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Stirnseitenmitnehmer
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Die Erfindung betrifft einen Stirnseitenmitnehmer mit einer in einem
Mitnehmerkörper gelagerten Zentrierspitze und mit die Zentrierspitze umgebend angeordneten
Itartmetall-Mitnehmerelementen mit angescliliffener Schneide, die auf einer angetriebenen
Mitnehmerscheibe angebracht sind, die relativ zum Mitnehmerkörper schwimmend gelagert
und axial gegen ihn abgestützt ist.
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Derartige Stirnseitenmitnellrner sind auf dem Markt. Sie weisen eine
Platte auf, die mit radialen Schlitzen versehen ist, in die Hartmetallplättchen
einsetzbar und festklemmbar sind, die eine angeschliffene Schneide aufweisen, die
im wesentlichen radial zur Rotationsachse ausgerichtet ist. Von Nachteil ist dabei
jedoch insbesondere, daß zur lückenlosen Abdecl,ung eines bestimmen Durchmesserbereiches
von zu spannenden iierkstücken eine Vielzahl von Mitnehmerscheiben erforderlich
ist. Es muß nämlich einerseits dafür gesorgt sein, daß die Mitnehmerelemente an
dem Werkstück im Bereich von dessen Außendurchmesser stirnseitig angreifen, damit
das Verhältnis von auf das lIJerkstücl. bei der Bearbeitung ausgeübter Kraft und
von dem Werkstück auf die Mitnehmerelemente übertragener Kraft nicht zu ungünstig
wird.
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Andererseits können auch die Schneiden der Mitnehmerelemente nicht
zu lang ausbebildet werden, weil sonst der spezifische Schneidendruck zu gering
wird. Schließlich soll auch das Mitnehmerelement nicht radial über den Umriß des
Werkstückes vorstehen, weil sonst die Bearbeitung des Werstückes nicht bis in dessen
Endbereich möglich ist. Der Zwang, zur lückenlosen Abdeckung eines vorgegebenen
Durchmesserbereiciies eine Vielzahl von Mitnehmerscheiben vorzusehen, führt zu relativ
hohen Kosten sowie zu zusätzlichen Verlustzeiten iiir das Lagern sowie das diolen
der Mitnehmerscheiben vom Lager sowie das Zurückbringen der Mitnehmerscheiben zum
Lager oder zwingt zu einer Lagerhaltung von Mitneimerscheihen an der Maschine.
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Die schwimmende Lagerung der iiitnehrtt;cheibe an dem Mitnehmerkörper
ist bei den bekannten Stirnseitenmitnehmern durch hydraulische Abstützkolben verwirklicht.
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Diese hydraulischen Abstützkolben sind in axialer Richtung verschiebbar
abgedichtet im Mitnehmerkörper geführt und es sind ihre innerhalb des Mitnehmerkörpers
befindlichen Zylinderbohrungen miteinander hydraulisch verbunden. Dadurch können
sich die einzelnen Abstützkolben in unterschiedlicher Axiallage einstellen, üben
dabei aber jeweils die gleiche Axialkraft aus. Die freien Enden der Abstützkolben
sind ballig gerundet und greifen in entsprechende Vertiefungen in den Mitnehmerscheiben
ein. Sie dienen gleichzeitig auch der Drehmomentübertragung auf die Mitnehmerscheibe.
Von Nachteil ist bei einem derartigen hydraulischen Ausgleich, der eine Taumelbewegung
bzw. eine Kippbewegung der Mitnehmerscheibe um beliebige zur Rotationsachse radiale
Achsen ermöglicht, daß bei Erwärmung wesentlich höhere Längenänderungen auftreten
als bei einem vergleichbaren starren Körper. Dies liegt darin begründet, daß bei
einem starren Körper sich lediglich der lineare Ausdehnungskoeffizient auswirkt,
wogegen bei einer in einem geschlossenen Raum eingeschlossenen Flüssigkeit sich
der etwa dreimal so große Volumenausdehnungskoeffizient auswirkt, weil die Volumenänderung
allein zu einer axial verschiebung des Kolbens führt. Diese bei gleichem linearem
Ausdehnungskoeffizienten der betrachteten Materialien dreimal so große lineare Ausdehnungseffekt
ist sehr lästig und kann nur durch eine entsprechende elastische Gegenlagerung oder
durch eine aufwendige Begrenzung ausgeglichen werden. Das Verhältnis der temperaturbedingten
Axialdehnungen ist also etwa 1:3, unter der Voraussetzung, daß Stoffe mit gleichem
Lineartemperaturausdehnungskoeffizient miteinander verglichen werden. Andernfalls
ändert
sich das Ausdehnungsveriiältris noch proportion<'l dem Verhältnis der Linearausdehnungskoeffizienten.
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Es sind auch Stirnseitenmitnehmer bekannt (UT-AS 11 01 094) bei denen
nicht die Mitnehmerscheibe schwimmend gelagert ist, sondern bei denen die Mitnehmerelemente
sich um eine zur Planfläche parallele Achse verschwenken können zum Zwecke der Anpassung
an die Oberflächenkontur der Werkstückstirnfläche. Es sind hierzu die Mitnehmerelemente
mit in tangentialer Ansicht kreisbogenförmig gerundeten Konturen versehen und in
eine mit einer entsprechenden Gegenkontur versehene Vertiefung in der Mitnehmerscheibe
eingesetzt. Sie können daher um eine zur Rotationsachse tangentiale Achse schwenken
und sich einstellen. Hinsichtlich der erforderlichen Vielzahl von Mitnehmerscheiben
zum lückenlosen erfassen eines vorgegebenen Durchmesserbereiches gilt tjecloch das
gleiche Jie zuvor gesagt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Stirnseitenmitnehmer
hinsichtlich ihrer betrieblichen Eigenschaften zu verbessern uncl die zuvor erläuterten
Nachteile der bekannten Mitnehmer zu überwinden.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einen Stirnseitenmitnehmer der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Hartmetall-Mitnehmerelemente als
stifte ausgebildet sind, die einen Schaft mit Ereisquerschnitt aufweisen, mit dem
sie in axiale Bohringtn der @ @itnehmerscheibe eingesteckt sind.
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Durch die Verwendung der stiftförmigen Litnehmerelemente in Verbindung
mit der schwimmend gelagerten Mitnehmerscheibe läßt sich nicht nur die Befestigung
der Mitnehmerelemente in der Scheibe entscheidend vereinfachen, es kann darüber
hinaus wegen der geringen Abmessungen derartiger Stifte auch noch ein Bereich relativ
kleiner Werkstückdurchmesser gespannt werden, die einer Drehmomentübertragung durch
die seither bekannten Mitnehmerscheiben mit eingesetzten Martmetallmitnehmerplättchen
nicht zugänglich war. bin besonderer Vorteil der Xrfindung liegt jedoch darin, daß
in einfacher Weise ein großer Spannbereich überbrückt werden kann, wenn gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform die Blitnehmerscheibe mit auf mehreren Teilkreisen unterschie<Ilichen
Durch messers angeordneten vufnahmebohrungen für die Stifte versehen ist. Es genügt
dann, die Stifte jeweils auf den gewünschten Durchmesser umzustecken, um eine Anpassung
an den jeweiligen Werkstückdruchmesser vornehmen zu können. Dies ist bei den bekannten
Stirnseitenmitnehmern nicht möglich, vielmehr muß dort eine Vielzahl von Mitnehmerscheiben
hergestellt und auf Lager gehalten werden. @s läßt sich daher durch die Erfindung
nicht nur eine Kosteneinsparung erzielen, sonden es lassen sich darüber hinaus auch
der Aufwand fiir die Lagerung einer Vielzahl von Mitnehmerscheiben und schließlich
auch noch der Zeitauiwand einsparen, der dadurch entstellt, daß beim Wechsel der
Sierkstiicks,röße die seither verwendeten ?iitnehmerscheib<n zum Werkzeuglager
gebracht und die neu zu verwendenden von dort geholt werden müssen.
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Die Aufnahmebohrungen in der Mitnehmerscheibe sind gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung als durchgehende Bohrungen ausgebildet. Dies hat den
Vorteil, daß die Mitnehmerstifte leicht dadurch ausgewechselt und umgesetzt werden
können, daß von der Rückseite mit einem Durchschlag der Stift ausgetrieben und dann
in die Bohrung auf dem gewünschten Teilkreis umgesteckt werden kann. Dabei sind
die Stifte entweder mit einem zylindrischen Schaft versehen, an den ein radial vorstehender
Bund oder eine Schulter anschließt zur Begrenzung der Einstecktiefe, oder es ist
der Schaft der Mitnehmerstifte kegelig ausgebildet, wobei dann die Axialbohrungen
in der Mitnehmerscheibe ebenfalls entsprechend kegelig oder konisch gestaltet sind.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Mitnehmerscheibe
über ein sphärisches Lager mit dem Mitnehmerkörper verbunden und gegen ihn axial
abgestützt.
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Ein derartiges Lager ist nicht nur im Stande, die auftretenden Kräfte
einwandfrei zu übernehmen und die erforderlichen Taumelbewegungen, also Kippbewegungen
um zur Rotationsachse radiale Achsen zuzulassen, es hat darüber hinaus die Eigenschaft,
daß auftretende Längendehnungen das bei Festkörpern übliche Maß linearer Dehnungen
nicht übersteigen. Als sphärisches Lager ist dabei jede Lageranordnung zu verstehen,
die die zuvor erwähnten Kippbewegungen zuläßt. Beispielsweise sind Wälzlager in
Form von Tonnenlagern bekannt, die derartige Kippbewegungen
zulassen
und die darüber hinaus in der Lage sind, auch axiale Kräfte zu übertragen. Bevorzugt
ist dabei zwischen Mitnehmerscheibe und sphärischem Lager zumindest ein Zwischenring
angeordnet, mit dem die Mitnehmerscheibe leicht lösbar verbunden ist. Dies hat den
Vorteil, daß die Mitnehmerscheibe zum Umsetzen der Mitnehmerstifte leicht abnehmbar
ist.
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Das sphärische Lager ist bei einer besonders bevorzugten und einfach
herstellbaren Ausführungsform von einer an der Stirnseite des Mitnehmerkörpers gebildeten
Kugelkalottenringfläche und einer in die Mitnehmerscheibe eingearbeiteten Gegenfläche
gebildet. Dabei kann die konkave Fläche am Mitnehmerkörper und die konvexe Fläche
an der Mitnehmerscheibe oder aber auch umgekehrt vorgesehen sein. Ob die konvexe
Fläche am Mitnehmerkörper oder der Mitnehmerscheibe angeordnet ist, richtet sich
allein nach konstruktiven Gegebenheiten, Herstellungsmöglichkeiten und räumlichen
Unterbringungsmöglichkeiten.
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Dabei ist zur Halterung der Mitnehmerscheibe an dem Mitnehmerkörper
dieser mit einem stirnseitig vorstehenden Hohlwellenansatz versehen, der die Zentrierspitze
umgibt und in den eine Ringnut eingearbeitet ist, der eine in die Zentralbohrung
der Mitnehmerscheibe eingearbeitete Ringnut gegenübersteht, wobei in diese beiden
Ringnuten ein O-Ring eingelegt ist. Bevorzugt ist dabei eine der Ringnuten, insbesondere
die in die Hohlwelle eingearbeitete Ringnut, als sehr flache Nut mit bogenförmigem
Querschnitt
ausgebildet. Der O-Ring wirkt dabei als Zentrierring,
der die Mitnehmerscheibe zentriert und als elastisch verformbarer Dichtring, der
eine Auslenkung der Mitnehmerscheibe zuläßt und der auch das Eindringen von Staubteilchen
und Spänen verhindert.
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Zur Drehmomentübertragung ist in bevorzugter weiterer Ausgestaltung
der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein axial vorstehender Keil oder Stift an
dem Mitnehmerkörper befestigt, der in eine Nut oder Bohrung der Mitnehmerscheibe
mit allseitigem Abstand eingreift. i der Drehmomentübertragung legt dann der Keil
oder der Stift einer Seitenfläche an der gegenüberliegenden Wand der Nut oder Bohrung
zur Drehmomentübertragung an.
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Bei der bevorzugten anderen Ausführungsform der Erfindung weist das
sphärische Lager einen ,Yugelkalottenring auf, an dem ein entsprechend geformter,
konkaver und ggf.
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geteilter Gegenring anliegt. Gegen dienen Gegenring stützt sich der
zuvor erwähnten Zwischenring ub.
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Das sphärische Lager kann jedoch auch nach einem völlig anderen Grundprinzip
aufgebaut und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in Gastalt einer kardanischen
Lagerung ausgebildet sein. Dabei weist die kardanische Lagerung zwei zueinander
und zur Rotationsachse senkrechte Achsen auf. Diese Achsen sinkt durch Achsbolzen
verkörpert, die radial stehen und um deren Achse die Mitnehmerscheibe um kleine
Winkel schwenken kann. Dabei ist bevorzugt der Mitnehmerkörper mit einem konvexen
Ring versehen, auf dem ein gleichachsiges Achsbolzenpaar mit einer Stirnseite entlanggleiten
kann, wogegen das andere Achsbolzenpaar in eine Bohrung des ttitnehmerköi'pers einL,esetzt
ist,
wobei einer der Achsbolzen zugleich die Drehmomentübrtragung
von dem Mitnehmerkörper auf die Mitnehmerscheibe bewirkt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine federnd
elastische Abstützung der Mitnehmerscheibe gegenüber dem Mitnehmerkörper in i'or!n
eines verformbaren Stirnringes aus Kunststoff vorgesehen.
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Die Verbindung der Mitnehmerscheibe mit dem sphärischen Lager, wobei
die AusbildungP dieses Lagers beliebig sein kann, dienen bevorzugt mehrere axial
angeordnete Bolzen, die sich einerseits mit einer Stirnflache gegen das Lager bzw.
einen Zwischenring abstiitzen, und die andererseits mittels eines Kugelkopfes in
axialen Sackbohrungen der Mitnehmerscheibe befestigt sind und die an dem Mitnehmerkörper
axial verschiebbar gelagert sind. Dabei ist zur Halterung (ler Kugelköpfe an der
Mitnehmerscheibe in die Sackbohrungen je eine Nut eingestochen, in die ein in den
lichten 13 ohrungs querschnitt vorstehender O-Iting eingelegt ist. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil einer sehr einfachen Montage- uncl Demontagemöglichkeit der Mitnehmerscheibe,
weil es nämlich genügt, diese auf die Kugelköpfe aufzustecken bzw. abzuziehen und
die aufgesteckte Mitnehmerscheibe von den als federnde Rastglieder dienenden O-Ringen
gehalten ist. Da die axiale Belastung stets in einer Richtung wirkt, in der die
Scheibe auf die Kugelköpfe aufgepreßt wird, reicht die Befestigungsart durch die
O-Ringe stets aus, um die Ilitnehmerscheibe an dem Mitnehmer zu halten. Damit beim
abnehmen der Mitnehmerscheibe nicht die Kugelkopfbolzen herausgezogen werden,
sind
diese bevorzugt an ihrem inneren Ende mit einem Bund oder einem in eine Umfangsnut
eingesetzten und radial vorstehenden Ring versehen, der eine axiale Auszugsbewegung
durch Anlage an die Lagerung im Mitnehmerkörper begrenzt.
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Die Erfindung betrifft ferner auch ein Montagewerkzeug für gemäß den
obigen Ausführungen gestaltete ',tirnseitenmitnehmer. Die zu lösende iLufgabe besteht
dabei darin, ein Montagewerkzeug zu schaffen, das es gestattet, die Mitnehmerstifte
mit in bezug auf ihre Schneide optimaler Ausrichtung einzusetzen. Zur Lösung dieser
Aufgabe umfaßt das Montagewerkzeug einen Axialkörper und einen an diesen radial
abstehen(1 befestigten Dorn, wobei in den axial körper an einer Stirnseite eine
Aussparung eingearbeitet ist zur formschlüssigen, an die Schneide der Ilitnehmerstifte
angepaßten Aufnahme eines Llitnchmerstiftes. Zum Einsetzen eines Mitnehmerstiftes
wird dieser in durch den Formschluß vorgegebener Ausrichtung in das werkzeug eingesetzt
und es wird dann das Werkzeug mit zur Zentrierspitze des Stirnseitenmitnehmers verlaufendem
Dorn aufgesetzt und durch Axialbewegung der l.litnehmerstift in die entsprechende
Aufnahmebohrung eingesetzt. Im einfachsten Fall ist dabei die Ausrichtung des Mitnehmerstiftes
in der Lussparung dadurch sichergestellt, daß die Aussparung im Axialkörper eine
Bohrung ist und zur Ausrichtung der Schneide eines Iiitnehmerstiftes ein diese Bohrung
quer durchdringender Querstift eingesetzt ist. Es genügt dann, den Ilitnehmerstift
in diese Aussparung einzudrücken, wobei er sich durch Anlage der Schneide an den
Querstift ausrichtet. Dann wird, wie zuvor beschrieben, der Iitnehmerstift mittels
des Werkzeugs in die Aufnahmebohrung der
Mitnehmerscheibe eingesetzt.
Durch einen leichten Schlag auf das Werkzeug kann der Mitnehmer ohne Gefahr der
Beschädigung einer Schneide in die Aufnahmebohrung eingetrieben werden, weil der
Querstift seitlich neben der Schneide anliegt und die Lintreibkraft ohne Beanspruchung
der Schneide auf den Mitnehmerstift überträgt.
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Um ein rasches Umsetzen der Mitnehmerstifte zu ermöglichen ist ferner
auch noch ein DemonFagewerkzeug geschaffen worden, das die Gestalt einer Platte
mit Bohrungen aufweist, die in ihrer Anordnung ein Spiegelbild der die Mitnehmerstifte
aufnehmenden Bohrungen in der Mitnehmerscheibe sind, wobei ihr Durchmesser geringfügig
größer ist als der maximale Durchmesser des aus der Mitnehmerscheibe stirnseitig
vorstehenden Bereiches der Mitnehmerstifte. Zum Lösen der Mitnehmerstifte wird also
lediglich die Mitnehmerscheibe auf dieses Demontagewerkzeug aufgelegt und es wird
dann mittels eines Dorns ein leichter Schlag von der Rückseite her auf die Stirnseite
der Mitnehmerstifte ausgeübt, wodurch diese in die Bohrung des Demontagewerkzeuges
fallen und leicht entnommen werden können. Dabei ist selbstverständlich die Tiefe
der Bohrungen im Demontagewerkzeug so bemessen, daß sie zumindest so groß ist, daß
der Mitnehmerstift erst am Grunde der Bohrung anstößt, wenn er sich in der Mitnehmerschöibe
mit Sicherheit gelöst hat.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den Ansprüchen. Ls zeigen in vereinfachter, schematisierter
Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschiiitt durch einen Stirnseitenmitnehmer
sowie ein aufgesetztes Montagewerkzeug, Fig. 2 eine Draufsicht auf e in ein Demontagewerkzeug,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Mitnehmer mit ölhydraulischem Ausgleich, Fig.
4 einen Längs schnitt durch einen Llitnehtaer mit kardanischer Lagerung,und Fig.
5 teils in Ansicht teils im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform mit sphärischem
Lager.
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Der in Fig. 1 dargestellte Stirnseitenmitnehmer umfaßt einen Mitnehmerkörper
1, eine in dem Mitnehmerkörper axial gegen Federkraft verschiebbare Zentrierspitze
2, und eine sich gegen ein sphärisches Lager 3 abstützende Mitnehmerscheibe 4, in
die Mitnehmerstifte 5 eingesetzt sind. Der Mitnehmerkörper 1 weist an seiner der
Zentrierspitze 2 abgewandten Seite einen eine konische t.lantelfläche aufweisenden
hohlen Schaft 6 auf, in dem eine Schraubendruckfeder 7 untergebracht ist, die sich
einerseits über einen Ring 8 gegen eine in die Stirnseite des Schaftes 6 eingedrehte
ffohlmutter 9 und andererseits gegen einen Bund 10 abstützt, der an einem in dem
Mitnehmerkörper 1 axial verschiebbaren Druckdorn 11 befestigt ist, gegen den sich
die der @ deren Spitze abgewandte Stirnfläche der Zentrierspitze 2 abstützt. An
dem der Zentrierspitze 2, die ebenso wie der Druckdorn 11 koaxial zur Rotationsachse
angeordnet ist, abgewandten Ende des Druckdornes 11 ist in eine tut ein Ring 12
eingesetzt, dessen
Außendurchmesser etwas größer ist als der Innendurchmesser
des Ringes 8, so daß bei einem Entfernen der Hohlmutter 9 der Ring 8 an dem Ring
12 zur Anlage kommt und die Druckfeder 7 nicht aus der Schaftbohrung herausspringen
kann, sondern zusammen mit dem Druckdorn 11 entnommen werden kann. Die axiale Verschiebbarkeit
der Zentrierspitze 2 ist durch eine in diese eingearbeitete Längsnut 13 sowie eine
in diese Längsnut eingreifende btiftschraube 14 gegeben,die in den Mitnehmerkörper
1 eingedreht ist. Angrenzend an den Schaft 6 ist der Mitnehmerkörper 1 mit einem
Gewinde versehen, auf dem ein Gewindering 15 aufgeschraubt ist, an dem ein Werkzeug,
beispielsweise ein in eine Bohrung 16 einsetzbarer Stift angreifen kann, um den
Stirnseitenmitnehmer von einer Spindel abzudrücken, in deren konische Aufnahmebohrung
der Schaft 6 eingesetzt ist.
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An der dem Schaft 6 abgewandten Seite des Gewinderinges 15 geht der
Mitnehmerkörper über in eine Scheibe 17, an deren dem Schaft 6 abgewandten Stirnseite
eine KopShülse 18 mittels Schrauben 19 befestigt ist, in deren als Planring ausgebildeten
Topfboden Axialbohrunge 20 eingearbeitet sind. Der planringförmige Boden der Topfhülse
18 ist auf einen Wellenansatz 21 aufgeschoben, der die Zentrierspitze 2 umgibt.
Auf diesem Wellenansatz 21 ist ein Ring 22 mit einer konvexen, kugelringförmigen
Oberfläche aufgeschoben und mittels eines Spannringes 23 verspannt, der einerseits
am Boden der Topfhülse 18 anliegt und den Ring 22 gegen eine Schulter des Mitnehmerkörpern
drückt.
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Den Ring 22 umgreift ein Lagerring 24 mit einer entsprechenden konkaven
Bohrung, der auf dem Ring 22 um
zur Rotationsachse des Stirnseitenmitnehmers
beliebige radiale Achsen schwenkbar ist. Auf diesen Lagerring 24 ist ein Zwischenring
25 aufgesteckt, gegen dessen Stirnseite sich Kugelkopfbolzen 26 mit einer leicht
balligen Stirnfläche abstützen, die jeweils in einer der Axialbohrungen 20 geführt
sind, wobei diese Kugelkopfbolzen 26 an ihrem äußeren, freien Ende mit einem Kugelkopf
27 versehen sind, wogegen in der Nähe des gegenüberliegenden Landes ein Sicherungsring
28 aufgebracht ist, der ein Ausziehen der Kugelkopfbolzen 26 aus dem Boden der Mop£~
hülse 18 verhindert.
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Die Mitnehmerscheibe 4 ist mit den Axialbohrungen 20 entsprechenden
und auf den Durchmesser des Kugelkopfes 27 abgestimmten Sackbohrungen versehen,
in die die Kugel köpfe 27 der zumindest drei Kugelkopfbolzen 26 eingeschoben sind.
In diese Sackbohrungen sind Nuten einiger stochen, in die je ein O-Ring 29 eingelegt
ist, der eine Federrast aufgrund des Umstandes bildet, daß er etwas in den lichten
Querschnitt der Sackbohrung in der Mitnehmerscheibe 4 ragt. Aufgrund der Elastizität
des Material.
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der O-Ringe 29 läßt sich die Mitnehmerscheibe 4 von den Kugelköpfen
27 abziehen und wieder aufstecken.
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Die Mitnehmerscheibe 4, die mit einer Zentralbohrung 30 versehen ist,
durch die sich das freie Ende des Wellenansatzes 21 des Mitnehmerkörpers 1 erstreckt,
ist nit zumindest drei Gruppen von konischen Aufnahmebohrungen 31 versehen die auf
jeweils unterschiedlichen Teilkrei.-durchmessern gleichmäßig verteilt angeordnet
sind.
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In jeweils eine Aufnahmebohrung 31 einer derartigen Gruppe von Aufnahmebohrungen
ist einer der Mitne0..rier stifte 5 eingesteckt. Er rt dabei an der freien Stirnseite
der Llitnehmersclleibe 4 axial aus dieser heraus und weist an diesem Ende eine angeschliffene
Schneide 32 auf, die vorzugsweise etwa Llldial zur Rotationsachse ausgerichtet ist.
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In der unteren ISalfte von Fig. 1 ist eine glockeförmige Mitnehmerscheibe
4a dargestellt, die Verwendung findet mit einer Zentrierspitze mit abgesetzter Spitze
2a und die sich dadurch auszeichnet, daß der kleinste Teilkreisdurchmesser für die
Aufnahmebohrungen 31 extrem klein gehalten werden kann.
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Ein zwischen Spitzen gespanntes Werkstück liegt mit seiner Stirnfläche
an den Schneiden der drei Mitnehmerstifte 5 an, wobei bei nicht planer Stirnfläche
oder unebener Stirnfläche die Mitnehmerscheibe 4 sich etwas verschwenken oder kippen
kann, was durch das sphärische Lager 24, 22 möglich ist, gegen das sich die Stirnscheibe
4 mittels der LugelkopfbolzeIl 26 und des Zwiachenringes 25 abstützt.
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Um eine Anpassung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser vornehmen
zu können, wird die Uitnehxnerscheibe 4 von den Kugelkopfbolzen 2G abgenommen und
mit nach unten vorstehenden Mitnehmerstiften 5 auf ein Demontagewerkzeug in Form
einer Platte 33 gelegt, die mit Bohrungen 34
versehen ist, die
so angeordnet sind, daß die Mitnehmerstifte 5 in diese Bohrungen eindringen und
die Mitnehmerscheibe 4 flach auf der Platte 33 aufliegt. Dabei ist der Durchmesser
der Bohrungen 34 geringfügig größer als der maximale Durchmesser der frei aus (ler
Mitnehmerscheibe 's vorstehenden Bereiche der Mitnchmerstifte 9 und es ist t die
Tiefe der Bohrungen 34 (oder die Dicke der Platten 33) ausreichend größer als der
maximale axiale Abstand der Schneide 32 von der Stirnfläche der Mitnehmerscheibe
4 zuzüglich einem für das Lösen eines Mitnehmerstiftes 5 von den konischen Aufnahmebohrung
31 erforderlichen Strecke.
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Durch einen leichten Schlag mit einem Rammer auf einen Mitnehmerstiftes
5 angestetzten Dorn läßt sich der Mitnehmerstift 5 lösen. Es wird dann die Mitnehmerscheibe
umgedreht und mit nach oben gerichteten Bohrungen auf eine Unterlage gelegt und
es wird dann ein Mitnehmerstift 5 mit radial zur Rotationsachse ausgerichteter Schneide
32 eingesetzt. Zu diesem Zweck ist ein Montagewerzkeug 35 vorgesehen, das aus einen
Axialkörper 36 und einem darin befestigten Radialdern 37 besteht. In eine Stirnseite
des Axialkörpers 36 ist eine Bohrung 38 eingearbeitet, durch die sicii eirl Querstift
39 hirldurch erstreckt, der tangential zur Achse der Bohrung 38 ausgerichtet ist.
In die Bohrung 38 wird nun ein Mitnehmerstift 5 eingesteckt und er wird dabei durch
den Querstift 39, der seitlich an cter Schneide 32 zur anlage kommt, ausgerichtet.
Aschließend wird das Werkzeug mit radial zur Rotationsachse ausgerichtetem Radialdorn
axial
bewegt und es wird durch einen leichten Schlag auf das freie
Ende des Axialkörpers 36 der Mitnehmerstift 5 in die Aufnahmebohrwig 31 eingesetzt.
Dabei erfolgt die Kraftübertragung von dem Axialkörper 36 auf den Mitnehmerstift
5 über einen n diesen angeformten Bund 40 oder, wahlweise, über den Querstift 39,
der an einer entsprechenden, an die Schneide mit Abstand angrenzenden querfläche
des Mitnehmerstiftes 5 anliegt.
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Der in Fig. 3 dargestellte Stirnseitenmitnehmer unterscheidet sich
im wesentlichen von dem zuvor beschriebenen Stirnseitenmitnehmr durch die Art der
Lagerung. Die Mit nehmerscheibe 4' mit den Mitnehmerstiften 5 ist an einem Ring
41 lösbar befestigt, der mit balligen Vertiefungen 42 versehen ist, in die ein balliges
Ende eines Hydraulikkolbens 43 eingreift, der in einer Zylinderbohrung 44 abgedichtet
verschiebbar ist, in die eine nicht zarge stellte Flüssigkeitsversorgungsbohrung
mündet, die alle Zylinderbohrungen 44 miteinander verbindet. In dem Viellenansatz
21' ist ein Sicherungsring 45 (in eine dort eingearbeitete Nut) eingesetzt, dessen
Außendurchmesser etwas größer ist als der Innendurc}imesser des ihn übergreifenden
Ringes 41, der dadurch an dem Mitnehmerkörper 1' gehalten ist. Die Befestigung der
Alitnehmerscheibe 4' an dem Ring 41 ist als Federrast in beliebiger Konstruktion
ausgebildet.
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Die in Fig. 4 dar restellte Ausführungsform unterscheidet sich von
der nach den Fig. 1 und 3 ebenfalls durch die Art der Lagerung der Mitnehmerscheibe
an dem Mitnehmerkörper.
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Die hier vorgesehene Mitnehmerscheibe 4" " mit den tiltnehmerstiften
5" ist mittels ein Federrast 46 lösbar mit einer Hiilse 47 verbunden, wobei zur
Drehmornentübertragung in die Stirnseite der Hülse 47 mindestens ein Stift 48 eingesetzt
ist, der in eine entsprechende Gegenbohrung der an der Hülse 47 zeutrierten Mitnehmerscheibe
4" ragt. Die Hülse 47 ist mit einer durchgehenden zur Rotationsachse radialen Bohrung
48 versehen, in die ein Achsbolzen 50 eingesetzt ist. Bei der Darstellung nach Fig.
4 ist dabei zu beachten, daß der untere Teil der Hülse 47 und der dort angrenzende
und sichtbare weitere Achsbolzen um 90°é versetzt dargestellt sind, um sie sichtbar
zu machen. In diesem Bereich befindet sich tatsächlich jedoch die gegenüberliegende
Bohrung 49 und ein zweiter, mit dem ersten Achsbolzen 50 gleichachsiger Achsbolzen.
Der Achsbolzen 50 liegt mit seiner inneren Stirnfläche an einer konvexen @ingfläche
51 des Mitnehmerkörpers 1" an, die an den Wellenansatz 21" angeformt ist. Diese
Ringfläche 51 ungibt ein eine zylindrische Bohrung und eine konvexe Außenfläche
aufweisender Lager @ing 52, der mit seiner konvexen Außenfläche 53 innen an der
Hülse 47 anliegt. Dabei ist der Lagerring 52 ebenfalls mit zwei miteinander fluchtenden
Bohrungen versehen, durch die sich die beiden Achsbolzen 5() hindurch erstrecken.
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Darüber hinaus ist jedoch der Lagerring 52 mit zwei weiteren Bohrungen
54 versehen, die zu den Bohrungen 49 um je 90° versetzt angeordnet sind und in denen
weitere Achsbolzen 55 eingesetzt sind, die sich in eine iii Fortsetzung der Bohrung
54 angeordnete Bohrung im Wellenansatz 21" erstrecken. Mindestens einer der beiden
Achsbolzen 55 ist mit einem zapfenförmigen Ansatz 56 versehen, der in
eine
Längsnut 57 ragt, die iri die Zentrierspitze 2" eingearbeitet ist. Die Längsnut
57 und der Ansatz 56 bilden eine Begrenzung für die axiale Bewegbarkeit der Zentrierspitze
,9 ' und sind an Stelle der Längsnut 13 und der Stiftschraube 14 gemäß dem Ausführungsbeispiel
von Fig. 1 vorgesehen.
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Zwischen der Ifülse 47 und dein Lagerring 52 einerseits und der Scheibe
17" des Mitnehmerkörpers 1" andererseits sind ein elastisch verformbarer Kunststoffring
58 und eine Ringscheibe 59 vorgesehen, wobei der Kunststoffring 58 zwischen Ringscheibe
59 und Scheibe 17" und die Ringscheibe 59 zwischen Kunststoffring 58 und Hiilse
47 bzw. Lagerring 52 angeordnet ist.
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Die Mitnehmerscheibe 4" kann um den Schnittpunkt der Achsen der Achsbolzen
50 und 55 beliebig pendeln, der den Mittelpunkt der kardanischen Lagerung bildet.
Eine elastische Begrenzung dieser Bewegung und eine Einhaltung der Mittellage bei
Fehlen äußerer Kräfte bewirkt der Kunststoffring 58.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die zarge stellten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sirld, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. insbesondere können einzelne der Erfindungsgemerkmale fiir si(h oder
zu mehreren kombiniert Anwendung finden.
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Die Zentralbohrung 30 der Mitnehmerscheibe 4 bzw. 4a bzw. 4' bzw.
4" steht dem Slellenansatz 21 des Mitnehmerkörpers 1 mit geringem Abstand gegenüber,
der so bemessen ist, daß der maximal gewünschte Kippwinkel erreicht und begrenzt
wird. In diesem Spalt kann auch, wenn er etwas größer bemessen ist, eine elastische
Dichtung vorgesehen sein, die einerseits eine gewisse Rückstellkraft in die Neutrallage
ergibt und die andererseits das eindringen von Staub und Spänen in diesen Bereich
von der Stirnseite her verhindert.
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Bei dem Spannen von Werkstücken mittels eines Stirnseitenmitnehmers
einer der beschriebellen Ausführungsformen tritt inner auch das Problem der Einstellung
einer vorgegebenen Axialkraft auf. Dieses ltoblem ist bei bekannten mitlaufenden
Körnerspitzen dadurch gelöst, daß die Körnerspitze sich über Tellerfedern gegen
den feststehenden Werkzeugkörper abstützt, wobei ein Druckkolben zwischengeschaltet
ist, dessen ausgeübte Kraft an einem an das Hydraulikpolster des Druckkolbens angeschlossenen
Manometer ablesbar ist. Dadurch ist zwar die Axialbelastung meßbar, die tatsiichlicil
auftretende Größe dieser Axialbelastung ist jedoch von dem Linipanner beliebig einstellbar
und darüber hinaus auch durch äußere einflüsse bedingt, wie beispielsweise Erwärmung
des Hydraulikkissens bzw. der hydraulis clien Abstützung der gef,-eniiberliegenden
Mitnehmerscheibe, was zu unerwünschten und htiufig, unbemerkten Erhöhungen der Axialbelastung
führt, wua zu einem Ausknicken von schlanken eingespannten Werkstücken führen kann.
Dies ist vor allem auch durch die Verwendung von
Tellerfedern bedingt,
die eine sehr steile Federkennlinie aufweisen. Bei den dargestellten und beschriebenen
Ausfibrungsformen ist dagegen eine ScIiraubendrucj:feder verwendet, die eine vorgegebene
Axialfederkraft ergibt, die sich über den durch die Länge der Nut 13 bzw. der Uut
57 nur relativ wenig und in jedem Fall inrlerhalb vorgegebener zulässiger Grenzen
ändert, Ist in bestiiainten Anwendungsfsillen eine andere iixialfederkraft erforderlich,
so kann ein Auswechseln der Druckfeder 7 leicht dadurch erfolgen, daß zunächst die
Schraube 9 entfernt und dann der Druckdorn 11 zusammen mit der Feder 7 abgenommen
wird.
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Nach Abnehmen des Ringes 12 kann die Feder 7 ausgewechselt werden,
worauf der einbau in der umgekehrten Reihenfolge erfolgt. Dadurch läßt sich in sehr
vorteilhafter Weise die Axialspannkraft vorgeben, ohne daß der Benutzer der Maschine
hierauf einen unerwünschten Einfluß nehmen kann und ohne daß sich Temperaturänderungen
in einer starken nderung der Axialspannkraft auswirken. Selbst bei Verwendung von
zusätzlichen Hydraulikkissen ändert sich die Spannkraft nur unmerklich gering wegen
der wesentlich flacheren Federkennlinie der Druckfeder 7 im Vergleich beispielweise
mit Tellerfedern. Da die Länge des Schaftes 6 ohnedies zur Verfügung steht, wird
fiir die Unterbringung der Druckfeder 7 auch kein zusätzlicher Platz benötigt.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform sind, ebenso wie bei
Fig. 1, zwei Mitnehmerscheiben 4111 und 4a " ' dargestellt, die wahlweise je nach
Spanndurchmesser eingesetzt werden, die an dem Mitnehmerkörper 1111 über ein sphärisches
Lager abgestützt sind, das eine konvexe Kugelkalotten-Ringfläche 22111 und eine
darauf passende konkave Kugelkalottenringfläche 24"' umfaßt. Die beiden Kugelkalotten-Ringflächen
sind konzentrisch zur Rotationsachse des Nitnehmerkörpers 1"' bzw. der Mitnehmerscheibe
4"' und 4a"' angeordnet. Die konvexe Kuelkalotten-Ringfläche 22"' ist am Mitnehmerkörper
1"' angeformt und geht in ihrem Zentrum über in eine Zylinderaußenflache eines Hohlwellenansatzes
21"', in dem eine Zentrierspitze 2111 bzw. 2a"' längs verschiebbar gelagert ist,
wobei die Längsverschiebebewegung durch einen Stitt 44"' begrenzt ist, der im Mitnehmerkörper
1"' in einer Radialbohrung befestigt ist und in eine Längsnut 13"' der Zentrierspitze
2"' bzw. 2a"' eingreift. Zur Zentrierung und Halterung ist in die Außenmantel5che
des Hohlwellenansatzes 21"' eine flache ringsum laufende Nut eingearbeitet und es
ist in die Zentralbohrung 30"' eine übliche O-Nut eingestochen, in die ein O-Ring
60 eingesetzt ist, der eine rastende, elastisch nachgiebige Halterung und gleichzeitig
Abdichtung ergibt. Um die "schwimmende^ Bewegbarkeit der Mitnehmerscheibe 4"' bzw.
4a"' relativ zum Mitnehmerkörper 1"' zu gewährleisten geht die konvexe Kugelkalotten-Ringfläche
22111 über in einen Zylinderabschnitt 61, an den eine Planfläche als Schulter 62
anschließt,zuzuder die gegenüber liegende Stirnfläche der Mitnehmerscheibe 4"' bzw.
4a"' eine ausreichenden Abstand aufweist, wenn die Mitnehmerscheibe
ihre
konzentrische Lage einnimmt, wie in Fig. 5 dargestellt.
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Zur Drehmomentübertragung ist in den Mitnehmerkörper 1"' eine axiale
Nut eingearbeitet, in dIe ein Keil 63 eingesetzt und mittels in den r. tnehmerkörper
1"' eingedrehter Schraube 64 befestigt ist. Der Keil 63 steht an der Stirnseite
axial vor und greift in eine axiale Nut 65 ein, die in die Mitnehmerscheibe eingearbeitet
ist. Dabei ist der Querschnitt der Axialnut 65 größer als der Querschnitt des Keils
63, um eine ausreichende Beweglichkeit der schwimmenden Lagerung der Mitnehmerscheibe
relativ zum Mitnehmerkörper zu gewährleisten.