DE2041383C3

DE2041383C3 - Einstellbare Supporteinrichtung für einen Werkzeugkopf

Info

Publication number: DE2041383C3
Application number: DE2041383A
Authority: DE
Inventors: Peter Alan Kenilworth Warwickshire Mason (Grossbritannien)
Original assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Current assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Priority date: 1969-08-22
Filing date: 1970-08-20
Publication date: 1979-05-23
Also published as: US3711998A; GB1319450A; CH524428A; DE2041383B2; SU372784A3; JPS4830439B1; DE2041383A1; FR2059076A5

Description

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Supporteinrichtung für einen Werkzeugkopf, z. B. einen Schleifkopf einer Schleifmaschine, bestehend aus zwei konzentrisch im vertikalen Abstand voneinander angeordneten, miteinander verbundenen teilkugelförmigen Lagerabschnitten, von denen der untere Lagerabschnitt auf einem Unterbau befestigt ist und zwischen denen ein entsprechendes teilkugelförmiges Element einer Trageinrichtung für den Werkzeugkopf in zwei zueinander rechtwinkeligen vertikalen Ebenen schwenkeinstellbar gelagert ist, wobei eine Steuereinrichtung zur Einstellung der Trageinrichtung bezüglich der einen vertikalen Ebene und eine Feststelleinrichtung der Trageinrichtung vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Supporteinrichtung (DE-AS 11 37 974) dieser Art ist die Trageinrichtung eine Kugel, in der für das Werkzeug ein Tragkörper angeordnet ist, dessen Mittelachse durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft und der ein Gestell trägt, auf dem ein Motor angeordnet ist. Die der einen vertikalen Ebene zugeordnete Steuereinrichtung weist außerhalb der Kugel eine Schnecke und eine Schiene auf, wobei eine Feststellung durch ein Getriebe mit Selbsthemmung erreichbar ist.

Es ist auch ein Werkzeughalter bekannt (US-PS 25 16 595), bei dem eine Gabel mit teiikugeligen Lagerabschnitten ein zweiteiliges Kugelgebilde aufnimmt, zwischen dessen beiden Teilen ein Werkzeug eingeklemmt ist, in dem sich durch die Kugel eine feststehende vertikale Welle konzentrisch zu den teilkugeligen Lagerflächen erstreckt, die eine lösbare Feststelleinrichtung in Form eines aufgeschraubten Klemmelementes trägt. Jedoch ist das Werkzeug nur in einer Ebene schwenkeinstellbar und ist auch hierzu keine Steuereinrichtung vorgesehen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Supporteinrichtung der anfangs genannten Art zu schaffen, bei der die Einstellung der Trageinrichtung in beiden vertikalen Ebenen mittels Steuereinrichtung durchführbar ist und lösbare Feststellmittel für die Trageinrichtung vorgesehen sind, wobei eine gesteigerte Steifigkeit der gesamten Einrichtung und eine Minimisierung der Gefahr einer ungenauen Einstellung angestrebt sind. Die erfindungsgemäße Supporteinrichtung ist hierzu dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung ein Gehäuse ist, an

■*5 dem außen der Werkzeugkopf für das Werkzeug angebracht ist, daß sich durch das Gehäuse eine feststehende vertikale Welle konzentrisch zu den teilkugeligen Lagerflächen erstreckt, die den oberen teilkugelförmigen Lagerabschnitt und darauf die lösbare Feststelleinrichtung in Form eines aufgeschraubten Klemmelements trägt und daß im Gehäuse an der Welle sich gelenkig abstützend die der einen vertikalen Ebene zugeordnete und am Gehäuse angreifende Steuereinrichtung und eine weitere am Gehäuse angreifende Steuereinrichtung zur Einstellung des Gehäuses in der zweiten vertikalen Ebene vorgesehen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Supporteinrichtung ist ein durch die Trageinrichtung verlaufender Tragkörper vermieden, da der Werkzeugkopf außen neben dem Gehäuse angeordnet ist, so daß das Innere des Gehäuses frei von einem einen Motor tragenden Gestell ist. Es lassen sich somit im Inneren des Gehäuses zwei Steuereinrichtungen für Verstellung bezüglich beider vertikaler Ebenen unterbringen. Somit läßt sich auch die

b) Verstellung bezüglich der zweiten vertikalen Ebene feinfühlig und genau vornehmen. Die Steuereinrichtungen sind nicht selbsthemmend; vielmehr ist eine lösbare Feststelleinrichtung des Gehäuses vorgesehen, die zum

Betätigen der Steuereinrichtungen gelöst und nach Betätigen der Steuereinrichtungen wieder festgestellt wird. Aufgrund der zweiten Steuereinrichtung und der lösbaren Feststelleinrichtung ist die Steifigkeit der gesamten festgestellten Einrichtung verbessert und die Gefahr einer ungenauen Einstellung minimisierL Da das Innere des Gehäuses im wesentlichen frei ist, ist wegen der durch das Gehäuse verlaufenden vertikalen Welle die Schwenkbarkeit in beiden vertikalen Ebenen möglich, wobei die lösbare Feststelleinrichtung ai- der Oberseite ües Gehäuses vorgesehen ist

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es. wenn das Gehäuse von zwei auf dem Unterbau vorgesehenen wechselseitig rechtwinkelig zueinander einstellbaren horizontalen Schlitten getragen ist Das Gehäuse ist nun in zwei zueinander rechtwinkeligen horizontalen Richtungen verschiebbar, so daß eine Höheneinstellung der Trageinrichtung gegenüber dem Unterbau entfallen kann.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn der an dem Gehäuse angebrachte Werkzeugkopf einen vertikal hin- und herverschiebbaren, das Werkzeug tragenden Schlitten umfaßt. Diese Ausbildung ist möglich, weil der Werkzeugkopf außen am Gehäuse angebracht ist; die Höhenverstelleinrichtung ist im Hinblick auf die Höhenverstellbarkeit des Werkzeuges möglichst nahe beim Werkzeug angeordnet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Steuereinrichtung jeweils einen verstellbaren Schrauben- und Muttern-Mechanismus aufweist. Diese Steuereinrichtungen sind besonders leicht im Inneren des Gehäuses unterzubringen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Gehäuse um die vertikale Welle durch einen Antrieb verdrehbar ist. Hierdurch läßt sich das Gehäuse winkelmäßig um die Achse der Welle bewegen.

Dann, wenn auf dem oberen teilkugelförmigen Lagerabschnitt und dem oberen teilkugelförmigen Element der Trageinrichtung Teilstriche vorgesehen sind, durch die die Einstellung der Trageinrichtung bezüglich des Unterbaues feststellbar ist, ist es besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn den Teilstrichen an dem oberen teilkugelförmigen Element des Gehäuses zwei um 90° gegeneinander versetzte Markierungen an dem an der Welle befestigten teilkugelförmigen Lagerabschnitt zugeordnet sind. Dies ist eine einfache Möglichkeit zur Ablesung beider Winkellagen des Gehäuses an der Oberseite des Gehäuses.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer einstellbaren Supporteinrichtung an einer Schleifmaschine,

F i g. 2 einen Schnitt der Supporteinrichtuiig gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Supporteinrichtung gemäß F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt, der rechtwinkelig zu dem Schnitt gemäß F i g. 2 verläuft, und

Fig.5 einen Schnitt von Feststell- und Anzeigemitteln für die Supporteinrichtung gemäß F i g. 2.

Die Maschine gemäß Fig. 1 besitzt einen Unterbau 10, auf dem eine Supporteinrichtung für ein Werkstück angebracht ist, die ein Paar von rechtwinkelig zueinander bewegbaren Schlitten 11,12 aufweist, die auf einem einstellbaren Lagerbock 13 angebracht sind. Die Einstellung des Werkstück-Supportes wird mittels eines Handrades 14 bewirkt Auf dem Unterbau 10 ist weiterhin ein Tragbock für einen Schleifkopf 16 angebracht der einen vertikal hin- und herverschiebbaren Schlitten 17 umfaßt, der von einem Gehäuse 18 getragen ist, das seinerseits auf einer Grundplatte 19 angebracht ist, die von zwei rechtwinkelig zueinander einstellbaren horizontalen Schlitten 21 und 22 getragen ist Handräder 25, 26, die an einem Lagerbock 24 am Unterbau 10 vorgesehen sind, steuern diese beiden Schlitten 21,22 entsprechend.

Die Maschine umfaßt auch ein optisches System, mittels dessen ein Arbeiter die Arbeit beobachten kann. Das optische System besitzt ein Visier 27, das an einem Ausbau 28 angebracht ist und durch das nicht nur das Werkstück und der Schleifkopf 16, sondern auch eine vergrößerte Arbeitsanweisung, d. h. eine Gestaltungsskizze, die in einem Gehäuse 29 angebracht ist, beobachtet werden kann.

Die Supporteinrichtung für den Schleifkopf ist mit mehr Einzelheiten in F i g. 2 bis 5 gezeigt. Sie umfaßt das Gehäuse 18, durch das sich eine vertikal feststehende Welle 31 erstreckt, die mit dem oberen der beiden horizontalen Schlitten 21,22 verbunden ist.

Die Grundplatte 19 besitzt eine konkave teilkugelige obere Fläche 33, auf der eine entsprechende konvexe teilkugelige Fläche 34 des Gehäuses 18 aufliegt. Diese Fläche 34 ist an einen Teil 35 vorgesehen, der mittels Bolzen 36 mit der Unterseite des Gehäuses 18 beständig fest verbunden ist.

Das Gehäuse 18 ist hohl und besitzt eine größere öffnung an seinem oberen Ende, durch welche die Welle 31 ragt und welche von einem konvexen teilkugeligen Glied 37 umgeben ist. Die teilkugelige Fläche 38 des Gliedes 37 ist mit den Flächen 33 und 34 konzentrisch, besitzt aber einen anderen Radius als diese Flächen.

Über dem Glied 37 ist ein Klemmring 39 vorgesehen, der einen entsprechend teilkugelig geformten Lagerabschnitt 41 aufweist, um an der Fläche 38 anzugreifen. Der Klemmring 39 ist mit der Welle 31 mittels eines Keiles 42 verklinkt. Auf dem schraubenartig geformten Ende der Welle 31 sitzt eine Kiemmutter 43, die dazu dient, den Klemmring 39 auf das Glied 37 zu drücken und so das Gehäuse bezüglich der Fläche 33 und des Lagerabschnittes 41 festzulegen.

Die Kiemmutter 43 kann mit einem nicht gezeigten Betätigungsarm oder mit anderen Mitteln gelöst werden, die vorzugsweise während des Festziehens auf die Welle 31 keine Seitenbelastung ausüben, so daß die Ungenauigkeit, mit der das Gehäuse bezüglich der

so Auflagerflächen abgesetzt ist, minimal wird.

Das Glied 37 und der Klemmring 39 sind mit einander entsprechenden Markierungen an aneinanderliegenden Flächen versehen, so daß die Winkellage des Gehäuses bezüglich der Wellenachse ermittelt werden kann. Der Klemmring 39 hat zwei um 90° gegeneinander versetzte Markierungen und das Glied 37 hat eine Vielzahl von Teilstrichen, die mit den Markierungen am Klemmring 39 zusammenwirken, welche die Winkelbewegungen in Gradzunahme bzw. -abnähme anzeigen. Da die Fläche

bo 38 teilkugelig ist, sind die Teilstriche Teile von Äquatorialkreisen der Kugelfläche, von der die Fläche 38 ein Teil ist.

Um das Gehäuse 18 um die Achse der kugeligen Laererflächen 33, 41 zu bewegen, ist es nötig, die

b"i Klemmittel 43 zu lösen, wonach das Gehäuse um die vertikale Achse der Welle 31 gedreht und auch um zwei horizontale Achsen winkelmäßig bewegt werden kann, die die Achse der kugeligen Lagerflächen kreuzen und

zueinander senkrecht stehen.

Um diese Drehbewegung um die eben erwähnten horizontalen Achsen zu bewirken, sind zwei handbetätigbare Steuereinrichtungen 44, 45 vorgesehen, die in einem rechten Winke! zueinander aus dem Gehäuse 18 ragen, wie es F i g. I zeigt.

Di'. hanabctätigbarj Steuereinrichtung 44 isi eine kombinieite Handrad- und Muttern-Anordnung, die mit einer Schraube 46 zusammenwirkt und in einer Büchse 47 im Gehäuse 18 läuft. Die Schraube 46 ist an ihrem inneren Ende über ein Gelenk 48 mit einem Teil 49 verbunden, das gleitbar in einem Rahmen 5f angebracht ist. der Teil des Gehäuses 18 ist.

Eine ähnliche kombinierte Handrad- und Muttern-Anordnung greift an einer Schraube 54 an. und dreht sich in einem Bock 53, der ein Ansatz am Teil 49 ist. Die Schraube 54 ist mittels eines Gelenkes 55 nut einem Bundring 52 verbunden, der die Welle 31 umgibt. Das Teil 49 kann somit in bezug auf die parallelen Flächen gleiten, die an entgegengesetzten Seiten des Bundringes 52 vorgesehen sind.

Man sieht, daß durch Einstellung der Schrauben 46,54 der entsprechenden Steuereinrichtungen 44, 45 das Gehäuse 18 winkelmäßig um die beschriebenen horizontalen Achsen bewegt werden kann. Die handbetätigte Steuereinrichtung 44 dient dazu, das Gehäuse 18 winkelmäßig um die beschriebenen horizontalen Achsen bewegt werden kann. Die handbetätigte Steuereinrichtung 44 dient dazu, das Gehäuse 18 seitwärts bezüglich der Vorderseite der Maschine zu bewegen, an der die Handräder 14, 25, 26 angebracht sind, und die Steuereinrichtung 45 dient dazu, das Gehäuse vorwärts und rückwärts zu bewegen. Bei dieser Maschine ist es jedoch nur notwendig, die Winkeleinstellung an einer Seite der Vertikalen mittels der handbetätigten Steuereinrichtung 44 anzupassen.

Um das Gehäuse winkelmäßig um die Achse der Welle 31 zu bewegen, ist mittels Bolzen 58 an dem Bundring 52 ein Getrieberad !57 befestigt, das konzentrisch zu der Welle 31 angeordnet ist und auf dieser drehbar ist. Das Getrieberad 57 wirkt mit eine: Schnecke 59 zusammen, die von Hand in nicht näher gezeigter Weise mittels Steuermittel anlreibbar ist, die aus dem Lagerteil 32 herausragen.

Um die relative Winkelbewegung zwischen dein Bundring 52 und dem Teil 49 während der Einstellung mittels der handbetätigten Steuereinrichtungen 44, 45 vorzunehmen, trägt der Bundring ein Paar Stifte 61, die in Lager im Teil 49 ragen.

Bei den andersartigen Feststell- und Anzeigemitteln gempß Fig. 5 ist die Welle 31 in einer feststehenden Buchse 62 eingeschlossen. Das obere Ende der Buchse

ΐί 62 Kl mittels eine«. Keiles 64 mit einem Ring 63 verkeilt, der das Äquivalent zu dem Klemmring 39 gemäß F i g. 1 ist. Von oben wirkt mit dem Klemmring ein weiterer Teil 65 zusammen, der mittels einer nicht gezeigten Mutter an dem mit Schraubengewinden versehenen

?n oberen Ende der Welle 31 befestigt ist, mit der sie verkeilt ist.

Der Teil 65 und der Ring 63 tragen einander entsprechende beieinanderliegende Teilungsmarken und zeigen die Winkellage des Gehäuses zu der Welle 31 bezüglich der vertikalen Achse der Welle an. Die Teilungsmarken auf dem Ring 63 und der daneben liegenden Fläche 38 des Gehäuses 37 zeigen die Lagerung bezüglich der beiden zueinander rechtwinkelig verlaufenden, bereits erwähnten horizontalen Achsen an.

Bei den beiden dargestellten Klemmformen wird die Klemmkraft über die Gesamtheit der teilkugeligen Lagerflächen ausgeübt. Da weiterhin die Achse, bezüglich welcher die Klemmung erfolgt, mit der Achse der kugeligen Lagerung zusammenfällt, ist die Tendenz der Teile, sich während der Klemmung zu bewegen, auf ein Minimum herabgesetzt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einstellbare Supporteinrichtung für einen Werkzeugkopf, z. B. einen Schleifkopf einer Schleifmaschine, bestehend aus zwei konzentrisch im vertikalen Abstand voneinander angeordneten, miteinander verbundenen teilkugelförmigen Lagerabschnitten, von denen der untere Lagerabschnitt auf einem Unterbau befestigt ist und zwischen denen ein entsprechendes teilkugelförmiges Element einer Trageinrichtung für den Werkzeugkopf in zwei zueinander rechtwinkeligen vertikalen Ebenen schwenkeinstellbar gelagert ist, wobei eine Steuereinrichtung zur Einstellung der Trageinrichtung bezüglich der einen vertikalen Ebene und eine Feststelleinrichtung der Trageinrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung ein Gehäuse (*8) ist, an dem außen der Werkzeugkopf für das Werkzeug (16) angebracht ist, daß sich durch das Gehäuse (18) eine feststehende vertikale Welle (31) konzentrisch zu den teilkugelförmigen Lagerflächen (33, 34; 38, 41) erstreckt, die den oberen teilkugelförmigen Lagerabschnitt (39,41) und darauf die lösbare Feststelleinrichtung (43) in Form eines aufgeschraubten Klemmelements trägt und daß im Gehäuse (18) an der Welle (31) sich gelenkig abstützend die der einen vertikalen Ebene zugeordnete und am Gehäuse (18) angreifende Steuereinrichtung (46, 47, 48) und eine weitere am Gehäuse angreifende Steuereinrichtung (53, 54, 55) zur Einstellung des Gehäuses (18) in der zweiten vertikalen Ebene vorgesehen sind.

2. Supporteinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) von zwei auf dem Unterbau (10) vorgesehenen wechselseitig rechtwinklig zueinander einstellbaren horizontalen Schlitten (21,22) getragen ist.

3. Supporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Gehäuse (18) angebrachte Werkzeugkopf einen vertikal hin- und herverschiebbaren, das Werkzeug (16) tragenden Schlitten (17) umfaßt.

4. Supporteinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen jeweils einen vestellbaren Schrauben- und Muttern-Mechanismus (46,47; 53,54) aufweisen.

5. Supporteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) um die vertikale Welle (31) durch einen Antrieb (57,59) verdrehbar ist.

6. Supporteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf dem oberen teilkugelförmigen Lagerabschnitt und dem oberen teilkugelförmigen F.lement der Trageinrichtung Teilstriche vorgesehen sind, durch die die Einstellung der Trageinrichtung bezüglich des Unterbaus feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Teilstrichen an dem oberen teilkugelförmigen Element (37) des Gehäuses (18) zwei um 90° gegeneinander versetzte Markierungen an dem an der Welle (31) befestigten teilkugelförmigen Lagerabschnitt (39, 41) zugeordnet sind.