DE2104904A1 - Einrichtung zum Schnellwechseln der Aufsatzspannbacken von Werkstuck Spann futtern mit im Futterkorper radial be wegbaren, kraftbetatigten Grundbacken - Google Patents

Einrichtung zum Schnellwechseln der Aufsatzspannbacken von Werkstuck Spann futtern mit im Futterkorper radial be wegbaren, kraftbetatigten Grundbacken

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DE2104904A1 DE19712104904 DE2104904A DE2104904A1 DE 2104904 A1 DE2104904 A1 DE 2104904A1 DE 19712104904 DE19712104904 DE 19712104904 DE 2104904 A DE2104904 A DE 2104904A DE 2104904 A1 DE2104904 A1 DE 2104904A1
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Description

Patentanwälte
Dr. O. Loesenbeck
Dip!.-!γ.r::·- L" ^snbeck
AS uieiciüiu, Henortier StrJje 17
Werkzeugmaschinenfabrik Gildemeister & Oomp., Aktiengesellschaft,
48 Bielefeld, Am Hauptbahnhof
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Einrichtung zum Schnellwechseln der Aufsatzspannbacken von Verkstück-Spannfuttern mit im Futterkörper radial bewegbaren, kraftbetätigten Grundbacken.
Im Zuge der Weiterentwicklung und Automatisierung von Werkzeugmaschinen wird außer einer Reduzierung von Haupt- und Nebenzeiten auch die Reduzierung der tTmrüstzeiten der Maschine gefordert. Besonders bei programmgesteuerten Maschinen, die M bevorzugt bei kleineren Losgrößen zum Einsatz kommen und demzufolge oft umgerüstet werden müssen, ergibt sich die Forderung nach schneller Auswechslung der Werkstück-Spanneinrichtung.
Bei rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen werden vielfach mehrere Maschinen zu einer Bearbeitungseinheit verkettet und mittels einer Optimierungsstrategie gleichmäßig ausgelastet. Diese Verkettung hat einen häufigen Wechsel der Bearbeitungsprogramme an den einzelnen Maschinen zur Folge. Dieser Programmwechsel wird vom Rechner gesteuert und erfordert häufig ebenfalls ein schnelles Auswechseln der Werkstück-Spanneinrichtung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die ein schnelles selbsttätiges Auswechseln der Aufsatzspannbacken von Werkstückspannfuttern mit im Futterkörper radial bewegbaren, kraftbetätigten Grundbacken ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß im wesentlichen darin, daß die Grundbacken und die Auf satz spannbacken des Futters an ihren enander zugekehrten Seiten mit Mitteln versehen sind, die bei relativer Radialverschiebung der Grundbacken gegenüber den Auf sat ζ spannbacken eine formschlüssige Verbindung sowie nach der durch Festanschläge begrenzten Radialverschiebung ein selbsttätiges Verriegeln der Aufsatzspannbacken mit den Grundbacken bewirken.
Bei programm- oder rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen werden die Auf sat ζ spannbacken mit unterschiedlichen Spannbereichen satzweise auf Paletten angeordnet und an der Maschine ein Palefcbenmagazin sowie eine Palettenübergabeeinrichtung vorgesehen, wobei die Steuerung der Bewegungen des Palettenmagazins und der Übergabeeinrichtung von der Maschinensteuerung aus erfolgt.
Durch die Üb ergäbe einrichtung wird jeweils eine mit einem Satz Aufsatzspannbacken bestückte Palette aus dem Magazin entnommen und vor das Spannfutter bewegt, dessen Grundbacken sich in der "LOS"-Stellung befinden. Dann wird die Üb ergäbe einrichtung mit der Palette axial in Richtung zum Spannfutter bewegt, so daß die auf der Palette befindlichen Aufsatzspannbacken mit den Grundbacken des Futters in Eingriff kommen. Anschließend führen die Grundbacken des Spannfutters einen Spannhub aus, wodurch zunächst die erwähnte formschlüssige Verbindung zwischen Aufsatz- und Grundbacken und am Ende des Spannhubes das selbsttätige Verriegeln der Aufsatzspannbacken mit den Grundbacken erfolgt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Besenreibung und den Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einenAnsicht auf die Stirnfläche einer mit einer erfindungsgemäßen Schnellwechseleinrichtung ausgestatteten Einspindel-Drehmaschine,
Fig. 2 eine Teilansicht der Frontseite der Maschine nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsatzspannbacke im Längsschnitt,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linier.'IV - IV in Fig. 5>
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine der in einem Spannfutterkörper angeordnete Grundbacke,
Fig. 6 eine Ansicht der im Futterkörper angeordneten Grundbacke in Richtung A (Fig. 5)»
Fig. 7 einen parallel zur Frontseite des Spannfutters verlaufenden Teilschnitt durch den Futterkörper mit darin angeordneter Grundbacke und in diese eingeführter Aufsatzspannbacke vor dem formschlüssigen Verbinden und Verriegeln mit der Grundbacke,
Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine Palette mit darin angeordneter Auf sat ζ spannbacke vor deren Verriegelung mit einer im Futterkörper angeordneten Grundbacke,
Fig. 9 die Ansicht einer Palette mit drei darauf augeordneten Aufsatzspannbacken,
Fig.10 einen Schnitt nach der Linie X - X in Fig. 9> Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI - XI in Fig. 9.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Aufsatζspannbacke 1 weist an ihrer Unterseite eine Längsnut 2 mit einer durch Schrauben 3
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darin befestigten Passfeder 4 und eine quer zur Längsnut 2 verlaufende Anschlagfläche 5 auf. Die außerhalb der Nut liegenden Teile der sich gegenüberliegenden Seitenflächen der Passfeder 4 sind mit den in Längsrichtung verlaufenden Spitzverzahnungen 6 versehen, die durch Ausfräsungen 7 unterbrochen sind.
Die Grundbacke 8 nach Fig. 5 und 6 weist an ihrer Außenfläche eine- Längsnut 9 auf, die zur Aufnahme der in der Aufsatzspannbacke 1 befestigten Passfeder 4 dient und an ihren einander zugekehrten Innenseiten mit in Längsrichtung verlaufenden, durch Aussparungen 10 unterbrochenen Spitzverzahnungen 11 versehen ist.
Die Aussparungen 7 und 10 sowie die Spitzverzahnungen 6 und der Passfeder 4- und der Grundbacke 8 sind so lang bemessen, daß die Passfeder 4 in Richtung B (Fig. 5) in die Längsnut 9 der Grundbacke 8 eingeführt werden kann (Fig. 7)·
Nach dem Einführen der Passfeder 4 in die Längsnut 9 der Grundbacke 8 können die Spitzverzahnungen 6 und 11 durch fielativverschiebung der Backen 1 und 8 miteinander in Eingriff gebracht werden, wodurch eine formschlüssige Verbindung in Richtung der Drehachse des Spannfutters hergestellt wird. Die vorerwähnte Relativverschiebung der Backen 1 und 8 zueinander wird durch die an der Aufsatzspannbacke 1 vorgesehene Anschlagfläche 5 und eine entsprechende Anschlagfläche 12 der Grundbacke 8- begrenzt.
In der Passfeder 4 und der Aufsatzspannbacke ist eine Bohrung vorgesehen, in die, wenn nach erfolgter formschlüssiger Verbindung der Backen 1 und 8 deren Anschlagflächen 5> und 12 aneinander liegen, ein in einer Bohrung der Grundbacke 8 gelagerter, ständig unter der Wirkung einer Schraubenfeder 14 stehender Bolzen 15 einrastet und somit eine gegenseitige Verriegelung
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der Backen 1 und 8 in dieser Stellung bewirkt. Um diese Verriegelung aufheben zu können, ist in einer koaxial zur Bohrung 13 angeordneten Aussparung 16 in der Bohrung 13 der Aufsatζspannbacke 1 ein mit einem Bund 17 versehener Bolzen 18 begrenzt axial bewegbar gelagert. Durch Druck auf die äußere Stirnfläche dieses Bolzens 18 kann der Federbolzen 15 aus der Bohrung 13 der Passfeder 4 herausgedrückt und anschließend die formschlüssige Verbindung zwischen öbn Backen 1 und 8 durch entgegengesetzte Relativverschiebung dieser Backen zueinander wieder gelöst werden.
Vorzugsweise sind jeweils drei Grundbacken 8 in radial verlaufenden Führungsbahnen 19 eines Futterkörpers 20 verschiebbar gelagert. Der Antrieb dieser Grundbacken erfolgt in bekannter Weise mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch.
Erfindungsgemäß werden die Aufsatzspannbacken 1 zwecks automatischer· Zuführung zum Spannfutter 20 satzweise auf Paletten 21 angeordnet, die gemäß Fig. 1 und 9 als kreisrunde Scheiben ausgebildet und mit drei Durchbrüchen 23 für den Eingriff der Spannklauen der Aufsatzbacken 1 sowie mit drei Paar Führungsleisten 22 für die Aufsatzbacken 1 versehen sind. Ferner sind in den einander zugekehrten Flächen der Führungsleisten 22 Kugelrasten 24- (Fig. 11) vorgesehen, die, wenn die Spannflächen 25 der Aufsatzbacken 1 gegen die Planfläche der Palette 21 anliegen, in in den Seitenflächen der Aufsatzspannbacken 1 vorgesehene keilförmige Längsnuten 27 eingreifen und somit die Backen 1 auf der Palette 21 festhalten.
Die mit Je drei Aufsatzspannbacken 1 bestückten Paletten 21 werden in einem Magazin 28 gespeichert, das gemäß Fig. 1 und 2 in Richtung der Drehspindelachse 35 verschiebbar am Maschinenständer 31 angeordnet ist. Eine am äußeren Umfang jeder Palette 21 vorgesehene Aussparung 29 (Fig. 9 und 10) und eine im Magazin
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28 vorgesehene Leiste 30 (Fig. 1) bewirken eine lagegenaue Fixierung der Paletten 21 im Magazin 28.
Auf dem Maschinenständer 31 ist ferner eine ü'bergabeeinrichtung für die Paletten 21 angeordnet. Diese Einrichtung weist gemäß Fig. 1 und 2 zwei auf einer parallel zur Drehspindelachse 35 verlaufenden, drehbar sowie begrenzt axial verschiebbar gelagerten Achse 32 befestigte Arme 33 mit an den Enden vorgesehenen Halbringen 34 auf. In den Halbringen 34 sind Je zwei sich diametral gegenüberliegende Finger 36 vorgesehen, während die Paletten 21 je zwei sich ebenfalls diametral gegenüberliegende Handaussparungen 41 (Fig. 1 und 9) für den Singriff der Finger 36 aufweisen.
Zum programmgemäßen Abrufen der mit Aufsatzspannbackensätzen bestückten Paletten 21 aus dem Magazin 28 werden entweder die Paletten 21 oder deren Plätze im Magazin 28 codiert. Das Magazin 28 wird so lange in Sichtung D (Fig. 2) bewegt, bis die richtige Palette 21 mit der übergäbeeinrichtung in gleicher Vertikalebene liegt. Nun wird die Jb ergäbe einrichtung in Sichtung E (Fig. 1) zum Magazin 28 geschwenkt. Dabei erfassen die Greiffinger 36 zunächst eine leere Palette 21. Jetzt erfolgt durch rückläufiges Schwenken der Übergabeeinrichtung ein Abheben der leeren Palette aus dem Magazin 28 und anschließend eine rückläufige Bewegung des Magazins 28, so daß Jetzt der die leere Palette 21 tragende Halbring 34 der ubergabeeinrichtung in Sichtung E bis vor das Spannfutter 20 der Maschine geschwenkt werden kann. Jetzt wird die übergäbeeinrichtung mit der darin befindlichen leeren Palette 21 zum Spannfutter d.0 hin bev/egc, nach dem zuvor das Futter mit den darin befindlichen Grundbacken durch eine Indexiereinrichtung so positioniert viirle, daß die Aufsatzspannbacken 1 bei dieser ße'.>iegung der Palette in d-HL!ea Aussparungen 23 sowie zwischen deren Leiscen 22 gleiDs-n und kit ihren Planflächen gegen die rlanfläche der Palette 2<
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anliegen. Bei dieser Bewegung der Palette 21 treffen die in der Palette angeordneten Federbolzen 37 auf die in den Aufsatzspanribacken 1 angeordneten Bolzen 18 und werden nach diesem Auftreffen gegen die Wirkung der Federn 38, die schwächer sind als die auf die Bolzen 15 einwirkenden Federn 14, rückläufig verschoben, bis sie auf rückseitige Anschläge 39 treffen, die eine weitere rückläufige Verschiebung der Federbolzen 37 verhindern. Bei weiterer Bewegung der Palette 21 in Richtung zum Spannfutter 20 werden die "bis dahin in die Bohrungen 13 der in den Aufsatzspannbacken 1 befestigten Passfedern 4 hineinragenden Federbolzen 15 durch die Bolzen 37 "und. die in den Aufsatzspannbacken 1 angeordneten Bolzen 18 aus den Bohrungen 13 herausgedrückt. Durch dieses Zurückdrücken der Bolzen 15 aus den Bohrungen 13 ist die Verriegelung der Aufsatζspannbacken 1 gegenüber den Grundbacken S aufgehoben. Bei dem anschließend erfolgenden Bückhub der Grun/£dbacken 8 im Futterkörper 20 entgegen der Richtung des Pfeiles A (Fig. 5) kommen die Spitzverzahnungen 6 und 11 der Backen 1 und 8 außer Eingriff, da die in der Palette 21 liegenden Aufsatzspannbacken 1 der Radialbewegung der Grundbacken 8 nicht folgen können, so daß die formschlüssige Verbindung zwischen den Backen 1 und 8 aufgehoben ist und die Palette 21 mit den von ihr aufgenommenen Aufsatzspannbacken 1 durch axiale Verschiebung der üb ergäbe einrichtung aus dem Bereich des Futters herausbewegt werden kann.
Jetzt wird das Magazin 28 erneut in Richtung D (Fig. 2) verschoben, so daß der zweite Halbring 34 der Übergabeeinrichtung die nächste, mit Aufsatzspannbacken 1 bestückte Palette 21 erfassen kann, die daraufhin vor das Spannfutter 20 geschwenkt wird. Anschließend erfolgt das Einführen der auf der Palette 21 befindlichen Aufsatzspannbacken 1 in die Grundbacken 8 des Futters, die daraufhin durch einen Krafthub in entgegengesetzter
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-S-
Richtung wie vorher, d. h. in Richtung A (Fig. 5) radial verschoben werden, bis die Anschlagflächen 12 der Grundbacken 8 auf die Anschlagflächen 5 cLei1 Auf sat z spannbacken 1 treffen. Bei der nun erfolgenden Axialbewegung der Palette 21 in Richtung vom Spannfutter 20 rasten die Federbolzen 15 der Grundbacken 8 in die Bohrungen 13 der Aufsatzspannbacken 1 ein, die dadurch mit den Grundbacken 8 verriegelt sind.
Zur Rückmeldung dieser "Verriegelung sind in der Palette 21 im Bereich der Federbolzen 37 Schalter 40 angeordnet, die beim Eintauchen der Federbolzen 15 in die Bohrungen 13 der Aufsatzspannbacken 1 durch die Federbolzen 37 betätigt werden. Die Rückmeldesignale der Schalter 4-0 werden durch Fernübertragung an die Programmsteuerung der Maschine weitergeleitet.
In dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Aufsatzbacken 1 als Außensp annback en ausgebildet. Die Übertragung der Spannkräfte von den Grundbacken 8 auf die Aufsatzspannbacken 1 erfolgt hier durch die einanderliegenden Flächen 5 und 12 dieser Backen. Ss ist naturgemäß auch möglich, anstelle der dargestellten Außenspannbacken auch Innenspannbacken zu verwenden. In diesem Falle müssen die Anschlagflächen 5 und 12 an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Backen 1 und 8 vorgesehen werden und die zum formschlüssigen 7er- und Entriegeln der Aufsatzspannbacken 1 erforderlichen Radialbewegungen der Grundbacken 8 im Spannfutter 20 in umgekehrter Richtung erfolgen.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    ί 1. J Einrichtung zum Schnellwechseln der Aufsatzspannbacken ^— y von Werkstück-Spannfuttern mit im Futterkörper radial bewegbaren, kraftbetätigten Grundbacken, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundbacken (8) und die Aufsatζspannbacken (1) an ihren einander zugekehrten Seiten mit Mitteln versehen sind, die bei relativer Radialverschiebung der Grundbacken (8) gegenüber den Aufsatzbacken (1) eine formschlüssige Verbindung sowie nach der durch Festanschläge (5 und 12) begrenzten Radialverschiebung ein selbsttätiges Verriegeln der Aufsat ζ spannbacken (1) mit den Grundbacken (8) bewirken.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsatζspannbacken (1) mit unterschiedlichen Spannbereichen satzweise auf Paletten (21) angeordnet und an der Maschine ein Palettenmagazin (28) sowie eine Paletten-Übergabe einrichtung (32, 33j 34) vorgesehen sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenflächen der Grundbacken (8) je eine Längsnut (9) rechteckigen Querschnittes vorgesehen^Sfid die Aufsatzspannbacken (1) an ihren den Grundbacken (8) zugekehrten Unterseiten Je eine den Längsnuten (9) der Grundbacken (8) entsprechend bemessene Passfeder (4·) tragen, wobei die Seitenflächen der Längsnuten (9) und die Seitenflächen der Passfedern (4-) mit unterbrochenen sowie bei relativer Längsverschiebung der Grundbacken (8) gegenüber den Aufsatzspannbacken (1) ineinandergreifenden Längsrippen, Spitzverzahnungen (6 und 11) od. dgl. versehen sind.
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  4. 4. Einrichtung nach. Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung der Aufsatzspannbacken (1) gegenüber den Grundbacken (8) in den Grundbacken (8) abgefederte Bolzen (15) gelagert und in den Aufsatzspannbacken (1) bzw. deren Passfedern (4) Bohrungen (13) zum Einrasten der Federbolzen (15) vorgesehen sind.
  5. 5- Einrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bohrungen (13) der Aufsatzspannbacken (1) und der Passfedern (4) Bolzen (18) begrenzt axial verschiebbar gelagert sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Palettenmagazin (28) in Richtung der Drehspindelachse (35) verschiebbar angeordnet ist.
  7. 7- Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Paletten-Übergabeeinrichtung mit zwei Palettengreifern (34) ausgestattet und um eine parallel zur Arbeitsspindel der Maschine verlaufende Achse (32^ schwenkbar sowie begrenzt axial verschiebbar ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Palettengreifer aus einem halbringförmigen Bügel (34) mit zwei darin angeordneten, sich diametral gegenüberliegenden Greiffingern (36) besteht und die vorzugsweise kreisrunden Paletten (21) am Umfang mit je zwei sich diametral gegenüberliegenden Aussparungen (41) für den Eingriff der Finger (36) versehen sind.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paletten (21) je drei um 120° gegeneinander versetzte Aussparungen (23) für den Eingriff der Aufsatzspannbacken (1) sowie drei Paar parallel zueinander verlaufende Führungsleisten (22) für die Auf sat z spannbacken (1) aufweisen.
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  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 9j dadurch gekennzeichnet, daß in den auf den Paletten (21) befestigten 3?ührungsleisten (22) Kugelrasten (24) angeordnet sind und die Aufsatzspannbacken (1) an ihren Seitenflächen keilförmige Längsnuten (27) für den Eingriff der Kugelrasten (24) aufweisen.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Paletten (21) Federbolzen (37) zum Eingriff in die Bohrungen (13) der Aufsatzspannbacken (1) vorgesehen und im Bereich der IPederbolzen (37) Eiickmeldeschalter (40) angebracht sind.
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    Lee rs e
    ite
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