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Einspannspitze für Werkzeugmaschinen
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Die Erfindung betrifft eine Einspannspitze für Werkzeugmaschinen mit
einem Einspannschaft und einem damit verbundenen Aufspannteil. Solche Einspannspitzen
dienen der Aufnahme, Zentrierung und Festlegung eines Werkstückes, insbesondere
zur Bearbeitung auf einer Drehbank.
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Bei einer bekannten Spitze dieser Art sind der Einspannschaft und
der Aufspannteil starr miteinander verbunden. Letzterer kann als Zentrierkegel ausgebildet
sein, der vor allem der Aufnahme von Hohlkörpern, Rohren u.dgl. dient. Der Aufspannteil
kann auch gegenüber dem Einspannschaft drehbar gelagert sein. Zum Gebrauch über
einen größeren Durchmesserbereich ist der Zentrierkegel groß gehalten mit der Folge,
daß das Schneidwerkzeug bei kleineren Durchmessern des Werkstückes mit langem Schaft
eingespannt werden muß und dann entweder nur mit geringen Spantiefen gearbeitet
werden kann oder aber Rattermarken in Kauf genonen werden müssen. Die komplette
Einspannspitze ist als Präzisionsteil aufwendig in der Herstellung und damit teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspannspitze zu schaffen,
die für einen großen Durchmesserbereich geeignet ist, eine günstige Werkstückaufnahme
in bezug auf die Werkzeuganordnung ermöglicht, variationsreich eingesetzt werden
kann und insbesondere ähnlich einer starren Einspannspitze eine hohe Präzision bei
der Bearbeitung und eine sichere Kräfteübertragung gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung vor, daß der Aufspannteil
auswechselbar angeordnet und dazu mit einem Konus und einer Stirnfläche versehen
ist, im Montagezustand der Konus auf einem Gegenkonus aufsitzt und die Stirnfläche
an einer Gegenstirnfläche zur Anlage kommt und zur axialen Festlegung eine Schraube
dient. Für die verschiedenen Einsatzbereiche ist es damit nicht mehr notwendig,
die gesamte Einspann spitze durch eine andere zu ersetzen, es genügt vielmehr die
Auswechslung der Aufspannteile, die in ihrer axialen Ausdehnung begrenzt sind, so
daß wegen der kleinen Durchmesserunterschiede die Werkzeuge in optimaler Weise eingespannt
werden können. Der Austausch der Aufspannteile kann rasch vorgenommen werden, durch
die doppelten Anlageflächen - einmal am Konus und einmal an der Stirnfläche - wird
zwar eine hohe Präzision bei der Fertigung der Teile vorausgesetzt, es wird aber
dadurch die Stabilität und Exaktheit der starren Spitze erreicht. Für die verschiedenen
Anwendungsfälle braucht nicht mehr eine komplette neue Einspannspitze eingesetzt
zu werden, es genügt der Austausch des an sich preisgünstigen Aufspannteiles.
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In ganz besonders vorteilhafter Weise sind der Konus des Aufspannteiles
als Innenkonus und der Gegenkonus an einem mit dem Einspannschaft verbundenen Befesti-
gungsteil
als entsprechender Außenkonus ausgebildet.
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Die Stirnfläche umgibt den Innenkonus, die Gegenstirnfläche den Außenkonus
ringförmig. Zur Aufnahme der Schraube sind im Aufspannteil zwischen der einen Stirnseite
und dem Grund des Innenkonus eine Durchgangsöffnung und im Befestigungsteil eine
Gewindebohrung vorgesehen, wobei in aller Regel der Aufspannteil als Rotationskörper
ausgebildet ist, dessen Achse mit der Achse des Konus zusammenfällt. Zur Festlegung
genügt die Anwendung einer Schraube, die Durchgangsöffnung und die Gewindebohrung
sind dann zentrisch angeordnet.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die den Konus umgebende
Stirnfläche durch den Boden einer Aussl,arung gebildet, die auf der einen Stirnseite
des Aufspannteiles eingebracht ist. Der Rand dieser Aussparung umgreift einen mit
dem Einspannschaft verbundenen Körper, so daß vermieden ist, daß Schmutzteilchen,
Späne u.dgl. zu den Anlageflächen der beiden Teile gelangen. Durch die Abstützung
der Stirnflächen ist es möglich, den Konus und den Gegenkonus als Kurzkegel auszubilden
mit dem Vorteil, daß der Aufspannteil leicht abgezogen werden kann und die Herstellung
der Teile vereinfacht wird.
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Bildet der Aufspannteil einen Zentrierkegel, so können über den Umfang
verteilt Auflageflächen vorgesehen sein.
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Das Werkstück liegt also nicht ringförmig am Zentrierkegel an, sondern
stützt sich nur z.B. an drei Linienbereichen ab.
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Bei umlaufendem Aufspannteil sind der Gegenkonus und die Gegenstirnfläche
Bestandteile einer Welle, die in einem mit dem Einspannschaft verbundenen Körper
drehbar gelagert ist. Die Welle ist mehrstufig ausgebildet, sie trägt an ihrem freien
Ende den Außenkonus, an diesen schließt sich ein Bund mit der Gegenstirnfläche an.
Eine besonders stabile und doch gedrungene Bauart ergibt sich dadurch, daß zwischen
dem Körper und der Welle in der Nähe des Bundes ein Axialwälzlager und am dem Außenkonus
gegenüberliegenden Ende der Welle ein Nadellager angeordnet sind, zwischen beiden
Lagern ein Drucklager vorgesehen ist und zwischen dem Umfang des Bundes und der
Innenwand einer Aussparung im Körper ein Dichtring eingesetzt ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch
eine Einspann spitze, Fig. 2 eine Ansicht eines zweiten Aufspannteiles von der Seite.
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Die Einspannspitze setzt sich zusammen aus einem mit einem Körper
1 verbundenen Einspannschaft 2 und einem Aufspannteil 3, der beim Ausführungsbeispiel
mit einer Welle 4 verbindbar ist, die im Körper 1 gelagert ist.
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Der Aufspannteil 3 ist in Form eines Zentrierkegels gehalten,der ausgehend
von seiner einen Stirnseite 5 einen Konus 6 in Form eines Innenkonus 7 aufweist,
der die Form eines Kurzkegels hat. An der Stirnseite 5 ist der Innenkonus 7 von
einer ringförmigen Stirnfläche 8 umgeben, die durch den Boden 9 einer Aussparung
10 gebildet ist. Der Rand 11 der Aussparung 10 umgreift den Körper 1, der ebenso
wie der Aufspannteil 3 als Rotationskörper ausgebildet ist. Von der der Stirnseite
5 gegenüberliegenden Stirnseite 12 geht eine zentrische Durchgangsöffnung 13 aus,
in der eine Schraube 14 auigenommen werden kann, die in eine Gewindebohrung 15 der
Welle 4 einschraubbar ist.
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Die Welle 4 trägt an ihrem einen Ende als Gegenkonus 16 einen Außenkonus
17. An ihn schließt sich ein Bund 18 mit einer Gegenstirnfläche 19 an. Die Welle
4 ist im Gehäuse 1 in der Nähe des Bundes 18 in einem Axialwälzlager 20 und am dem
Außenkonus 17 gegenüberliegenden Ende in einem Nadellager 21 gelagert, zwischen
den beiden Lagern 20,21 befindet sich ein Drucklager 22. Die Abschirmung der Lager
gegen eine Verschmutzung
wird durch einen Dichtring 23 zwischen
dem Umfang des Bundes 18 und der Innenwand 24 einer Aussparung 25 des Körpers 1
erreicht. Die Gegenstirnfläche 19 kann gegenüber der Stirnseite 26 des Körpers 1
zurückgesetzt sein, so daß die Gefahr von Beschädigungen vermindert wird. In diesem
Falle dient die Welle 4 als Befestigungsteil 27 für den Aufspannteil 3.
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Nach dem Lösen der Schraube 14 kann der Aufspannteil 3 mit seinem
Innenkonus 7 vom Außenkonus 17 der Welle 4 abgezogen werden und es läßt sich ein
neuer Aufspannteil 3, z.B. der nach der Ausbildung gemäß Fig. 2 aufsetzen. Der Innenkonus
7 bzw. der Außenkonus 17 und die Stirnfläche 8 bzw. die Gegenstirnfläche 19 sind
so exakt bearbeitet, daß eine satte Anlage gegeben ist und damit eine sichere Abstützung
gewährleistet wird. Durch die festgezogene Schraube 14 werden die Teile gegeneinander
arretiert. Zwischen dem Grund 28 des Innenkonus 7 und der Stirnseite des Außenkonus
17 verbleibt ein Spielraum.
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Die Aufspannteile 3 haben eine relativ geringe axiale Erstreckung,
sie können vielfältig ausgebildet sein.
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So können sie insbesondere auch zylindrische Aufnahmeflächen für Werkstücke
tragen. Immer ist aber der Innenkonus 7 und die Stirnfläche 8 gleich gehalten,
so
daß die Baueinheit: Körper 1, Einspannschaft 2 und Welle 4 mit jedem beliebigen
Aufspannteil 3 kombiniert werden kann.
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Bei der Ausbildung nach Fig. 2 sind in Nuten 29 des Aufspannteiles
3 Streifen 30 eingelegt, die die Auflageflächen 31 für das Werkstück abgeben, das
damit nicht am ganzen Umfang des Zentrierkegels, sondern eben nur an den Auflageflächen
31 zur Anlage kommt. Die Streifen können auch ohne Nuten auf die Außenfläche des
Zentrierkegels aufgebracht, insbesondere aufgeschweißt sein.
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Plaximale Festigkeit ergibt sich dann, wenn die Auflagefl~ichen 31
aus dem Vollen herausgearbeitet (herausgefr#-£st) sind.