrohren die Gefahr des Glasbruches ansteigt. Denn mittels der Schraubhülse
ist der Anpreßdruck der Klemmbacken nur innerhalb weiter Toleranzgrenzen
einstellbar. Eine solche Druckhülse ist letztlich für automatisch arbeitende
Glasbearbeitungsmaschinen unbrauchbar. Das Haltefutter ist außerdem
aufgrund der in einem spitzen Winkel zum Glasrohr verlaufenden Arme der
Klemmbacken verhältnismäßig lang, wofür wiederum ein größerer Raum in
einer Fläschchenmaschine benötigt wird. Zuletzt kommt noch hinzu, daß dieses
Glasfutter aufgrund der voreingestellten bogenförmigen
Klemmbackenbewegung nur für einen bestimmten Glasrohraußendurchmesser
geeignet ist; bei einem Wechsel des Glasrohrtyps muß aufgrund des damit
verbundenen anderen Anstellwinkels des Armes das an diesem befestigte
Klemmfutter neu justiert werden. Auch dieses Justieren kann nur von Hand
erfolgen, so daß auch aus diesem Grund ein vollautomatischer Lauf des Futters
in einer Fläschchenmaschine nicht möglich ist.
Bei dem vorstehend bekannten Haltefutter mit schwenkbaren
Klemmbackenhebeln erfolgt die Verschwenkung um eine horizontale Achse,
d. h. in einer Ebene, die senkrecht auf der Querschnittsebene des Futter-
Grundrohres steht.
Es sind jedoch auch Spannfutter mit den eingangs bezeichneten
Prinzipmerkmalen bekannt, bei denen die Klemmbacken mit ihren Hebeln,
symmetrisch verteilt, in einer Ebene schwenkbar angeordnet sind, die mit der
Querschnittsebene des Futter-Grundrohres ebenparallel ist, d. h. im Einbauzustand
um eine vertikale Drehachse.
Ein solches Spannfutter ist beispielsweise durch die DE 30 43 799 A1 bekannt
geworden. Es weist drei Klemmbackenhebel mit Wellen auf, die jeweils
schwenkbar in einer zugehörigen Bohrung in einem masiven Futterkörper vertikal
gelagert sind. An jeder Welle ist eine Steuernocke angebracht, und jede Bohrung
weist eine wendelartig geformte Führungsnut auf. Bei einer Drehung des
Grundkörpers gleiten jeweils die Steuernocken in der Führungsnut und verdrehen
die (ohne Federvorspannung) in den Bohrungen gehalterten Klemmbackenhebel.
Bei diesem bekannten Haltefutter ist das Maß der Verdrehwinkel-Änderungen der
Klemmbacken an allen Stellen der Steuerkurve durch deren helixartige
Ausformung gleich Es besteht eine lineare Abhängigkeit zwischen der
Verdrehung und der Bewegung des Nockens auf der Steuerkurve. Dies verhindert
ein optimales Erreichen der an das Spannfutter zu stellenden Zielsetzungen,
nämlich ein gefühlvolles Zugreifen und Festhalten (Spannen) auf der einen Seite
im Spannbereich sowie ein schnelles Öffnen des Futters, der Klemmbacken, am
Ende des Spannvorganges und ein schnelles Verschwenken in den Spannbereich
beim Schließen.
Ein weiteres Futter mit vertikalen Drehachsen der Klemmbackenhebel ist z. B. das
marktbekannte AMBEG-Futter für den Flaschenautomat RP sowie das aus Bild
114 der eingangs genannten Veröffentlichung "Maschinen der Glastechnik"
bekannte Schnellspannfutter. Charakteristisch für diese bekannten Spannfutter ist,
daß sie außenkegelgesteuerte Spannfutter sind. Unmittelbar auf dem Druckring ist
ein Steuerkegel ausgebildet, an dessem äußeren Kegelmantel ein hebelartiger
Mitnehmer anliegt, der mit dem Schwenkmechanismus der Klemmbackenhebel in
Verbindung steht. Je nach radialer Stellung des Mitnehmers auf dem Steuerkegel,
d. h. der axialen Position des Druckringes, ist ein bestimmter Verdrehwinkel des
Klemmbackenhebels vorgegeben Mittels des Steuerkegels erfolgt daher eine
Umwandlung der Translationsbewegung des Druckringes in eine
Rotationsbewegung der Klemmbackenhebel.
Durch den linearen Kegelmantel ist dabei das Maß der Bewegungsänderungen in
allen Lage-Positionen gleich und durch die Steilheit des Kegelmantels vorgegeben.
Dies verhindert ebenfalls ein gefühlvolles Zugreifen und Festhalten (Spannen) im
Spannbereich sowie ein schnelles Öffnen des Futters am Ende des
Spannvorganges bzw ein schnelles Verschwenken der Klemmbacken in den
Spannbereich beim Schließen.
Von einem derartigen Spannfutter zum Einspannen eines Glasrohres mit einem
rohr- oder hülsenartigen Futter-Grundkörper, der in einem Ausleger einer
Glasbearbeitungsmaschine spindelartig drehbar gelagert ist, an dessen
futterseitigem Ende, verteilt über seine Öffnung, Klemmbackenhebel mit Wellen
schwenkbar um eine Achse parallel zur Längsachse des Futter-Grundkörpers
angelenkt sind, und auf dem ein Druckring mittels eines
Maschinen-Betätigungselementes axial verschiebbar angeordnet ist, der eine
umlaufende Außen-Steuerfläche aufweist und mit einer Mechanik, die auf der
einen Seite mit der Außen-Steuerfläche und auf der anderen Seite mit den
Wellen der Klemmbackenhebel in Wirkverbindung steht, derart, daß bei einer
axialen Bewegung des Druckringes eine durch die Außen-Steuerfläche
zwangsgesteuerte Verschwenkung der Klemmbackenhebel erfolgt, geht die
Erfindung aus.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Spannfutter so auszubilden, daß im
Spannbereich ein gefühlvolles, feinstufiges Zugreifen und Festhalten möglich
ist, währenddessen außerhalb dieses Spannbereiches die Bewegungsänderung
der Klemmbackenhebel relativ groß ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die
Außen-Steuerfläche konvex gekrümmt ist und die Mechanik hebelartige
Steuernocken mit zugehörigem Kontaktbereich aufweist, die an den Wellen der
Klemmbackenhebel federvorgespannt angebracht sind.
Infolge des gekrümmten Verlaufes der erfindungsgemäßen Steuerkurve ist die
Wegänderung der Spannbacken bzw. der Spannbackenhebel, bewirkt durch die
angepaßten Steuernocken, im Spannbereich relativ klein. Es ist damit ein
gefühlvolles Zugreifen und Festhalten des Glasrohres möglich, was mit großem
Vorteil unerwünschte Verformungen bzw. Glasbruch und damit Ausschuß
minimiert. Im Öffnungsbereich dagegen sind die Wegänderungen aufgrund der
nunmehr steiler abfallenden Steuerfläche wesentlich größer, d. h. das
Spannfutter öffnet sich sehr schnell und kann schnell an den Spannbereich
herangebracht werden unter Verkürzung der Maschinen-Arbeitstakte.
Besonders vorteilhaft wird diese Bedingung erfüllt, wenn gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung der Gradient der Steuerfläche gegenüber der
Axialebene des Futter-Grundkörpers zu seinem Zentrum hin progressiv
ansteigt.
Dies ist vorzugsweise der Fall, wenn die Steuerfläche die Oberfläche (Kalotte)
einer vom Futter-Grundkörper mittig durchdrungenen Halbkugel ist.
Ein einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Haltefutters ist gemäß einem
ausgestaltenden Merkmal der Erfindung erzielbar, wenn am futterseitigen Ende
des Futter-Grundkörpers eine kappenartige Abdeckung vorgesehen ist, in der
stirnseitig zwischen Kappenwand und Futter-Grundkörper Buchsen für die
Wellen der Klemmbackenhebel ausgebildet sind, und wenn die hebelartigen
Steuernocken zwischen Kappenwand und Steuerfläche des Druckringes, an
dieser durch Federelemente vorgespannt anliegend, an den aus den Buchsen
heraustretenden Enden der Wellen befestigt sind, und wenn eine Schiebehülse
vorgesehen ist, die axial verschiebbar am offenen Ende der Abdeckung
aufgenommen ist, die ein Wälzlager haltert, dessen Innenring mit dem
Druckring verbunden ist und die mit einer Betätigungsgabel ausrückbar
verbunden ist.
Um eine peripher gleichförmige Spannkraft zu erzielen, sind vorzugsweise drei
Buchsen für drei Klemmbackenhebel vorgesehen, die jeweils einen
Bogenabstand von 120° zueinander aufweisen.
Anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird die
Erfindung näher erläutert.
Es zeigen.
Fig. 1 im Schnitt eine Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen
kugelgesteuerten Futters und seiner Anbringung an einer
Glasbearbeitungsmaschine,
Fig. 2 im Schnitt den Spannfutterteil nach Fig. 1 in einer unteren Einbaulage
entlang des Schnittes A-A in Fig. 3,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C nach Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Schnittlinie A-B in
Fig. 3, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Kinematik der Umsetzbewegung der
Steuernocken des Futters von der Steuerfläche auf die Spannbacken.
Die Fig. 1 zeigt ein generell mit 1 bezeichnetes (oberes) Spannfutter zum
Einspannen eines Glasrohres (nicht dargestellt). Dieses Futter 1 ist an einer
generell mit 2 bezeichneten, durch ein Zahnrad 2a angetriebenen, im Ausleger
3 einer Glasbearbeitungsmaschine drehbar gelagerten Spindel befestigt, wobei
diese Spindel zugleich den rohr- oder hülsenartigen Futter-Grundkörper 4
darstellt.
Die Lagerung 2b des Futter-Grundkörpers 4 bzw. der Spindel 2, braucht hier
nicht näher beschrieben zu werden. Sie folgt dem Fachmann bekannten
Maßnahmen.
An dem Ausleger 3 ist ferner eine Betätigungsgabel 18 mit einer Führungsrolle
18a schwenkbar um die Achse 18b gelagert. Diese Betätigungsgabel 18 ist
nach Art eines PKW-Kupplung-Ausrücklagers über eine Klaue mit einer
Schiebehülse 14 des Spannfutters 1 verbunden. Wird die Gabel 18
verschwenkt, wird die Schiebehülse 14 axial verschoben, d. h. quasi
ausgerückt.
Das erfindungsgemäße Spannfutter 1 ist in den Fig. 2-4 in einer unteren
Einbaulage dargestellt und soll im folgenden näher erläutert werden.
Auf dem Futter-Grundkörper 4, der Spindel 2, ist eine hauben- oder
kappenartige Abdeckung 5 durch Verschrauben angebracht, die sich mit dem
Grundkörper 4 dreht. In der Abdeckung 5 sind stirnseitig drei Laufbuchsen
bzw. ummantelte Lager 6 ausgebildet, die kreisförmig im Bogenabstand von
120° auf demselben Kreis positioniert sind (Fig. 3). Die Laufbuchsen 6
nehmen Wellen 7 von außerhalb der Abdeckung 5 befindlichen
Klemmbackenhebeln 8 zum Spannen des Glasrohres auf, wobei die Wellen-
Drehachse jeweils parallel zur Spindelachse ausgerichtet ist.
Mit den Wellen 7 ist jeweils innerhalb der Abdeckung 5 eine hebelartige
Steuernocke 9 (siehe Fig. 4) mittels eines Stiftes oder Splintes 10 mechanisch
verbunden, denen jeweils eine Spannfeder 11 zugeordnet ist, die den Hebelarm
der Steuernocke 9 vorspannt. Die Federn 11 sind über das Einstell-Element
11a vorspannbar.
Das erfindungsgemäße Spannfutter weist ferner einen sich mit dem Futter-
Grundkörper drehenden Druckring 12 auf, der einen oberen Abschnitt mit
einer Kugel-Steuerfläche 13 besitzt. Die Spannfedern 11 sorgen dafür, daß die
hebelartige Steuernocke 9 stets an dieser Steuerfläche anliegt.
Das Spannfutter 1 weist ferner eine (nicht drehende) Schiebehülse 14 auf, die
mit der Betätigungsgabel 18 über eine Klaue oder dergl. verbunden ist und ein
Wälzlager 15 aufnimmt. Der Außenring 15a des Wälzlagers ist über einen
Sicherungsring (clip) 17 an der Schiebehülse 14 gehalten; der Innenring 15b ist
über einen ringförmigen Halte-Clip 16 am Druckring 12 gehalten. Die
Schiebehülse 14 stellt somit das Spannfutterausrücklager dar.
Der Druckring 12 ist auf dem Futter-Grundkörper 4 axial verschiebbar
angeordnet und dreht sich innerhalb der Schiebehülse 14. Er ist über die
Schiebehülse 14 mittels der Betätigungsgabel 18 gegen die Kraft einer Futter-
Spannfeder 19 unter Öffnen des Spannfutters axial verschiebbar (ausrückbar).
Der in den Figuren dargestellte Zustand zeigt daher das Futter im
Spannzustand.
Das erfindungsgemäße Spannfutter arbeitet wie folgt:
Wenn die Führungsrolle 18a der Betätigungsgabel 18 auf eine (nicht dargestellte) feststehende, an der Glasbearbeitungsmaschine angebrachte Nocke trifft, wird der Druckring 12 über die Schiebehülse 14 gegen die Kraft der Futter-Spannfeder 19 axial auf dem Futter-Grundkörper 4 vom Anschlag 20 an der Abdeckung 5 weg verschoben. Die von den Federn 11 vorgespannten Steuernocken-Hebel 9 befinden sich dabei im ständigen Kontakt mit der Kugel- Steuerfläche 13 und werden dabei, zwangsgesteuert durch die Kugel- Steuerfläche 13, verdreht. Dabei werden die Wellen 7 der Klemmbackenhebel 8 im Öffnungssinne verdreht. Das Futter öffnet sich und gibt die zuvor gespannten Glasrohre frei. Wird die Betätigungsgabel 18 durch die Ausleger- Nocke freigegeben, dann schiebt sich der Druckring 12 infolge der Kraft der Futter-Spannfeder 19 in Richtung der Abdeckung 5 bzw. in Richtung des Anschlages 20 vor. Über die hebelartigen Steuernocken 9 werden die Wellen 7 der Klemmbackenhebel 8, zwangsgesteuert durch die Kugelfläche 13, im das Futter schließenden Sinne verdreht, um so ein neues Glasrohr aufzunehmen.
Wenn die Führungsrolle 18a der Betätigungsgabel 18 auf eine (nicht dargestellte) feststehende, an der Glasbearbeitungsmaschine angebrachte Nocke trifft, wird der Druckring 12 über die Schiebehülse 14 gegen die Kraft der Futter-Spannfeder 19 axial auf dem Futter-Grundkörper 4 vom Anschlag 20 an der Abdeckung 5 weg verschoben. Die von den Federn 11 vorgespannten Steuernocken-Hebel 9 befinden sich dabei im ständigen Kontakt mit der Kugel- Steuerfläche 13 und werden dabei, zwangsgesteuert durch die Kugel- Steuerfläche 13, verdreht. Dabei werden die Wellen 7 der Klemmbackenhebel 8 im Öffnungssinne verdreht. Das Futter öffnet sich und gibt die zuvor gespannten Glasrohre frei. Wird die Betätigungsgabel 18 durch die Ausleger- Nocke freigegeben, dann schiebt sich der Druckring 12 infolge der Kraft der Futter-Spannfeder 19 in Richtung der Abdeckung 5 bzw. in Richtung des Anschlages 20 vor. Über die hebelartigen Steuernocken 9 werden die Wellen 7 der Klemmbackenhebel 8, zwangsgesteuert durch die Kugelfläche 13, im das Futter schließenden Sinne verdreht, um so ein neues Glasrohr aufzunehmen.
Eine maßgebende Bedeutung für die Erfindung kommt der Umsetzung der
axialen Translationsbewegung des Druckringes 12 in eine Rotationsbewegung
der das Spannen und Lösen des Glasrohres bewirkenden Spannbackenhebel
unter Verwendung einer Steuer-Kugel und einer daran angepaßten hebelartigen
Steuernocke 9 bei. Die Kinematik dieser Umsetzbewegung ist schematisch in
Fig. 5 in einer Drauf- und Seitenansicht entlang des Pfeiles A dargestellt. Sie
läßt erkennen, daß sich je nach der axialen Position der Kugelfläche 13 die
hebelartigen Steuernocken 9 auf unterschiedlichen Kreisdurchmessern
abstützen, weil sich die Wirk-Eingriffsfläche zwischen Hebelnocken 9 und
Steuerfläche 13 radial zwischen den Punkten "z" (= Futter geschlossen) und
"a" (= Futter geöffnet) bewegt, unter progressiver Veränderung der
Hebelstellung und damit der Stellung der Spannbackenhebel 8.
Infolge der Hebelausbildung folgt dabei die Steuer-Kontaktfläche des Nockens
9 nicht einem Großkreis, sondern bewegt sich quasi schräg über die
Kugelfläche. Die Formgebung des Kontaktbereiches (Fig. 4) sorgt dafür, daß
der Hebelnocken 9 stets an der Kugelfläche anliegt.
Infolge des geometrischen Verlaufes der Kugelfläche 13 sind, wie in der
Seitenansicht erkennbar, bei axialen Veränderungen der Position des
Druckringes 12 im Spannbereich "z" die Wegänderungen der
Spannbackenhebel 8, bewirkt durch die Steuernocken 9, relativ klein. Es ist
damit ein gefühlvolles Zugreifen und Festhalten des Glasrohres möglich, was
mit großem Vorteil den Ausschuß vermindert. Im Öffnungsbereich "a"
dagegen sind die Wegänderungen aufgrund der steiler abfallenden Kugelfläche
13 wesentlich größer, d. h. das Spannfutter öffnet sich sehr schnell und wird
schnell an den Spannbereich herangefahren unter Verkürzung der Maschinen-
Arbeitstakte.
Claims (5)
1. Haltefutter zum Einspannen eines Glasrohres,
mit einem rohr- oder hülsenartigen Futter-Grundkörper (4), der in
einem Ausleger (3) einer Glasbearbeitungsmaschine als Spindel (2)
drehbar gelagert ist, an dessen futterseitigem Ende, verteilt über seine
Öffnung, Klemmbackenhebel (8) mit Wellen (7) schwenkbar um eine
Achse parallel zur Längsachse des Futter-Grundkörpers (4) angelenkt
sind, und auf dem ein Druckring (12) mittels eines Maschinen-
Betätigungselementes (18) axial verschiebbar angeordnet ist, der eine
umlaufende Außen-Steuerfläche (13) aufweist und
mit einer Mechanik (9), die auf der einen Seite mit der Außen-
Steuerfläche (13) und auf der anderen Seite mit den Wellen (7) der
Klemmbackenhebel (8) in Wirkverbindung steht, derart, daß bei einer
axialen Bewegung des Druckringes (12) eine durch die Außen-
Steuerfläche (13) zwangsgesteuerte Verschwenkung der
Klemmbackenhebel (8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen-
Steuerfläche (13) konvex gekrümmt ist und die Mechanik hebelartige
Steuernocken (9) mit zugehörigem Kontaktbereich aufweist, die an den
Wellen (7) der Klemmbackenhebel (8) federvorgespannt angebracht
sind.
2. Haltefutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gradient
der Steuerfläche (13) gegenüber der Axialebene des Futter-
Grundkörpers (4) zu seinem Zentrum hin progressiv ansteigt.
3. Haltefutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerfläche (13) die Oberfläche (Kalotte) einer vom Futter-
Grundkörper (4) mittig durchdrungenen Halbkugel ist.
4. Haltefutter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
am futterseitigen Ende des Futter-Grundkörpers (4) eine kappenartige
Abdeckung (5) vorgesehen ist, in der stirnseitig zwischen Kappenwand
und Futter-Grundkörper Buchsen (6) für die Wellen (7) der
Klemmbackenhebel (8) ausgebildet sind, und daß die hebelartigen
Steuernocken (9) zwischen Kappenwand und Steuerfläche (13) des
Druckringes (12), an dieser durch Federelemente (11) vorgespannt
anliegend, an den aus den Buchsen (6) heraustretenden Enden der
Wellen (7) befestigt sind, und daß eine Schiebehülse (14) vorgesehen
ist, die axial verschiebbar am offenen Ende der Abdeckung (5)
aufgenommen ist, die ein Wälzlager (15) haltert, dessen Innenring (15b)
mit dem Druckring (12) verbunden ist und die mit einer
Betätigungsgabel (18) ausrückbar verbunden ist.
5. Haltefutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Buchsen
(6) für drei Klemmbackenhebel (8) vorgesehen sind, die jeweils einen
Bogenabstand von 120° zueinander aufweisen.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996138014 DE19638014C3 (de) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Haltefutter zum Einspannen eines Glasrohres |
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