DE2741777A1

DE2741777A1 - Stirnseitenmitnehmer

Info

Publication number: DE2741777A1
Application number: DE19772741777
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing Grad Schmid; Otto Schneider
Original assignee: Schmid Kosta KG
Current assignee: Sandvik Kosta GmbH
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1979-03-29

Description

Stirnseitenmitnehmer
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.
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.
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.
Die schwimmende Lagerung der iiitnehrtt;cheibe an dem Mitnehmerkörper ist bei den bekannten Stirnseitenmitnehmern durch hydraulische Abstützkolben verwirklicht.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Mitnehmerscheibe über ein sphärisches Lager mit dem Mitnehmerkörper verbunden und gegen ihn axial abgestützt.
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.
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.
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.
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.
Bei der bevorzugten anderen Ausführungsform der Erfindung weist das sphärische Lager einen ,Yugelkalottenring auf, an dem ein entsprechend geformter, konkaver und ggf.
geteilter Gegenring anliegt. Gegen dienen Gegenring stützt sich der zuvor erwähnten Zwischenring ub.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
der O-Ringe 29 läßt sich die Mitnehmerscheibe 4 von den Kugelköpfen 27 abziehen und wieder aufstecken.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Patentanspriictle Stirnseitenmitnehmer mit einer in einem Mitnenmerkörper gelagerten Zentrierspitze und mit die Zentrierspitze umgebend angeordneten Hartmetall-mitnehmerelementen mit angeschliffener Schneide, die auf einer angetriebenen Mitnehmerscheiben angebracht sind, die relativ zum Mitnehmerkörper schwim@end gelagert und axial gegen ihn abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerelemente (5) als stifte ausgebildet sind, die einen Schaft mit Kreisquerschnitt aufweisen, mit dem sie in axiale Bohrungen (3@) der Mitnehmerscheibe (4) eingesteckt siM.
2. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheibe (4) mit auf mehreren Teilkreisen unterschiedLichen Durchmessers angeordneten Aufnahmebohrungen (31) für die Mitnehmerstif (5) versehen ist.
3. Stirnseitenmitnchmer nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (31) als durchgehende Bohrungen ausgebildet sind.
4. Stirnseitennitnehlaer nacii einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mitnehmerscheibe (4) über ein sphärisches Lager mit dem Mitnehmerkörper (1) verbunden und gegen ihn axial abf,e.,tützt ist.
5. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sphärische Lager von einer an der Stirnseite des flitnehmerkörpers (1"') gebildeten Kugelkalotten-Rip.gfläche (22') und einer in die Mitnehmerscheibe (4"' bzw. 4a"') eingearbeiteten Gegenfläche (24"') gebildet ist.
6. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Mitnehmerscheibe (4"' bzw. 4a"') an dem Mitnehmerkörper (1"') dieser mit einem stirnseitig vorstehenden Hohlwellenansatz (21"') versehen ist, in den eine Ringnut eingearbeitet ist, der eine in die Zentralbohrung (30"') der Mitnehmerscheibe eingearbeitete Ringnut gegenübersteht , in die ein C-Ring (60) eingelegt ist.
7. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehmomentübertragung an den itnehmerkörper (1"') ein axial vorstehender Keil (63) oder Stift befestigt ist, der in eine Nut (65) oder Bohrung der Mitnehmerscheibe (4"' bzw. 4a"') mit allseitigem Abstand eingreift.
8. Litirnseitenmitnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mitnehmerscheibe (4) und sphärischem Lager zumindest ein Zwischenring (25 bzw. 47) angeordnet ist, mit dem die Mitnchmerscheibe leicht lösbar verbunden ist.
9. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das sphärische Lager einen Kugelkalottenring (22) aufweist, an dem ein entsprechend geformter konkaver, ggf. geteilter Gegenring (24) anliegt.
10. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als sphärischen Lager eine kardanische Lagerung vorgesehen ist.
11 . Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Lagerung zwei zueinander und zur Rotationsachse senkrechte Achsen (50 bzw. 55) aufweist.
12 Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Achsbolzen (55) zugleich der l)rehmomentübertragung von dem Mitnehmerkörper (1") auf die Mitnehmerscheibe (4") dient.
13 . Stirnseitenmitnehmer nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekeiuizeic}net, d.lß eine federnd elastische Abstützung der Mitnehmerscheibe (4") gegeüber dem Litiiehmerkörper (1") in Form eines verformbaren Stirnringes (58) aus Kunststoff vorgesehen ist.
14. Stirnseitenmitnehmer nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Mitnehmerscheibe (4) mit dem sphärischen Lager bzw.

dem Mitnehmerkörper mehrere axial angeordnete Bolzen (26) dienen, die sich einerseits mt ihrer Stirnfläche gegen das Lager (22, 24, 25) abstützen und die andererseits mittels eines Kugelkopfes (27) in axialen Sackbohrungen der Mitnehmerscheibe (4) befestigt sind und die an dem Mitnehmerkörper (18) axial verschiebbar gelagert sind.
15. Sti@nseitenmitnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dann zur Halterung der Kugelköpfe (27) an der Mitnehmerscheibe (4) in die Sackbohrungen je eine Nut eingestochen ist, in die ein in den lichten Querschnitt ragender O-Ring (29) eingelegt ist.
16. Montagewerkzeug für einen Stirnseitenmitnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Axialkörper (36) und einen an diesem radial abstehend befestigten Dorn (37) umfaßt, und daß in den Axialkörpers (36) an einer Stirnseite eine Aussparung (38) eingearbeitet ist zur formschlüssigen, an die Schneide des Mitnehmerstiftes (5) angepaßten Aufnahme eines Liitnehmerstiftes.
17. Montagewerkzeug nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Aussparung (38) in Axialkörper (36) eine Bohrung ist, und daß zur Ausrichtung der Schneiden (32) eines Mitnehmerstiftes (5) ein diese Bohrung durchdringender Querstift (39) eingesetzt ist.
18. Demontagewerkeug für die Mitnehmerstifte eines Stirnseitenmitnehmers nach einem der knsprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Gestalt einer Platte (33) mit Bohrungen (34) aufweist, die in ihrer Anordnung ein Spiegelbild der die Mitnehmerstifte aufnehmenden Aufnahmebohrungeii (31) in der Mitnehmerscheibe (4) sind, und daß ihr Durchmesser geringfjigig größer ist als der maximale Durchmesser des aus der Mitnehmerscheibe stirnseitig vorstehenden Bereiches der Mitnehmerstifte.
19. Stirnseitenmitnehmer, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichrlet, daß die Zentrierspitze (2) gegen eine im Schaft (6) untergebrachte Schraubendruckfder (7) abgestützt ist.
20. Stirnseitenmitnehmer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfeder (7) einen Druckdorn (11) umgebend vorgesehen ist, an dem sich ihr eines Ende abstützt, wogegen ihr ilnderes winde gegen den Mitnehmerkörper (1) abgestützt ist, und daß an dem Druckdorn (11) ein Haltering (1,') angebracht ist, an dem die Schraubendruckfeder (7) zur Anlage kommt, wenn sie sich nicht gegen den Mitnchmerkörper (1) abstützt.