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Die
Erfindung betrifft ein Spannfutter zum Einspannen eines Werkstücks und
eine Werkzeugmaschine mit einem solchen Spannfutter.
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Derartige
Spannfutter werden z. B. in Drehmaschinen zur Bearbeitung von runden
sowie unrunden bzw. exzentrischen Werkstücken eingesetzt. Hierbei ist
es in manchen Fällen
auch erforderlich, das Werkstück
von außen
und innen zu bearbeiten.
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Während der
Bearbeitung ist das Werkstück üblicherweise
zwischen zwei Zentrierelementen an beiden Enden gehalten. Dabei
kann das Werkstück mit
jeweils einer Spitze zentriert und zusätzlich mit einer Mitnahme gehalten
sein. Als Mitnahme kann ein Spannelement, wie bspw. Spannbacken
und Spannzangen, dienen, mit denen das Werkstück eingespannt wird.
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Die
Mitnahme ermöglicht
dabei eine Lagefixierung des Werkstücks sowie eine Aufnahme einer Schnittkraft
bzw. eines Drehmoments, so dass das durch die Bearbeitung auf das
Werkstück übertragene
Drehmoment, bspw. das durch den Schnitt des Werkzeugs bewirkte Drehmoment,
abgeleitet werden kann. Die Mitnahme erfüllt somit eine Zentrierfunktion
und gewährleistet
die Drehmomentmitnahme bzw. -übertragung.
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Bei
der Bearbeitung von Werkstücken,
die von innen und außen
bearbeitet werden müssen,
ist es bislang erforderlich, zwischen den beiden Arbeitsgängen die
Aufspannung zu wechseln. Dies bedeutet, dass eine Komplettbearbeitung
in einer Aufspannung nicht möglich
ist. Hierdurch ergibt sich ein erheblicher zeitlicher Aufwand bei
der Bearbeitung.
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Hier
setzt die Erfindung an.
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Das
vorgestellte Spannfutter weist eine erste Mitnahme und eine zweite
Mitnahme auf, wobei mindestens eine der beiden Mitnahmen rückziehbar
ausgeführt
ist. Das bedeutet, dass das vorgestellte Spannfutter, das an einer
Seite bzw. an einem Ende des Werkstücks angreift bzw. das Werkstück an einer Seite
bzw. an einem Ende einspannt, über
zwei Mitnahmen verfügt,
wobei zumindest eine der beiden Mitnahmen rückziehbar ausgestaltet ist.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
ein Werkstück
in einer Aufspannung komplett zu bearbeiten.
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In
Ausgestaltung ist die erste Mitnahme als Innenmitnahme ausgeführt. Dies
bedeutet, dass die Mitnahme als Innenmitnahme von innen an das Werkstück angreift.
Bei einem hohlen zylinderförmigen
Werkstück
bedeutet dies, dass die Mitnahme von innen an das Werkstück angreift.
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In
einer Ausführung
ist die Innenmitnahme als Spannelement ausgeführt, das von innen nach außen spannt.
In diesem Fall greift die Innenmitnahme von innen an das Werkstück an und
spannt von innen nach außen,
so dass das Werkstück
sicher eingespannt ist.
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Alternativ
oder ergänzend
kann die zweite Mitnahme als Außenmitnahme
ausgeführt
sein. Dies bedeutet, dass die Mitnahme als Außenmitnahme von außen an das
Werkstück
angreift.
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Weiterhin
kann die Außenmitnahme
als Spannelement ausgeführt
sein, das von außen
nach innen spannt.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Mitnahme als Innenmitnahme ausgeführt ist,
die von innen an das Werkstück
angreift. Diese Innenmitnahme kann schwimmend ausgeführt sein
und dient u. a. der Lagefixierung des Werkstücks und ermöglicht eine formschlüssige Verbindung
mit dem Werkstück.
In dieser besonderen Ausgestaltung ist die zweite Mitnahme als Außenmitnahme
ausgeführt
und als Spannelement, bspw. mit Spannbacken oder einer Spannzange,
ausgebildet. Dieses Spannelement bzw. Außenspannelement ist in einer
Ausführung
rückziehbar
ausgebildet und ermöglicht
eine kraftschlüssige
Verbindung mit dem Werkstück.
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Bei
der Bearbeitung kann das Werkstück
zunächst
an beiden Enden gehalten sein, wobei an einer der beiden Seiten
ein erfindungsgemäßes Spannfutter
mit einem Zentrierelement und auf der anderen Seite ein weiteres
Zentrierelement vorgesehen ist. Dabei ist das Spannfutter mit einer
ersten Mitnahme als Innenmitnahme, einem Zentrierelement und einer
zweiten Mitnahme als Außenspannelement ausgebildet.
In dem ersten Arbeitsgang ist das Außenspannelement des Spannfutters
rückgezogen,
so dass das Werkstück
an beiden Enden durch jeweils ein Zentrierelement gehalten ist und
das Werkstück von
außen
bearbeitet werden kann. Für
die Innenbearbeitung des Werkstücks
wird das weitere Zentrierelement von dem Werkstück weggeführt, nachdem durch eine Anstell-
und Spannbewegung der zweiten Mitnahme diese an dem Werkstück angreift
und dieses einspannt. Das Werkstück
wird dann von der ersten Mitnahme und der zweiten Mitnahme des ersten Spannfutters
gehalten. Dann kann das Werkstück von
innen bearbeitet werden. Die beiden Arbeitsgänge können auch in umgekehrter Reihenfolge
durchgeführt
werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Spannfutter derart ausgeführt, dass
eine Anstell- und Spannbewegung mit einem Kolben bzw. einem Betätigungszylinder,
dies kann bedeuten, mit genau einem Kolben bzw. genau einem Betätigungszylinder, bewirkt
wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Anstell- und Spannbewegung, insbesondere
einer als Spannelement ausgebildeten Mitnahme, über wenigstens ein Federpaket
erfolgt.
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Es
wird weiterhin eine Werkzeugmaschine mit mindestens einem Spannfutter
der vorstehend beschriebenen Art vorgestellt. Diese Werkzeugmaschine
kann bspw. eine Drehmaschine sein.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
des beschriebenen Spannfutters in einer ersten Position.
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2 zeigt
die Ausführung
des Spannfutters in 1 in einer zweiten Position.
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1 zeigt
einen Teil einer Werkzeugmaschine 10, wobei insbesondere
ein Spannfutter 12 dargestellt ist. Außerdem ist ein Werkstück 14,
eine erste Mitnahme 16, eine zweite Mitnahme 18,
eine Spannzange 20 und ein Haltering 22 zu erkennen.
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Die
Darstellung zeigt weiterhin einen Grundkörper 24 , einen Führungskörper bzw.
Hirthaufnahmezylinder 26, einen Bajonettkolben 28,
ein Luftrohr 30, einen Mitnahmebolzen 32, einen
Mitnahmering 34, mehrere Passschrauben 36 (nur
eine in der Darstellung zu erkennen), mehrere Einhängebolzen
(nur einer in der Darstellung zu erkennen) 38, einen Schiebekörper 40,
eine Kegelbuchse 42, eine Zentrierbuchse 44 als
Zentrierelement, eine Scheibe 46, einen Mitnehmerring 48,
einen beweglichen (inneren) Hirthring 50, einen statischen
(äußeren) Hirthring 52 und
einen Flansch 54.
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Die
Anstell- und Spannbewegung der zweiten Mitnahme 18 erfolgt über den
Bajonettkolben 28, Federpakete 56 und die Kegelbuchse 42.
Mit einem Betätigungselement,
in diesem Fall einem Standardbetätigungszylinder,
ist somit die Anstell- und Spannbewegung durchführbar. Dabei erfolgt zunächst die Anstell-
bzw. Vorschubbewegung und anschließend die Spannbewegung.
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Anstelle
des Luftrohrs 30 kann auch eine andere Einrichtung für eine allgemeine
Medienübergabe
eingesetzt werden. Die erste Mitnahme 16 verfügt über einen
verzahnten Dorn 60 zur Drehmomentaufnahme und ist in diesem
Fall schwimmend ausgeführt.
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Anstelle
der Hirthringe 50 und 52 können auch Keile oder andere
Fixierelemente verwendet werden.
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In
der gezeigten Position ist das Werkstück 14 zwischen der
Zentrierbuchse 44 und einer weiteren Spitze bzw. Zentrierbuchse 70 eines
zweiten, nicht weiter dargestellten Zentrierelements gehalten bzw.
zwischen diesen beiden fixiert. In diesem Arbeitsgang erfolgt die
Bearbeitung des Werkstücks 14 von
außen.
Somit ist die zweite Mitnahme 18 in einer rückgezogenen
Position gezeigt.
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In
der rückgezogenen
Position der zweiten Mitnahme 18 gemäß 1 wird das
Werkstück 14 somit
zusätzlich
durch die weitere Spitze 70 der zweiten Zentriereinheit
gehalten. Dabei ist das Werkstück 14 sicher
zwischen der ersten Mitnahme 16 und der weiteren Spitze 70 gehalten.
In diesem Arbeitsgang erfolgt die Bearbeitung des Werkstücks 14 von
außen.
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2 zeigt
das Spannfutter 12 aus 1, wobei
die zweite Mitnahme 18 in einer vorbewegten Position gezeigt
ist.
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Das
Spannfutter 12 dient in der dargestellten Position alleine
zum Einspannen des Werkstücks 14, das
von der ersten Mitnahme 16, in diesem Fall einem Mitnehmerbolzen,
von innen formschlüssig
gehalten und der zweiten Mitnahme 18, in diesem Fall einem
Spannelement mit der Spannzange 20 und dem Haltering 22,
von außen
nach innen gespannt ist. Die Darstellung zeigt somit die Position,
in der das Werkstück 14 nur
auf einer Seite gehalten ist, nämlich
mit der ersten Mitnahme 16 fixiert und formschlüssig gehalten
und durch die zweite Mitnahme 18 von außen nach innen gespannt einge spannt
ist. In dieser Position kann das Werkstück 14 von innen bearbeitet
werden.
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Das
dargestellte Spannfutter 12 verfügt über die erste Mitnahme 16,
die als Innenmitnahme ausgebildet ist, und die zweite Mitnahme 18,
die als Außenmitnahme
und hierbei insbesondere als Außenspannelement
ausgebildet ist. Dabei spannt die zweite Mitnahme 18 von
außen
nach innen. Auf diese Weise kann das Werkstück 14 sicher gehalten
bzw. eingespannt von innen bearbeitet werden. Dabei befindet sich
die zweite Mitnahme 18 in der ausgestreckten bzw. ausgefahrenen
Position.
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Die
beiden Arbeitsgänge
können
in einer Aufspannung durchgeführt
werden, da je nach Bedarf die zweite Mitnahme 18 zurück- und
vorgezogen werden kann. Dies erleichtert erheblich die Bearbeitung
des Werkstücks 14.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die erste Mitnahme 16 eine
Außenkontur
auf, die der Innenkontur des Werkstücks 14 angepasst ist.
So kann bspw. eine gezahnte Kontur vorgesehen sein. Auf diese Weise
ist eine sichere formschlüssige
Verbindung zwischen erster Mitnahme 16 und Werkstück 14 gewährleistet.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die zweite Mitnahme 18 über eine
Anzahl von Spannbacken verfügt,
die vorzugsweise im gleichen Abstand zueinander an den Umfang des
Werkstücks 14 angreifen.