DE2633432C3 - Vorrichtung zum zentrischen Spannen von ringförmigen Werkstücken für die Innenbearbeitung - Google Patents
Vorrichtung zum zentrischen Spannen von ringförmigen Werkstücken für die InnenbearbeitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zentrischen Spannen von am Innenumfang zu bearbeitenden
ringförmigen Werkstücken, insbesondere von selbstfedernden Kolbenringen, zur Verwendung auf Drehma- w>
schinen mit sich drehender Arbeitsspindel, bestehend aus einer die Werkstücke an ihrem Außenumfang
insbesondere paketweise aufnehmenden Zentrierhülse sowie einem mittels eines als Kolben-Zylindereinheit
ausgebildeten Linearmotors axial verschiebbaren, das ">
Werkstückpaket gegen einen Festanschlag, der in einem am Kopf der Arbeitsspindel befestigten Gehäuse
gehalten ist, pressenden Spannring.
Bei dieser durch die CH-PS 2 85 539 bekannten, mit der Arbeitsspindel einer Drehmaschine verbindbaren
Spannvorrichtung für die Innenbearbeitung von Kolbenringen ist bereits ein selbsttätiges Spannen des
Ringpaketes zwischen zwei ringförmigen Spannkörpern innerhalb einer Zentrierhülse möglich. Das
Spannen erfolgt dabei mittels zweier in einem zwischen dem Werkstückpaket und dem Kopf der Arbeitsspindel
angeordneten Gehäuse vorgesehener Kolben-Zylindereinheiten, wovon die eine zum radialen Zusammendrükken
der hier längsgeteilten Zentrierhülse über entsprechende Konen dient, während die andere das Werkstückpaket
gegen einen axialen, mit dem Vorrichtungsgehäuse verbundenen Festanschlag verspannt Neben
der Notwendigkeit von zwei Linearmotoren in Form von Kolben-Zylindereinheiten ist jedoch das Auswechseln
des Werkstückpaketes besonders schwierig und einer Automatisierung praktisch nicht zugänglich, da
beide Zentrierhülsenhälften zusammen mit den Werkstücken jeweils entnommen und wieder zugeführt
werden müssen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung
dahingehend zu verbessern, daß eine Automatisierung der Werkstückzuführung möglich wird, ohne daß dabei
die Zentrierhülse jeweils mit entfernt zu werden braucht
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Zentrierhülse einstückig ausgebildet, mit
ihrem der Arbeitsspindel zugewandten Ende fest mit dieser verbunden und an ihrem anderen Ende mit einem
Einführkonus versehen ist, daß zwischen dem Werkstückpaket und dem hier — vom Werkstückpaket aus
gesehen — arbeitsspindelseitig angeordneten Festanschlag ein Auswerfer vorgesehen ist, daß der Spannring
reitstockseitig einen Flansch aufweist an welchem außerhalb der Zentrierhülse verlaufende Zuganker
angreifen, die zusammen mit mindestens einer mit dem Auswerfer verbundenen, zwecks Längenausgleich zwischen
ihm und dem Spannring zweigeteilten Schubstange, deren Einzelteile geringfügig axial gegeneinander
verschiebbar sind, mit dem hier im Bereich des hinteren Endes der Arbeitsspindel angeordneten Linearmotor
verbunden sind.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht neben ihrer einfachen Anbaubarkeit an jede
normale Drehmaschine insbesondere darin, daß bei fest mit der Arbeitsspindel verbundener, einteiliger Zentrierhülse
mittels der außerhalb derselben über Zuganker und Schubstange gekoppelter Spannscheiben mit
einem gegen einen Festanschlag fahrbaren Auswerfer die Werkstücke sowohl axial in die beziehungsweise aus
der Zentrierhülse fahrbar und in der Zentrierhülse axial spannbar sind. Hierzu ist lediglich ein Linearmotor
erforderlich, der arbeitsspindelseitig mit dem Verbindungsmechanismus zwischen Spannring und Auswerfer
gekoppelt ist, so daß reitstockseitig bei axial herausgefahrenem Spannring eine radiale Zugriffsmöglichkeit
zum Werkstückpaket mittels an sich bekannter Greifeinrichtungen möglich ist Um das aus selbstfedernden
Kolbenringen bestehende Werkstückpaket axial in die Zentrierhülse eindrücken zu können, ist es
erforderlich, daß die Kolbenringe zunächst keiner Axialspannung ausgesetzt werden, um sich über den
Einführkonus der Zentrierhülse radial nach innen verformen zu können. Erst nach Anlage des Auswerfers
am Festanschlag wird das Ringpaket für die nachfolgende mechanische Bearbeitung verspannt. Zur Oberbrük-
kung dieses geringen axialen Spannweges ist eine
Längenausgleichseinrichtung im Verbindungsteil zwischen Spannring und Auswerfer vorgesehen.
Zwar ist aus der DE-AS 21 44 800 an sich bereits bekannt, die die Werkstücke aufnehmende Zentrierhülse
einstückig auszubilden, maschinenfest anzuordnen und mit einem Einführkonus zu versehen sowie einen
Auswerfer zu verwenden, doch handelt es sich dabei um Einzelteile einer ansonsten von der Erfindung konstruktiv
abweichenden Spezialmaschine zum Ausdrehen von Innennuten an Kolbenringen, bei der insbesondere die
Arbeitsspindel nicht das Werkstück, sondern das Werkzeug aufnimmt und dadurch bedingt auch der
Linearmotor und der von ihm beaufschlagte Spannring in anderer und für die Erfindung unbrauchbarer Weise
angeordnet sind.
Vorzugsweise verlaufen die mit dem Spannscheibenflansch verbundenen Zuganker achsparallel, und die mit
dem Auswerfer gekoppelte Schubstange erstreckt sich konzentrisch zur Drehachse. Zur Koppelung der
arbeitsspindelseitigen Enden der bis in das Vorrichtungsgehäuse sich erstreckenden Zuganker und der
Schubstange dient eine quer zur Drehachse verlaufende Traverse, die gleichzeitig mit dem Linearmotor in
Verbindung steht Bei entsprechend weit radial nach außen verlagerten Zugankern lassen sich lediglich durch
Austausch von Zentrierhülse, Auswerfer und Spannscheibe Werkstücke mit serienweise unterschiedlichen
Durchmessern mit dieser Vorrichtung spannen und bearbeiten.
Vorzugsweise ist der über die Schubstange mii eier
Traverse verbundene Auswerfer tellerförmig ausgebildet, so daß die Schubstange im Zentrum des Tellers
leicht befestigt werden kann, während der radial äußere Teil des Auswerfers einerseits gegen den mit der
Zentrierhülse verbundenen Festanschlag spannbar ist und andererseits zur Anlage der Werkstücke dient.
Zweckmäßigerweise durchsetzt die Kolbenstange des Linearmotors koaxial die Arbeitsspindel und trägt an
ihrem freien Ende die Traverse.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Zentrierhülse an ihrer dem Flansch des Spannringes
zugewandten Stirnseite mindestens zwei axial hervortretende und in den Flansch eingreifende Zentrierstifte
aufweist, deren lichter Abstand zueinander kleiner als der äußere Durchmesser der Werkstücke ist. Damit ist
neben dem maschinellen Zuführen der Werkstücke mittels Greifeinrichtungen oder dergleichen auch ein
manuelles Beschicken der Vorrichtung möglich, indem die Zentrierstifte die Werkstücke vor der Zentrierhülse
in Position halten. Der Flansch des Spannringes weist dann zwei axiale Durchgänge für die Zentrierstifte auf,
um eine aufwendigere, federnde Versenkbarkeit der Zentrierstifte in der Zentrierhülse zu vermeiden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Zentrierhülse 1 mit einem Einführungskonus 2, einem
tellerförmigen Auswerfer 3 sowie einem Spannring 4, zwischen welchen ein aus mehreren selbstfedernden
Kolbenringen bestehendes Werkstückpaket 5 axial verspannt und in der Zentrierhülse 1 für die Bearbeitung
der inneren Umfangsflächen der Kolbenringe mittels einer Werkzeuge 6 tragenden Bohrstange 7 gehalten
wird. Zum Betätigen des Spannringes 4 und des Auswerfers 3 dienen zwei Zuganker 8, 9 die diametral
einander gegenüberliegen und achsparallel außerhalb der Zentrierhülse 1 verlaufen, und eine zentral
verlaufende Schubstange 10,13, wobei die Zuganker 8,9
und die Schubstange 10, 13 über eine Traverse 11 miteinander verbunden sind. Während die Zuganker 8,9
ίο mit einem Flansch 12 des Spannringes 4 zusammenwirken,
trägt die Schubstange 10,13 den Auswerfer 3. Die Schubstange 10,13 ist geteilt und ihre Einzelteile 10 und
13 können sich zwecks Längenausgleichs geringfügig gegeneinander verschieben. Dies ermöglicht eine
begrenzte axiale Relativbewegung zwischen dem Spannring 4 und dem Auswerfer 3, so daß das
Werkstückpaket 5 spannbar und entspannbar ist Die Traverse 11 befindet sich in einem zylindrischen
Gehäuse 14, dessen eine Stirnwand 15 mit der Arbeitsspindel 16 einer Drehmaschine verschraubt ist,
während die andere Stirnwand die Zentrierhülse 1 trägt und als axialer Festanschlag 17 für den Auswerfer 3
dient Die Zentrierhülse 1 weist im Bereich des Einführungskonus 2 auf ihrer Stirnfläche gleichmäßig
verteilt drei axial gerichtete Zentrierstifte 18 zum Vorzentrieren von manuell der Vorrichtung zugeführten
Werkstücken auf, wobei im gespannten Zustand der Werkstücke die Zentrierstifte 18 sich in entsprechende
axiale Bohrungen 19 im Flansch 12 des Spannringes 4
jo erstrecken.
Der Antrieb der Spannvorrichtung erfolgt über einen am hinteren Ende 21 der Arbeitsspindel 16 angeordneten
und als Kolben-Zylindereinheit 22,23 ausgebildeten Linearmotor mit einer durch die hohle Arbeitsspindel 16
verlaufenden Kolbenstange 20. Zum Auswechseln eines Werkstückpaketes 5 fährt der Kolben 22 des Linearmotors
nach rechts, so daß über die am freien Ende der Kolbenstange 20 befestigte Traverse 11 und die
Zuganker 8, 9 der Spannring 4 sowie über die
w Schubstange 10,13 der Auswerfer 3 zusammen mit dem
Werkstückpaket S axial aus der Zentrierhülse 1 herausbewegt werden, wobei gleichzeitig durch Längenausgleich
in der zweigeteilten Schubstange 10, 13 das Werkstückpaket 5 entspannt wird. Nach dem
»'· Austauschen des fertig bearbeiteten Werkstückpaketes
5 gegen ein neues, mittels einer nicht weiter dargestellten, radial schwenkbaren Greifeinrichtung
wird das Werkstückpaket 5 mittels des Kolbens 22 in umgekehrter Richtung über den Spannring 4 in die
■ίο Zentrierhülse 1 gezogen. Dabei werden die zunächst
durchmessergrößeren und unrunden Kolbenringe über den Einführungskonus 2 auf ihren Nenndurchmesser
radial zusammengedrückt. Nach dem Anlegen des Auswerfers 3 an die als Festanschlag 17 dienende
v'i vordere Wand des Gehäuses 14 werden die Kolbenringe
axial gegeneinander verspannt, indem der Kolben 22 noch geringfügig nach links bewegt wird. Dieser relativ
kurze Spannweg wird dabei durch die axiale Verschiebbarkeit der Einzelteile 10 und 13 der Schubstange 10,13
ι ii ι gegeneinander zwischen Auswerfer 3 und Spannring 4
ermöglicht.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum zentrischen Spannen von am Innenumfang zu bearbeitenden ringförmigen Werkstücken,
insbesondere von selbstfedernden Kolbenringen, zur Verwendung auf Drehmaschinen mit sich
drehender Arbeitsspindel, bestehend aus einer die Werkstücke an ihrem Außenumfang insbesondere
paketweise aufnehmenden Zentrierhülse sowie einem mittels eines als Kolben-Zylindereinheit
ausgebildeten Linearmotors axial verschiebbaren, das Werkstückpaket gegen einen Festanschlag, der
in einem am Kopf der Arbeitsspindel befestigten Gehäuse gehalten ist, pressenden Spannring, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (1) einstückig ausgebildet, mit ihrem der
Arbeitsspindel (16) zugewandten Ende fest mit dieser verbunden und an ihrem anderen Ende mit
einem Einführkonus (2) versehen ist, daß zwischen dem Werkstückpaket (5) und dem hier — vom
Werkstückpaket (5) aus gesehen — arbeitsspindelseitig angeordneten Festanschlag (17) ein Auswerfer
(3) vorgesehen ist, daß der Spannring (4) reitstockseitig
einen Flansch (12) aufweist, an welchem außerhalb der Zentrierhülse (1) verlaufende Zuganker
(8, 9) angreifen, die zusammen mit mindestens einer mit dem Auswerfer (3) verbundenen zwecks
Längenausgleichs zwischen ihm und dem Spannring
(4) zweigeteilten Schubstange (10, 13), deren Einzelteile (10 und 13) geringfügig axial gegeneinander
verschiebbar sind, mit dem hier im Bereich des hinteren Endes (21) der Arbeitsspindel (16) angeordneten
Linearmotor verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (8,9) achsparallel und die
Schubstange (10, 13) konzentrisch zur Drehachse verlaufen und innerhalb des Gehäuses (14) über eine
Traverse (11) miteinander verbunden sind, die mittels des Linearmotors antreibbar ist
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auswerfer (3) tellerförmig ausgebildet ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (20) des
Linearmotors koaxial die Arbeitsspindel (16) durchsetzt und an ihrem freien Ende die Traverse (11)
trägt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (1) an ihrer dem
Flansch (12) zugewandten Stirnseite mindestens so zwei axial hervortretende und in den Flansch (12)
eingreifende Zentrierstifte (18) aufweist.
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