DE19955910A1 - Werkstückspannmittel - Google Patents

Abstract

Es wird ein Werkstückspannmittel eines Maschinenschraubstocks beschrieben, der zwei relativ zueinander in Spannrichtung auf einer Schraubstockführung bewegliche Haupt-Spannbacken und mindestens eine zwischen je zwei zwischen den Haupt-Spannbacken einzuspannenden Werkstücken einzusetzende Zwischenbacke besitzt. Um zu erreichen, daß im Schraubstock Rundkörper-Werkstücke aufzunehmen und definiert wiederholbar exakt zu klemmen sind, wird jede Zwischenbacke an wenigstens einer ihrer mit dem jeweiligen Werkstück zu kontaktierenden Anschlagflächen mit mindestens einer prismatischen Ausnehmung als Aufnahme des Rundkörper-Werkstücks ausgestattet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkstückspannmittel eines Maschinenschraubstocks, der zwei relativ zueinander in Spannrichtung auf einer Schraubstockführung bewegliche Haupt-Spannbacken und mindestens eine zwischen je zwei zwischen den Haupt- Spannbacken einzuspannenden Werkstücken einzufügende Zwischenbacke besitzt. Vorzugsweise wird eine Zwischenbacke vorgesehen, welche im wesentlichen eben­ so wie eine bewegliche Haupt-Spannbacke von der Schraubstockführung aufzu­ nehmen ist.

Ein ebenfalls an einer Werkzeugmaschine einzusetzendes Werkstückspannmittel dieser Art wird in DE 195 46 475 A1 beschrieben. Die verwendete Zwischenbacke kann auch als Wechsel- oder Hilfsspannbacke bzw. als "schwimmende" Spannbac­ ke bezeichnet werden. Sie ist - im unbelasteten Zustand - zwischen den Haupt- Spannbacken in Spannrichtung hin und her verschiebbar. Gegen Bewegungen quer zur Spannrichtung wird die bekannte Zwischenbacke durch einen formschlüssigen Sitz auf der Schraubstockführung gesichert. Bei Anwendung soll zwischen je zwei Werkstücke, die im Schraubstock zugleich eingespannt werden sollen, eine Zwi­ schenbacke eingesetzt werden. Dadurch wird es ermöglicht, zwei, drei oder mehr Werkstücke in einer Reihe (in Spannrichtung) hintereinander zwischen den Haupt- Spannbacken des Schraubstocks zu klemmen.

Die bekannten Zwischenbacken, die zur Aufnahme im wesentlichen quaderförmiger Werkstücke ausgelegt sind, lassen eine definierte bzw. wiederholbare Aufnahme von Rundkörpern, z. B. zylindrischer Wellenkörper, nicht ohne weiteres zu. In der Praxis werden in solchen Fällen besondere Vorrichtungen geschaffen, die jedoch dem jeweiligen Rundungsquerschnitt (z. B. Zylinderquerschnitt) genau angepaßt sein müssen und in der Massenproduktion wirtschaftlich nicht einsetzbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Werkstücks­ pannmittel so auszubilden, daß Rundkörper-Werkstücke im wesentlichen unabhän­ gig von der Form der Rundung in exakt wiederholbarer Form und in Gruppen von zwei, drei oder mehr Stück, im Schraubstock wirtschaftlich fixiert werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht für das Werkstückspannmittel mit minde­ stens einer zwischen Haupt-Spannbacken beweglich gelagerten Zwischenbacke darin, daß jede Zwischenbacke an wenigstens einer ihrer mit dem jeweiligen Werk­ stück zu kontaktierenden Anschlagflächen mindestens eine prismatische Ausneh­ mung als Aufnahme eines Rundkörper-Werkstücks besitzt. Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Vorzugsweise soll sich die prismatische Ausnehmung - in Bezug auf den in Betrieb befindlichen Maschinenschraubstock - annähernd horizontal oder annähernd verti­ kal erstrecken. Gesehen in ihrer Längsrichtung soll die prismatische Ausnehmung annähernd einen Dreieck-Querschnitt, insbesondere als gleichschenkliges Dreieck, besitzen, der einen großen Formbereich der zu bearbeitenden Werkstücke glei­ chermaßen - mit den Schenkeln - "umgreifend" sicher fixieren kann.

Durch die Erfindung, nämlich durch die jeweilige prismatische Ausnehmung, wird erreicht, daß ein als Rundkörper ausgebildetes Werkstück nicht - wie in der bisheri­ gen Praxis - zwischen zwei parallelen Spannflächen, also an zwei diametral gegen­ liegenden Linien, sondern aus mindestens drei verschiedenen Richtungen gespannt wird. An die Stelle der herkömmlichen Zwei-Punkt-, Zwei-Flächen- bzw. Zwei- Linien-Spannung tritt also erfindungsgemäß eine Drei-Punkt-, Drei-Flächen- und/oder Drei-Linien-Klemmung. Im allgemeinen liegt erfindungsgemäß sogar eine Vier-Punkt-Klemmung usw. vor, wenn nämlich zwei Ausnehmungen benachbarter Zwischenbacken, z. B. beim Spannen eines zylindrischen Werkstücks, einander genau gegenüberstehen. Im Grundsatz ist es aber im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, jedem Werkstück zwei prismatische Ausnehmungen zuzu­ ordnen, weil schon eine prismatische Ausnehmung im allgemeinen eine definierte Fixierung sicherstellt. Insbesondere die Haupt-Spannbacken des Schraubstocks brauchen daher für die Zwecke der Erfindung im allgemeinen nicht verändert zu werden, das heißt die Haupt-Spannbacken können ihre im wesentlichen ebene Spannfläche behalten.

Im Vorstehenden wird von "prismatischen" Ausnehmungen gesprochen. Es kommt im Rahmen der Erfindung aber nicht auf exakte gerade prismatische Formen, son­ dern nur auf das Ergebnis - nämlich die Klemmung von drei oder mehr Richtungen her - an. Die "Prisma"-Flächen können aber auch gekrümmt sein.

Erfindungsgemäß kann es genügen, jede der Zwischenbacken auf nur einer ihrer Spannflächen mit einer prismatischen Ausnehmung auszustatten, so daß die Zwi­ schenbacke eine Spannfläche mit Ausnehmung und eine glatte Spannfläche besitzt. An einem Ende einer Reihe von Zwischenbacken steht dann der (glatten) Haupt- Spannbacke eine glatte Fläche einer Zwischenbacke gegenüber. Diese beiden glatten Flächen können gegebenenfalls ohne Werkstück aneinandergelegt werden. Die Lösung mit mindestens einer Ausnehmung auf einer Zwischenbackenseite hat aber den Vorteil, daß die Stärke der Zwischenbacke insgesamt - gesehen in Spannrichtung - entsprechend dünn wird, und der im Schraubstock für die Werk­ stücke selbst zur Verfügung stehende Platz (trotz des Verlustes einer Klemmstelle) vergrößert wird.

Vorteile hat aber auch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung mit Zwi­ schenbacken, die auf beiden Spannflächen mit Ausnehmungen versehen sind. Ei­ nerseits können dann beiderseits aller Zwischenbacken Werkstücke fixiert werden, andererseits hat die für zwei gegenüberliegende Ausnehmungen erforderliche Dicke der Zwischenbacken den Vorteil, daß der Abstand von Werkstück zu Werkstück so groß wird, daß eine Einzelbearbeitung bzw. Komplexbearbeitung möglich wird. Letzteres bietet vor allem dann Vorteile, wenn die erfindungsgemäßen Zwischen­ backen auch zum Klemmen von Werkstücken mit quaderförmigem Querschnitt be­ nutzt werden, weil deren gegenseitiger Abstand annähernd gleich der in Spann­ richtung gemessenen Dicke der einzelnen Zwischenbacke wird.

Die erfindungsgemäße Ausnehmung kann im Grundsatz jede Ausrichtung quer zur Spannrichtung haben. Bevorzugt soll die Ausnehmung (bezogen auf den arbeiten­ den Maschinenschraubstock) annähernd horizontal oder annähernd vertikal liegen. Beispielsweise können bei horizontaler Anordnung der Ausnehmung zylinderförmi­ ge Werkstücke, wie Wellen, horizontal (etwa zum Einschneiden einer Paßfedernut) eingespannt werden. Wenn dagegen (beispielsweise an einer Welle) eine Bearbei­ tung des Kopfendes gewünscht wird, bringt die vertikale Anordnung der Ausneh­ mung Vorteile. Insbesondere bei vertikaler Anordnung der Ausnehmung können, bei entsprechender Schraubstockbreite, zwei (oder mehr) Ausnehmungen nebeneinan­ der auf der Spannfläche jeder Zwischenbacke vorgesehen werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine Bearbeitung der Kopfenden einer Vielzahl von Rundkörpern in einer einzigen Aufspannung zu erledigen.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, verschieden ausgerichtete oder verschie­ den geformte Ausnehmungen auf einer einzigen Zwischenbacke vorzusehen. Einige der unterschiedlichen Ausnehmungsformen können auf ein und derselben An­ schlag- bzw. Spannfläche einer Zwischenbacke angebracht werden. Beispielsweise die genannten horizontalen und vertikalen Ausnehmungen können auf derselben Spannfläche einer Zwischenbacke angebracht werden.

Für eine exakt wiederholbare Aufspannung von Werkstücken ist es oft erwünscht, auch einen definierten Nullpunkt - bezogen auf die quer zur Klemmrichtung gemes­ sene Werkstücklänge - exakt wiederholbar (für die Massenproduktion) festzulegen. Aus diesem Grunde werden gemäß weiterer Erfindung in der jeweiligen Ausneh­ mung Fixiermittel, z. B. als Bohrung, zur Aufnahme eines Werkstück-Anschlagstiftes vorgesehen. Vor dem Klemmen wird dann das einzelne Werkstück bis an den An­ schlagstift herangeführt. Die Anschlagstifte können - der Größe des jeweiligen Werkstücks entsprechend - in ihrer Position verändert werden.

Gemäß weiterer Erfindung ist es auch möglich, zum definierten bzw. wiederholbar exakten Einspannen besonders langer Werkstücke einen über ein Längsende einer prismatischen Ausnehmung überkragenden Werkstückanschlag vorzusehen. Die­ sem Anschlag sollen vorzugsweise verstellbare Fixiermittel an einer Zwischenbacke zugeordnet werden. Außerdem soll der einzelne Anschlag bevorzugt so ausgebildet werden, daß er die beiden mit der jeweils haltenden Zwischenbacke kontaktieren­ den Werkstücke zugleich in ihrer Längenposition festlegen kann.

Anhand der schematischen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung werden eini­ ge Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt parallel zur Spannrichtung durch den Spannbereich ei­ nes Maschinenschraubstocks mit fünf horizontal zwischen den Haupt-Spannbacken geklemmten Rundkörper-Werkstücken;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Spannbereich zwischen den Haupt- Spannbacken mit vertikal stehend geklemmten Rundkörper- Werkstücken; und

Fig. 3 eine Ansicht einer Zwischenbacke, gesehen in Spannrichtung.

Fig. 1 zeigt den Bereich eines Maschinenschraubstocks zwischen seinen relativ zu­ einander in Spannrichtung 1 in einer Schraubstockführung 2 beweglich gelagerten Haupt-Spannbacken 3 und 4. Nach Fig. 1 ist, wie üblich, die eine Haupt- Spannbacke 3 fest (stehende Seite des Schraubstocks), während die andere Haupt- Spannbacke 4 beweglich in Spannrichtung 1 auf der Schraubstockführung 2 gela­ gert wird. Die Lagerung der beweglichen Haupt-Spannbacke 4 erfolgt so, daß die Spannbacke 4 zwar in Spannrichtung 1 verschiebbar ist, sie soll jedoch quer zur Spannrichtung 1 weder beweglich noch kippbar sein. Die bewegliche Haupt- Spannbacke 4 wird in der Praxis im allgemeinen hydraulisch angetrieben, obwohl beispielsweise auch mechanisch oder manuell betätigte Antriebe, z. B. Spindelan­ triebe, in Frage kommen.

Erfindungsgemäß können zwei oder mehr als Rundkörper, z. B. Wellen, ausgebil­ dete Werkstücke 5 in einer Reihe in Spannrichtung 1 hintereinander zwischen den Haupt-Spannbacken 3, 4 geklemmt werden. Hierzu wird jeweils zwischen zwei nicht an eine der Haupt-Spannbacken 3, 4 angrenzenden Werkstücken 5 eine Zwischen­ backe 6 angeordnet. Jede Zwischenbacke 6 soll ähnlich wie die bewegliche Haupt- Spannbacke 4 auf der Schraubstockführung 2 in Spannrichtung 1 beweglich gela­ gert werden.

Jede Zwischenbacke 6 soll erfindungsgemäß mindestens eine prismatische Aus­ nehmung 7 besitzen, die es ermöglicht, ein Rundkörperwerkstück 5 längs dreier Punkte bzw. Linien 8-10 - also mit einem Dreieck-Griff - zu klemmen. Wenn die Zwischenbacke 6 auf ihren beiden Spannflächen 11 je eine Ausnehmung 7 besitzt, wird das einzelne Rundkörperwerkstück 5 zwischen zwei Zwischenbacken 6, an vier Punkten bzw. Linien gehalten und geklemmt.

Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Zwischenbacken 6 zusätzlich Anschlagflächen 12 für im wesentlichen quaderförmige Werkstücke 13 besitzen. Die in Spannrichtung 1 gemessene Dicke D einer Zwischenbacke 6 bestimmt dann den gegenseitigen Abstand der geklemmten Werkstücke 13. Wenn in beiden Spannflä­ chen 11 einer Zwischenbacke 6 Ausnehmungen 7 vorgesehen werden, muß die Dicke D der einzelnen Zwischenbacke aus Stabilitätsgründen entsprechend groß gemacht werden. Die Dicke D bestimmt aber den gegenseitigen Abstand der in der dargestellten Reihe positionierten quaderförmigen Werkstücke 13. Bei entspre­ chend großem Wert von D stehen die Werkstücke 13 so weit voneinander ab, daß sie einzeln bearbeitet werden können. Dieser unerwartete Vorteil ergibt sich als Fol­ ge der erfindungsgemäßen Ausnehmung 7.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Schraubstocks nach Fig. 1, in den jedoch die Rundkörperwerkstücke 5 nicht horizontal, sondern vertikal eingespannt werden. Die einzelne Zwischenbacke 6 besitzt nämlich in Fig. 2 vertikale prismati­ sche Ausnehmungen 14. Auch hierbei wird beispielhaft vorgesehen, jede Zwi­ schenbacke 6 mit zwei genau gegenüberliegenden Ausnehmungen 14 auszustat­ ten, so daß jedes Rundkörper-Werkstück 5 zwischen zwei Zwischenbacken 6 an den vier dargestellten Klemmlinien 15 zu spannen ist.

Fig. 3 zeigt eine Zwischenbacke 6 nach Fig. 1 oder 2, gesehen in Spannrichtung 1. Die Spannbacke 6 nach Fig. 3 besitzt an ihrer Unterseite eine C-förmige Ausneh­ mung 16, die ähnlich wie die bewegliche Haupt-Spannbacke 4 auf der Schraub­ stockführung 2 verschiebbar ist. Um ein Verkanten der Spannbacke 6 beim Ver­ schieben in Spannrichtung 1 auszuschließen, können in den Kehlen 17 der C- Ausnehmung 16 Rollen (nicht gezeichnet), bevorzugt mit vertikaler Achse, oder Ku­ gellager installiert werden.

Die in Fig. 3 sichtbare Spannfläche 11 der Zwischenbacke 6 weist sowohl eine Aus­ nehmung 7 zum horizontalen Positionieren eines Rundkörper-Werkstücks 5 als auch eine Ausnehmung 14 zum vertikalen Positionieren eines Rundkörper- Werkstücks 5 auf. Ferner, sowohl in der horizontalen Ausnehmung 7 als auch in der vertikalen Ausnehmung 14 werden Fixiermittel, z. B. Bohrungen 18 zum Einsetzen eines Anschlagstiftes, vorgesehen. Diese Fixiermittel dienen dazu, ein Werkstück 5 auch bezüglich seiner Längsrichtung wiederholbar exakt zu positionieren.

Wenn ein Werkstück besonders lang ist, so daß es zumindest an einem Ende aus der (horizontalen) Ausnehmung 7 herausragt, kann ein Anschlag 19 seitlich außer­ halb der Ausnehmung 7 vorgesehen werden. Dieser Anschlag 19 kann sich in sei­ ner horizontalen Breite so weit erstrecken, daß er dazu geeignet ist, zwei nebenein­ ander, beiderseits einer Zwischenbacke 6 angeordnete Werkstücke 5 in Längsrich­ tung auf einen bestimmten Bezugspunkt zu orientieren. Der Anschlag 19 kann über eine mit Hilfe einer Imbusschraube 20 festlegbare Stange 22 und über eine weitere Verstellschraube 23 in der Werkstücklängsrichtung 24 variiert werden.

Nach Fig. 1 können quaderförmige Werkstücke 13 zwischen Anschlägen 12 fixiert werden. Die Anschläge 12 sind die Längskanten der in Fig. 2 dargestellten Spann­ leisten 25. Die Spannleisten 25 können bei Betrieb beschädigt werden. Sie bilden daher eine Art Verschleißteil, das mit Hilfe der dargestellten Schrauben 26 lösbar zu befestigen ist.

Bezugszeichenliste

1

Spannrichtung

2

Schraubstockführung

3

,

4

Haupt-Spannbacken

5

Rundkörper-Werkstück

6

Zwischenbacke

7

horizontale Ausnehmung

8-10

Klemmlinien

11

Spannfläche (

6

)

12

Anschlagfläche

13

quaderförmiges Rundwerkstück

14

vertikale Ausnehmung

15

Klemmlinien

16

C-Ausnehmung (

6

)

17

Kehle (

16

)

18

Bohrung

19

Anschlag (außen)

20

Schraube

21

Bohrung

22

Stange

23

Verstellschraube

24

Werkstücklängsrichtung

25

Spannleiste

26

Schraube

Claims (7)

1. Werkstückspannmittel eines Maschinenschraubstocks, der zwei relativ zueinan­ der in Spannrichtung (1) auf einer Schraubstockführung (2) bewegliche Haupt- Spannbacken (3, 4) und mindestens eine zwischen je zwei zwischen den Haupt- Spannbacken (3, 4) einzuspannenden Werkstücken (5) einfügende Zwischen­ backe (6) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zwischenbacke (6) an wenigstens einer ihrer mit dem jeweiligen Werkstück zu kontaktierenden An­ schlagflächen (11) mindestens eine prismatische Ausnehmung (7, 14) als Auf­ nahme eines Rundkörper-Werkstücks (5) besitzt.

2. Werkstückspannmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Ausnehmung (7), z. B. für die Bearbeitung einer gerundeten Fläche des jeweiligen Werkstücks (5), annähernd horizontal ausgerichtet ist.

3. Werkstückspannmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Ausnehmung (14), z. B. für die Bearbeitung einer Endfläche eines stabförmigen Rundkörpers (5), annähernd vertikal ausgerichtet ist.

4. Werkstückspannmittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenbacke (6), insbesondere auch auf ein und derselben An­ schlagfläche (11), sowohl horizontal als auch vertikal ausgerichtete Ausnehmun­ gen (7, 14) besitzt.

5. Werkstückspannmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweiligen Ausnehmung (7, 14) Fixiermittel, z. B. als Bohrung (18), zur Aufnahme eines Werkstück-Anschlagstiftes zugeordnet sind.

6. Werkstückspannmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatische Ausnehmung (7, 14) - gesehen in ih­ rer Längsrichtung - einen Dreieck-Querschnitt, insbesondere als gleichschenkli­ ges Dreieck, besitzt.

7. Werkstückspannmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum definierten bzw. wiederholbar exakten Einspan­ nen besonders lange Werkstücke ein über ein Längsende einer prismatischen Ausnehmung (7) überkragender Werkstückanschlag (19) vorgesehen ist, daß diesem Werkstückanschlag (19) verstellbare Fixiermittel (20) an einer Zwischen­ backe (6) zugeordnet sind und daß der Anschlag (19) den beiden die jeweilige Zwischenbacke (6) kontaktierenden Werkstücken (5) zugleich zuzuordnen ist.