DE19950706A1

DE19950706A1 - Aufspanneinrichtung

Info

Publication number: DE19950706A1
Application number: DE19950706A
Authority: DE
Inventors: Peter Folz
Original assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Current assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: US6458022B1; JP2001150264A; DE19950706C2

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Halterung eines Werkstückes (5) auf einer Werkzeugmaschine (2) nach Art einer selbstzentrierenden Lünette (11) mit drei Haltegliedern (15, 16, 17) sind diese in einem gesonderten Zwischenglied (14) abgestützt, das mit einem Kolben (23) verbunden und durch diesen in Richtung des Werkstückes (5) verschiebbar in einem Gehäuse (12) angeordnet ist. Außerdem sind in die Wandungen (31, 32) des Gehäuses (12) Steuerkurven (33, 34) eingearbeitet, durch die die äußeren Halteglieder (16, 17) durch die Verstellbewegungen des Zwischengliedes (14) verschwenkbar geführt sind. DOLLAR A Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Halteglieder (15, 16, 17) der Lünette (11) aus dem Beladebereich (7) der Werkzeugmaschine (2) vollständig zu entfernen, so daß Werkstücke ohne Behinderung zugeführt und eingespannt werden können. Eine Lageänderung des Gehäuses (12) der Lünette (11) ist somit nicht vorzunehmen, vielmehr können die Halteglieder (15, 16, 17) mittels einer auf das Zwischenglied (14) einwirkenden Servoeinrichtung (21), mit deren Hilfe auch die Zustellung der äußeren Halteglieder (16, 17) vorgenommen wird, zum Beladen der Werkzeugmaschine in das Gehäuse (12) eingefahren werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken auf einer Werkzeugmaschine, z. B. auf dem Werkzeugtisch einer Schleifmaschine, ausgebildet nach Art einer Lünette mit drei auf das zu haltende Werkstück einwirkenden, in einer gemeinsamen Ebene und in einem aufspannbaren Gehäuse eingesetzten Haltegliedern, die durch einen von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben betätigbar sind, von denen die zwei äußeren Halteglieder als spiegelbildlich zueinander angeordnete schwenkbar gelagerte Winkelhebel gestaltet und mittels Steuerkurven, die mit den freien Enden der beiden äußeren Halteglieder zusammenwirken, gesteuert verstellbar sind.

Durch die DE 35 43 806 C2 ist eine Lünette dieser Art bekannt. Zur Vergrößerung der Einlageöffnung ist bei dieser Ausgestaltung mindestens eines der beiden äußeren Halteglieder durch eine zusätzliche Verstellbewegung des mittleren Haltegliedes zwangsläufig über den Spannbereich der Lünette hinaus verstellbar. Dies wird hierbei in der Weise bewerkstelligt, daß das Halteglied über einen Hebel gelenkig mit dem mittleren Halteglied verbunden ist und das mittlere Halteglied eine Freisparung aufweist, in die das Ende des äußeren Haltegliedes einführbar ist.

Diese Lünette hat sich zur Halterung von Werkstücken auf einer Drehmaschine in der Praxis zwar bewährt, bei Bearbeitungsmaschinen mit einem Flachbett, wie z. B. einer Schleifmaschine, ist ein Einsatz jedoch nicht möglich, da die Halteglieder der Lünette nicht aus dem Beladebereich herausgeschwenkt werden können. Dazu wäre es erforderlich, die Lünette mit Hilfe eines gesonderten Schlittens zu verfahren. Dies wiederum würde einen zusätzlichen Arbeitsgang und einen erheblichen Bauaufwand bedingen. Auch wäre eine Wiederholspanngenauigkeit aufgrund der Lageänderung der Lünette nur in einem unzureichenden Maße gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken auf einer Werkzeugmaschine der vorgenannten Gattung in der Weise auszugestalten, daß durch diese das Beladen der Werkzeugmaschine nicht behindert wird. Vielmehr soll es möglich sein, die Halteglieder der Lünette derart zu verstellen, daß der Beladebereich der Werkzeugmaschine vollständig freigegeben wird, so daß auch Werkstücke mit einem Schwingkreis, wie z. B. eine Kurbelwelle problemlos in der Werkzeugmaschine einzuspannen sind. Eine Lageänderung der Lünette soll dazu nicht erforderlich sein, vielmehr soll deren Gehäuse die eingenommene Lage stets beibehalten, so daß eine hohe Wiederholspanngenauigkeit gegeben ist. Der Bauaufwand, mit dem dies zu bewerkstelligen ist, soll gering gehalten werden, dennoch soll eine hohe Betriebssicherheit bei einfacher Handhabung und großer Einspanngenauigkeit gegeben sein.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken auf einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die drei Halteglieder in einem gesonderten Zwischenglied abgestützt sind, das mit dem von Druckmittel beaufschlagten Kolben unmittelbar oder über Zwischenstücke verbunden und durch diesen in Richtung des Werkstückes verschiebbar in dem Gehäuse eingesetzt ist, und daß die Steuerkurven in die seitlich neben den beiden äußeren Haltegliedern verlaufenden Wandungen des Gehäuses eingearbeitet sind, durch die die äußeren Halteglieder durch die Verstellbewegungen des Zwischengliedes verschwenkbar geführt sind.

Zweckmäßig ist es hierbei, das mittlere Halteglied als in dem Zwischenglied drehbar gelagerte, dessen dem Werkstück zugekehrte Stirnfläche überragende Rolle, als Walze oder als ortsfestes Gleitstück auszubilden, wobei die axiale Länge eines dem Zwischenglied zugeordneten Aufnahmeraumes des Gehäuses etwa der Länge des Zwischengliedes sowie der aus diesem auskragenden Teile der äußeren Halteglieder entsprechen sollte.

Angebracht ist es auch, das Zwischenglied aus zwei miteinander verspannbaren Platten zu bilden, so daß eine einfache Montage des Zwischengliedes und der in dieses einzusetzenden Halteglieder möglich ist.

Die in die Wandungen des Gehäuses eingearbeiteten Steuerkurven sollten jeweils aus einem geradlinig verlaufenden Zustellbereich und einem den Schwenkbewegungen der äußeren Halteglieder zugeordneten Verstellbereich zusammengesetzt sein, in denen die äußeren Halteglieder mittels auf in diese eingesetzte Bolzen gelagerte Rollen geführt sind. Um Verzwängungen zu vermeiden, sollte das Zwischenglied im Bereich der Bolzen mit mindestens über die projizierte Höhe der Steuerkurven sich erstreckende Durchbrechungen versehen sein.

Angezeigt ist es des weiteren, den auf das Zwischenglied einwirkenden vorzugsweise beidseitig von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben mittels einer Kolbenstange unmittelbar an dem Zwischenglied anzubringen und in einen Zylinder einzusetzen, der mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Auch kann der Aufnahmeraum des Gehäuses und/oder das Innere des Zwischengliedes mit Sperrluft beaufschlagbar sein.

Vorteilhaft ist es zur Montage der Aufspanneinrichtung ferner, das Gehäuse auf einer der parallel zur Verstellrichtung des Zwischengliedes verlaufenden Längsseite mit einem abstehenden Ansatzstück zu versehen, mittels dem das Gehäuse unmittelbar oder über einen Adapter auf dem Werkzeugtisch der Werkzeugmaschine ortsfest aufspannbar ist.

Wird eine Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken auf einer Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es auf sehr einfache Weise möglich, die Halteglieder der Lünette aus dem Beladebereich einer Werkzeugmaschine vollständig zu entfernen, so daß Werkstücke und insbesondere auch auf Werkzeugmaschinen mit einem Flachbett ohne Behinderung eingespannt werden können. Eine Lageänderung des Gehäuses der Aufspanneinrichtung ist dabei nicht vorzunehmen, vielmehr können die Halteglieder mittels einer auf das diese tragende Zwischenglied einwirkenden Servoeinrichtung, mit deren Hilfe auch die Zustellung der äußeren Halteglieder vorgenommen wird, in das Gehäuse eingefahren werden. Zusätzliche Betätigungsmittel sind demnach nicht erforderlich, auch ist die Einbaulage der Lünette nicht zu verändern, eine stets hohe Wiederholspanngenauigkeit ist daher gegeben.

Der dazu erforderliche Bauaufwand ist gering, zumal die Steuerkurven, mittels deren die äußeren Halteglieder betätigbar sind, unmittelbar in die Wandungen des Gehäuses eingearbeitet und somit ortsfest angeordnet sind. Dies ergibt nicht nur eine hohe Spanngenauigkeit, sondern es werden auch vorhandene Bauteile, in diesem Falle die beiden Seitenwände des Gehäuses, genutzt, so daß sich eine geringe Baubreite der vorschlagsgemäß ausgebildeten Lünette ergibt. Und da nur wenige Bauteile zur Halterung des einzuspannenden Werkstückes notwendig sind, ist eine hohe Betriebssicherheit bei einfacher Handhabung und geringer Störanfälligkeit gegeben.

In der Zeichnung ist eine gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken auf einer Werkzeugmaschine dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:

Fig. 1 die Aufspanneinrichtung in Ausgangslage mit geöffnetem Gehäuse, teilweise in einem Axialschnitt,

Fig. 2 die Aufspanneinrichtung nach Fig. 1 in Betriebsstellung,

Fig. 3 die Aufspanneinrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 2.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte und mit 1 bezeichnete Einrichtung dient zum Aufspannen und/oder zur Halterung eines Werkstückes 5 auf einer Werkzeugmaschine 2, beispielsweise auf deren Werkzeugtisch 3, und ist nach Art einer selbstzentrierenden Lünette 11 ausgebildet, zwischen deren Haltegliedern 15, 15 und 17 das Werkstück 5 selbstzentrierend einzuspannen ist. Das zentrisch angeordnete Halteglied 15 wie auch die beiden äußeren Halteglieder 16 und 17 wirken hierbei etwa radial gerichtet auf das Werkstück 5 ein.

Um die Halteglieder 15, 16 und 17 gemeinsam aus dem strichpunktiert in Fig. 1 eingezeichneten Beladebereich 7 der Werkzeugmaschine 2 entfernen und somit das Werkstück 5 ungehindert einführen zu können, sind die Halteglieder 15, 16 und 17 mittels Bolzen 18, 19 und 20 auf gleicher Höhe, eine versetzte Anordung ist aber ebenfalls möglich, in einem Zwischenglied 14 abgestützt, das verschiebbar in einem Gehäuse 12 der Lünette 11 eingesetzt ist. Das zweiteilig gestaltete somit mittig geteilte Gehäuse 12 ist dazu mit einem Aufnahmeraum 13 versehen, in dem das Zwischenstück 14 aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage bis in die Betriebsstellung gemäß Fig. 2 verschoben werden kann.

Zur Verstellung des Zwischengliedes 14 in Verstellrichtung S dient eine Servoeinrichtung 21, die aus einem an dem Gehäuse 12 angeflanschten Zylinder 22 und einem in diesen eingesetzten doppelseitig von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben 23 besteht, dessen Kolbenstange 24 mittels eines Gewindeansatzes 25 an dem Zwischenglied 14 befestigt ist. Über Anschlüsse 28 bzw. 29 kann den Druckräumen 26 bzw. 27 wechselseitig Druckmittel zugeführt werden, so daß das Zwischenglied 14 bei einer Druckmittelzuführung in den Druckraum 26 in die in Fig. 2 dargestellte Betriebsstellung verschoben werden kann.

Bei der Verstellbewegung des Zwischengliedes 14 werden aber nicht nur die Halteglieder 15, 16 und 17 in Richtung des Werkstückes 5 verstellt, sondern es werden gleichzeitig auch die äußeren Halteglieder 16 und 17 verschwenkt. Um dies zu bewerkstelligen, sind in die Wandungen 31 und 32 des Gehäuses 12 Steuerkurven 33 bzw. 34 eingearbeitet, in denen die Halteglieder 16 und 17 mit ihren freien Enden verschwenkbar geführt sind. Die Steuerkurven 33 und 34 bestehen nämlich jeweils aus einem geradlinig ausgerichteten Verstellbereich 35 und einem Zustellbereich 36, durch den durch Ausgleich der unterschiedlichen Zustellbewegungen des als Rolle 30 ausgebildeten mittleren Haltegliedes 15 und der beiden äußeren Halteglieder 16, 17 die Selbstzentrierung der Lünette 11 bewerkstelligt wird. In die freien Enden der äußeren Halteglieder 16 und 17 sind dazu Bolzen 37 eingesetzt, auf denen Rollen 38 gelagert sind, die in die als Nuten gestaltete Steuerkurven 33 bzw. 34 eingreifen. Um Verzwängungen zu vermeiden, ist das Zwischenglied 14 im Bereich der Bolzen 37 jeweils mit entsprechenden Durchbrechungen 39 versehen.

Das Zwischenglied 14 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei Platten 41 und 42, die mittels Spannschrauben 47 fest miteinander verbunden sind. In die beiden Platten 41 und 42 sind hierbei Freisparungen 43 bzw. 44 für das mittlere Halteglied 15 sowie Freisparungen 43 bzw. 44 und 43' bzw. 44' für die beiden äußeren Halteglieder 16 und 17 eingearbeitet. Die Herstellung des Zwischengliedes 14 sowie der Einbau der Halteglieder 15, 16 und 17 ist dadurch vereinfacht.

Um das Eindringen von Schmutz in das zweiteilige Gehäuse 11, dessen beide Hälften mittels Schrauben 49 fest miteinander verbunden sind, zu verhindern, kann in dieses über einen Anschluß 40 Sperrluft eingebracht werden, die über die sich zwangsläufig ergebenden Spalte austritt, des weiteren ist das Gehäuse 12 auf der dem Werkstück 5 zugekehrten Seite mit einer Dichtung 48 ausgestattet.

Die Aufspannung der Einrichtung 1 auf dem Werkzeugmaschinentisch 3 wird mit Hilfe eines Adapters 4 bewerkstelligt. Das Gehäuse 12 ist, um dieses auf dem Adapter 4 befestigen zu können und wie dies der Fig. 3 zu entnehmen ist, mit einem gabelförmig gestalteten Ansatzstück 51 versehen, in das der Adapter 4 eingreift. Mittels Schrauben 52 ist das Gehäuse 12 der Lünette 11 somit ortsfest auf dem Werkzeugtisch 4 zu befestigen.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage sind die Halteglieder 15, 16 und 17 der Einrichtung 1 nahezu vollständig in dem Gehäuse 12 untergebracht, so daß das Werkstück 5, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kurbelwelle, die einen Schwingkreis 6 aufweist, ungehindert der Werkzeugmaschine 2 zugeführt werden kann. Der Beladebereich 7 ist somit frei zugänglich. Durch Beaufschlagung des Kolbens 23, in dem dem Druckraum 26 über den Anschluß 28 Druckmittel zugeführt wird, werden dieser und das mit diesem fest verbundene Zwischenglied 14 nach rechts verschoben. Die Halteglieder 15, 16 und 17 werden dadurch in Richtung des Werkstückes 5 verstellt, und zwar werden dabei die äußeren Halteglieder 16 und 17 beim Durchfahren des Zustellbereichs 35 der Steuerkurven 33 und 34 geradlinig zugestellt, so daß diese das Werkstück 5 umgreifen können. Sobald die Rollen 38 jedoch im Verstellbereich 36 der Steuerkurven 33 und 34 an diesen anliegen, werden die äußeren Halteglieder 16 und 17 in die in Fig. 2 dargestellte Betriebsstellung eingeschwenkt. Das Werkstück 5 ist demnach mittels der drei Halteglieder 15, 16 und 17 im Bereich der Lünette 11 fest eingespannt und kann bearbeitet werden. Durch Zuführung von Druckmittel in den Druckraum 27 des Zylinders 22 wird in umgekehrter Weise die Lünette 11 wiederum geöffnet und der Beladebereich 7 wird freigegeben.

Claims

1. Einrichtung (1) zum Aufspannen und/oder zur Halterung von Werkstücken (5) auf einer Werkzeugmaschine (2), z. B. auf dem Werkzeugtisch (3) einer Schleifmaschine, ausgebildet nach Art einer Lünette (11) mit drei auf das zu haltende Werkstück (5) einwirkenden, in einer gemeinsamen Ebene und in einem aufspannbaren Gehäuse (12) eingesetzten Haltegliedern (15, 16, 17), die durch einen von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (23) betätigbar sind, von denen die zwei äußeren Halteglieder (16, 17) als spiegelbildlich zueinander angeordnete schwenkbar gelagerte Winkelhebel gestaltet und mittels Steuerkurven (33, 34), die mit den freien Enden der beiden äußeren Halteglieder (16, 17) zusammenwirken, gesteuert verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Halteglieder (15, 16, 17) in einem gesonderten Zwischenglied (14) abgestützt sind, das mit dem von Druckmittel beaufschlagten Kolben (23) unmittelbar oder über Zwischenstücken verbunden und durch diesen in Richtung des Werkstückes (5) verschiebbar in dem Gehäuse (12) eingesetzt ist, und daß in die seitlich neben den beiden äußeren Haltegliedern (16, 17) verlaufenden Wandungen (31, 32) des Gehäuses (12) die Steuerkurven (33, 34) eingearbeitet sind, durch die die äußeren Halteglieder (16, 17) durch die Verstellbewegung des Zwischengliedes (14) verschwenkbar geführt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Halteglied (15) als in dem Zwischenglied (14) drehbar gelagerte, dessen dem Werkstück (5) zugekehrte Stirnfläche überragende Rolle (30), als Walze oder als ortsfestes Gleitstück, ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge eines dem Zwischenglied (14) zugeordneten Aufnahmeraumes (13) des Gehäuses (12) etwa der Länge des Zwischengliedes (14) sowie der aus diesem auskragenden Teile der äußeren Halteglieder (16, 17) entspricht.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (14) aus zwei miteinander verspannbaren Platten (41, 42) gebildet ist, die auf den einander zugekehrten Seiten mit Freisparungen (43, 44 bzw. 45, 46) zur Aufnahme des mittleren Haltegliedes (15) sowie der beiden äußeren Halteglieder (16, 17) versehen sind.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die in die Wandungen (31, 32) des Gehäuses (12) eingearbeiteten Steuerkurven (33, 34) jeweils aus einem geradlinig verlaufenden Zustellbereich (35) und einem den Schwenkbewegungen der äußeren Halteglieder (16, 17) zugeordneten Verstellbereich (36) zusammengesetzt sind, in denen die äußeren Halteglieder (16, 17) mittels auf in diese eingesetzte Bolzen (37) gelagerte Rollen (38) geführt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (14) im Bereich der Bolzen (37) mit mindestens über die projizierte Höhe der Steuerkurven (33, 34) erstreckende Durchbrechungen (39) versehen ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Zwischenglied (14) einwirkende vorzugsweise beidseitig von Druckmittel beaufschlagbare Kolben (23) mittels einer Kolbenstange (24) unmittelbar an dem Zwischenglied (14) angebracht und in einen Zylinder (22) eingesetzt ist, der mit dem Gehäuse (12) fest verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (13) des Gehäuses (12) und/oder das Innere des Zwischengliedes (14) mit Sperrluft (Anschluß 40) beaufschlagbar ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) auf einer der parallel zur Verstellrichtung (S) des Zwischengliedes (14) verlaufenden Längsseite mit einem abstehenden Ansatzstück (51) versehen ist, mittels dem das Gehäuse (12) unmittelbar oder über einen Adapter (4) auf dem Werkzeugtisch (3) der Werkzeugmaschine (2) ortsfest aufspannbar ist.