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Beschreibung
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Stirnmitnehmer zum Zentrieren und Mitnehmen von Werkstücken für die
Arbeitsspindel einer Drehmaschine Die Erindung betrifft einen Stirnmitnehmer mit
den bekannten Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 Stirnmitnehmer dieser
Art zeichnen sich gegenüber anderen mechanischen Stirnmitnehmern dadurch aus, dass
nach erfolgter Werk stückaufnahme die Körnerspitze im Träger des Stirnmitnehmers
festgelegt wird, sobald das Werkstück mit seiner einen Stirnfläche mit einem vorbestimmten
Druck an den um die Körnerspitze herumgruppierten Mitnehmernangepresst wird. Hieraus
resultiert der Vorteil, dass jedes Werkstück in gespanntem Zustand auf der Maschine
zwischen den Körnerspitzen wiederholbar die gleiche Lage einnimmt. Bei der Bearbeitung
von einer gleichen Serie zugehörenden Werkstücke ist dadurch gewährleistet, dass
bei jedem Werkstück exakt auf Anschlag gearbeitet werden kann.
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Bei diesen Stirnmitnehmern ist die Körperspitze unmittelbar von der
Schraubenfeder abgestützt. Sie weist einen dementsprechend lang ausgebildeten Führungsschaft
auf, der den Klemmkörper durchdringt und hinter diesem die Führung der Körperspitze
im Träger übernimmt.
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Bei der Fertigung solcher Stirnmitnehmer sind geringe Toleranzen in
der gegenseitigen koaxialen Zuordnung des den Druckkegel des Klemmkörpers aufnehmenden
Innenkegels zur Führungsbohrung des Körners im Träger nicht zu vermeiden Diese radialen
tbweichunsen von Innenkegel und Führungsbohrung führen nach erfolgter Werkstückaufnahme
zwischen den Spitzen, beim Arretieren der Körnerspitze im Träger zu einem seitlichen
Versatz der Körperspitze, der sich deshalb gravierend auswirkt, weil zwischen dem
Klemmkorner und dem Vorderende der Körnerspitze ein verhältnismässig grosser Abstand
vorhanden ist.
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Um deshalb diese Versatztoleranz so klein T,zie möglich zu halten,
hat die Fertigung solcher Stirnmitnehmer mit hoher Präzision zu erfolgen, was wiederum
seinen Niederschlag in den Herstellungskosten findet.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Stirnmitnehmer der vorstehend
erläuterten Art derart weiterzubilden, dass radiale Versatztoleranzen zwischen dem
den Klemmkörper aktivierenden Innenkegel und der den Schaft der Körnerspitze führenden
Führungsbohrung auf die Axialausrichtung der Körnerspitze zur Rotationsachse des
Trägers keinen Einfluss haben.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
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Bei dieser Konstruktion endet somit das an der Körnerspitze verbliebene
Schaftteilstück in Abstand vor dem Klemmkörper.
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Eine bei der Arretierung der görnerspitze erfolgende seitliche
Auslenkung
des Klemmkörpers kann sich somit lediglich auf das von der Schraubenfeder abgestützte
Schaftteilstück auswirken, was zwischen beiden Schaftteilstücken eine Relativbewegung
bewirkt, die hinsichtlich der axialen Ausrichtung der Körnerspitze zur Rotationsachse
des Trägers jedoch wirkungslos bleibt.
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Erfindungsgemässe Stirnmitnehmer zeichnen sich deshalb durch optimale
Laufgenauigkeit aus Eine bevorzugte Aus führungs form des Stirnmitnehmers ist Gegenstand
der Ansprüche 2 und 3e Die Anordnung eines Spannbolzens zwischen Schraubenfeder
und Körnerspitze, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Führungsschaftes
der Körnerspitze ist, ist insofern günstig, als zur radialen Auslenkung des snannvolzens
durch den Klemmkörper erheblich kleinere radiale Kräfte erforderlich sind. s mit
der Körnerspitze einstückige Teilstück des Führungsschaftes kann hingegen im Durchmesser
relativ gross ausgelegt sein, was wiederum bezüglich der geforderten Führungsgenauigkeit
der Körnerspitze im Träger vorteilhaft genutzt werden kann.
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Sofern hierbei zwischen dem Klemmkörper und den Mitnehmern ein Druckübertragungskörper
vorqesehen ist, auf den die Mitnehmer zum Aktivieren des Klerninkörpers gemeinsam
einwirken, ist es günstig, die Konstruktion nach Anspruch 4 zu gestalten. Die Merkmale
dieses RnsDruches ermöglichen eine besonders gedrungene Bauart des die Körnerspitze
und die Mitnehmer aufnehmenden Trägerteils.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
in
der Verwirklichung der RIerkmale des Anspruches 5.
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In diesem halle ist bei einer solchen Konstruktion sichergestellt,
dass die einzelnen \mitnehmer mit gleichem nnressdruck zur Mitnahme eines Werkstückes
an dessen Stirnfläche auch dann anliegen, wenn diese zur Rotationsachse in einer
nicht exakt senkrechten Ebene liegt.
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Die Mitnehmer können auf einem gemeinsamen Aufnahmekörper angeordnet
sein, der seinerseits im Träger entsprechend axial verschiebbar geführt ist. In
diesem Falle ist es zweckmässig, die Konstruktion nach Anspruch 6 auszubilden.
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Eine sich durch besondere Stabilität und Robustheit auszeic:anende
Konstruktion ist durch die Merkmale des Anspruches 7 gekennzeichnet. Hierbei ist
es günstig, den Träger gemäss Anspruch 8 auszubilden.
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Die verdrehsichere unordnung der bolzenartigen Mitnehmer i Aufsatz
ermöglicht ein Herauslösen der bolzenartigen Mitnehmer, ohne irgendwelche Teile
demontieren zu müssen, wenn der Stirnmitnehmer nach Anspruch 9 gestaltet wird. Der
Träger kann aber auch in wrt eines Flansches ausgebildet sein, der direkt oder mittels
eines Zwischenflansches auf einem Aussenaufnahmekegel der nlaschinensnindel aufsetzbar
ist.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der sich anschliessenden
Beschreibung eines in der Zeichnung teilweise im Längsschnitt dargestellten Ausfhhrungsbeispieles
eines Stirnmitnehmers und/oder in den Patentansnrüchen erläutert.
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Der in der Zeichnung gezeigte Stirnmitnehmer besitzt einen als Ganzes
mit lo bezeichn-eten Träger, der beispielsweise derart
gestaltet
ist, dass er in eine Ausnehmung einer Arbeitsspindel 12 einsetzbar ist. Zu diesem
Zweck besitzt der Träger einen in die Spindelausnehmung einsetzbaren konischen Spannschaft
14, an dessen Vorderende ein Rufnahmekorner 16 angeformt ist kuf diesem ist ein
sich seinem Vorderende zu vorteilhaft konisch verjüngender Aufsatz 18 abnehmbar
befestigt.
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Im Zentrum dieses Aufsatzes ist eine als Ganzes mit 20 bezeichnete
Körnerspitze angeordnet, die mit einem Führungsschaft gegen die Wirkung einer Speicherkraft
in einer zentralen Führung des Aufsatzes verschiebbar ist. Die Speicherkraft wird
erzeugt durch eine Schraubenfeder 24, die in eine koaxial zu der die Körnerspitze
aufnehmenden Bohrung des Aufsatzes 18 angeordneten zylindrischen Schaftausnehmung
26 angeordnet ist. Dabei ist der Führungsschaft der Körnerspitze geteilt, wobei
das sich an der Schraubenfeder abstützende Schaftteilstück durch einen zylindrischen
Snannbolzen 28 gebildet ist, der einen kleineren Durchmesser als das unmittelbar
an der Körnerspitze vorgesehene Schaftteilstück 22 aufweist. Da lediglich das letztere
Schaftteilstück zur Führung der Körnerspitze dient, wird dieses in der Folge als
Führungsschaft 22 bezeichnet.
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Die Körnerspitze 20 wird durch einen am Hinterende ihres Führungsschaftes
angeformten Anschlagbund 30 in ihrer ausseren Bereitschaftsstellung gehalten, während
der Snannbolzen 28 in einer konvex gekrümmten Stirnfläche an der Stirnfläche des
Anschlagbundes 30 anliegt. Mit 32 sind als Ganzes Mitnehmerbolzen bezeichnet, die
auf einem zur Achse der Körnerspitze konzentrischen Kreis verteilt angeordnet sind
und sich parallel zur Körnerspitze erstrecken. Diese xtitnehmerholzen weisen an
ihrem aus dem Aufsatz 18 herausragenden Ende jeweils einen itnahmezahn auf, der
eine sich in radialer Richtung erstreckende schneiden.
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artige Mitnahmerkante 34
besitzt, die sich beim Spannen
eines rVorkstückes-zwischen Körnerspitzen in die an den 'a.Iitnehmorbolænzur Anlage
kommenden Werkstückstirnfläche eingraben und eine verdrehsichere Mitnahme gewährleisten.
Die Mitnahmekanten weichen inRichtung Rotationsachse des Trägers nach innen zurück,
wodurch eine besonders wirksame Werkstückmitnahme erzielt wird.
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Innerhalb des Aufnahmekörpers 16 befindet sich in einer sich in Richtung
Spannschaft konisch verjüngenden, zur Rotationsachse des Trägers koaxialen Ausnehmung
ein als Ganzes mit 36 bezeichneter zB Klemmkörper. Dieser wirkt in Art einer Spannzange
und ist durch mehrere ringsegmentförmige Teilstücke gebildet, die zusammen einen
Druckkegel 38 definieren, der in einen durch die den Klemmkörper 36 aufnehmende
Ausnehmung gebildeten Innenkegel 40 zum Aktivieren des Klemmkörpers bzw. zum radialen
Verstellen seiner Ringsegmente hineinpressbar ist.
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Die hierfür erforderliche Axialverstellung des Klemmkörpers 36 wird
durch die Mitnehmerbolzen 32 bewerkstelligt, die hierzu beispielsweise uni;.ittelbar
auf die Ringsegmente einwirken könnten.
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Bevorzugt ist jedoch, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, zwischen
den tnehmerbo1zen und dem Klemmkörper ein als Ganzes mit 42 bezeichneter Druckübertragungskörper
zwischengeschaltet, der in einer zum Träger koaxialen zylindrischen Ausnehmung 44
axial verschiebbar angeordnet ist und unmittelbar mit dem Hinterende der axial verstellbaren
Mitnehmerbolzen zusammenwirkt.
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Der Spannbdlzn durch dringt sowohl den Klemmkörper 36 als auch mit
radialem Spiel den Druckübertragungskörper 42. Dieser ist in bekannter Weise zweiteilig
ausgebildet, wobei das mit dem Klemmkörper 36 zusammenwirkende
Teilstück
eine Pfanne 46 bildet, die eine konkave teilkugelmantelförmige Druckfläche 48 besitzt,
mit der formschlüssig das einen Taumelring So bildende Teilstück des Druckübertragungskörpers
mit einer konvexen teilkugelmantelförmigen Druckfläche 52 zusammenwirkt. Der Taumelring
besitzt eine ebene Abstützfläche 54, an welcher die Mitnehmerbolzen 32 mit ihrer
hinteren ballig ausgebildeten Stirnfläche 56 anliegen.
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Die Mitnehmerbolzen 32 sind im Aufsatz 18 unverdrehbar angeordnet,
wozu diese im Bereiche ihres Hinterendes eine Anlagefläche 58 aufweisen, mit der
sie an der mit 60 bezeichneten Innenumfangsfläche eines an die vordere Stirnfläche
des Aufnahmekörpers 16 angeformten Ringbundes 62 anliegen.
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Zur Sicherung der Mitnehmerbolzen 32 gegen selbsttätiges axiales Verschieben
bzw. Herauslösen aus dem Aufsatz 18 dient ein in eine Innenumfangsnut des Ringbundes
62 eingelegter Sprengring 64, der reibungsschlüssig an der Anlagefläche 58 der Mitnehmerbolzen
anliegt.
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Mit 66 ist eine am Russenumfang der Mitnehmerbolzen sich senkrecht
zu deren Längsachse erstreckende und sich ausserhalb des Aufsatzes 18 befindende
Kerbe bezeichnet, an der zum Herauslösen der ?titnehmerbolzen aus dem Aufsatz 18
ein Werkzeug ansetzbar ist, mit dessen Hilfe der Reibungswiderstand zwischen Sprengring
64 und Anlage fläche 58 der Mitnehmerbolzen überwunden werden kann.
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Die zweiteilige Ausbildung des Druckübertragungskörpers 42 in Pfanne
und Taumelring gewährleistet, dass die Mitnehmerbolzen 32 mit ihrer Mitnehmerkante
34 auch dann durchweg mit
gleichem Anpressdruck mit der betreffenden
Stirnfläche eines zu spannenden Werkstückes in Berührung gehalten werden, wenn diese
sich nicht exakt in einer zur Rotationsachse des Trägers senkrechten Ebene befindet.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, befindet sich die Trennungsebene
zwischen den beiden Schaftteilstücken der Körnerspitze 20, d.h. zwischen dem Führungsschaft
22 und dem Spannbolzen 28, von der Körnerstitze aus gesehen, vor dem Druckübertragungskörper
42. Dadurch ist sichergestellt, dass Versatztoleranzen in der koaxialen Zuordnung
des Innenkegels 40 der den Klemmkörner 36 aufnehmenden Ausnehmung des Aufnahmekörpers
16 zur Rotationsachse des Trägers lo beim Spannen eines 6'erkstückes bzw. beim Feststellen
der Körnerspitze 20 im Träger sich nicht nachteilig auswirken können, da über die
LIitnehmerbolzen 32 hierzu der Klemmkörper/aktiviert und der Spannbolzen 28 im Träger
festgeklemmt und aufgrund entsprechender Versatztoleranzen seitlich ausgelenkt wird,
während von diesem Abbiegen des Spannbolzens der Führungsschaft 22 derKörnerspitze
unberührt bleibt. Die erfindungsgemässe Teilung des Schaftes der Körnersitze gewährleistet
damit in jeder Spannphase eine unveränderte Koaxialität zwischen der Rotationsachse
und der Achse der Körnersoitze, wobei jedes zu spannende Werkstück zwischen den
Spitzen die gleiche Spannlage einnimmt, so dass für jedes Werkstück die Einstellung
des Längsanschlages beibehalten werden kann. Dies liegt darin begründet, dass innerhalb
des Aufbaubereiches der höheren Antresskraft zusammen mit den Mitnehmerbolzen 32
auch die Körnersnitze 20 solange zurückweicht, bis die grosste Widerstandskraft
erreicht ist, welche der Werkstoff der XlitneAmerkanto 34 der Mitnehmerbolzen 32
entgegensetzt. Spätestens dann wird auch die Klemmkraft so gross, dass auch bei
zeiti-reili.g höheren Drücken, bedingt durch Spannquerschnittsveränderungen,
kein
weiteres Eindringen der Mitnehmerkanten 34 und Ausweichen der Körners@itze erfolgen
kann und damit der feste Längsanschlag absolut über der geometrischen Mittelpunkt
der Pendelung der Mitnchmer eingehalten wird.
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Bei der Fertigung des Stirnmitnehmers kommt es dabei nicht mehr sc
sehr auf die Genauigkeit in der koaxialen .Anordnung des Innenkegels 40 der den
Klemmkörper 36 aufnehmenden Ausnehmung zur otationsachse des Trägers lo an, wobei
trotzdem die geforderte koaxiale Ausrichtung der Körnesrspitze permanent erhalten
bleibt.
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Die mit 68 bezeichnete zentrale Ausnehmung des Taumelringes 50 des
Druckübertragungskörpers 42 weist einen grösseren Durchmesser als der Anschlagbund
30 am Hinterende der Körnerspitze auf, so dass beim Spannen eines Werkstückes deren
rührunc;sschaft 22 in den Taumelring 50 eintauchen kann. Diese lassnahne ermöglicht
ninc- besonders gedrungene Bauart des aus Aufnahmekörper 16 und Aufsatz 18 bestehenden
Teilstückes des Trägers 10.