DE2853467C2

DE2853467C2 -

Info

Publication number: DE2853467C2
Application number: DE2853467A
Authority: DE
Inventors: Franz Stockerau At Holy; Richard Hausleiten At Seipel
Original assignee: MASCHINENFABRIK HEID AG WIEN AT
Current assignee: MASCHINENFABRIK HEID AG WIEN AT
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1988-09-08
Also published as: AT352498B; DE2853467A1; FR2413949A1; IT1123954B; FR2413949B1; GB2015391A; IT7912408A0; ATA17278A; GB2015391B

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkfutter für Drehmaschinen, ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a swivel chuck for lathes, ge according to the preamble of the claim.

Schwenkfutter werden meist im Zuge der beidseitigen Bearbei tung von Bohrungen und Stirnflächen von Werkstücken verwendet, wobei nur ein einmaliges Aufspannen erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Schwenkfutters bei der Bearbeitung von Rohrmuffen, die beidseitig ein konisches Gewinde erhalten sol len. Bekannte Schwenkfutter erlauben ein Wenden des eingespannten Werkstückes im automatischen Arbeitszyklus einer Drehmaschine ohne Stillsetzen der Arbeitsspindel. Bei der beidseitigen Bearbei tung von Muffen beträgt der Schwenkwinkel 180°. Darüber hinaus besteht in einigen Fällen die Notwendigkeit, die Werkstücke in mehr als zwei Stellungen zur Bearbeitung festzuhalten, die durch eine Teilrichtung verriegelt werden.Swivel chucks are usually used in the course of double-sided machining used for bores and end faces of workpieces, only a single clamping is required. Especially It is advantageous to use a swivel chuck during processing of pipe sockets, which should have a conical thread on both sides len. Known swivel chucks allow the clamped to be turned Workpiece in the automatic working cycle of a lathe without Stop the work spindle. With double-sided machining the slewing angle is 180 °. Furthermore in some cases there is a need to work in to hold more than two positions for editing by a partial direction can be locked.

Neben rein von Hand betätigten Schwenkfuttern bei Einzelferti gung sind auch solche mit hydraulischem Schwenkantrieb bekannt. Die Schwenkbewegung wird dabei von einem Hydraulikzylinder aus gelöst, dessen Kolben mit einer Zahnstange in Verbindung steht, die in ein auf der Drehachse des Schwenkteils angeordnetes Ritzel eingreift. Aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse im Bereich der Schwenklager des Schwenkteiles und ihrer Anordnung auf den Schenkel des rotierenden gabelförmigen Futterkörpers (Gabel kopfes, können die mechanischen Elemente des Zahnstangengetriebes nicht ausreichend dimensioniert werden. Die Ritzel müssen klein gehalten werden und die Zahnstangen sowie Kolbenstangen der Hy draulikzylinder schwach ausgeführt werden. Gerade diese Bautei le sind jedoch sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer solcher Schwenkfuttersysteme sehr beschränkt ist. Zur genaueren Lageeinstellung der Werkstücke bzw. des Schwenk futters ist eine Teileinrichtung erforderlich. Sie besteht aus Bolzen oder Klinken, die außen am Schwenkteil angeordnet sind und mit korrespondierenden Marken am Gabelkopf zusammenarbeiten. Die exponierte Lage dieser die Arbeitsgenauigkeit des Futters be stimmenden Elemente bringt es mit sich, daß infolge von Verun reinigungen durch Späne und Kühlwasser Störungen auftreten bzw. Fehleinstellungen erfolgen, die zur Zerstörung des Werkstückes und zur Beschädigung der Maschine führen können.In addition to purely manually operated swivel chucks for single-part production supply are also known with hydraulic swivel drive. The swiveling movement is carried out by a hydraulic cylinder released, the piston of which is connected to a rack, in a pinion arranged on the axis of rotation of the pivoting part intervenes. Due to the limited space in the area the pivot bearing of the pivot part and their arrangement on the Leg of the rotating fork-shaped chuck body (fork head, the mechanical elements of the rack and pinion gear not be dimensioned sufficiently. The pinions must be small are held and the racks and piston racks of the Hy draulic cylinders are weak. This building component However, le are exposed to very high loads, which means that the lifespan of such swivel chuck systems is very limited is. For more precise position adjustment of the workpieces or the swivel A partial setup is required for feed. it consists of Bolts or pawls which are arranged on the outside of the swivel part and work with corresponding brands on the clevis. The exposed location this be the working accuracy of the feed tuning elements means that as a result of Verun cleaning by chips and cooling water faults occur or Incorrect settings are made which lead to the destruction of the workpiece and can damage the machine.

Es ist auch ein Schwenkfutter bekannt, desen Achszapfen als Vierkant ausgebildet sind. Zur Ausführung der Schwenkbewegung sind zwei um einen Winkel von z. B. 45° zueinander versetzte Hy draulikzylinder vorgesehen, deren Kolbenstangen exzentrisch am Vierkant angreifen. Eine Schwenkung des Futters um 180° kann nur ruckweise durch vier Teilbewegungen von je 45° pro Hub ausgeführt werden.A swivel chuck is also known, the axle journal of which Are square. To execute the swivel movement are two at an angle of z. B. Hy offset at 45 ° Draulik cylinder provided, the piston rods eccentrically on Attack the square. The feed can only be swiveled by 180 ° executed jerkily by four partial movements of 45 ° per stroke will.

Ferner ist ein Schwenkfutter zur Bearbeitung von Werkstücken unter mehreren sich kreuzenden Achsen bekannt, wobei ein gabel förmig ausgebildeter Futterkörper vorgesehen ist, der einen Schwenkteil mit Futterbacken trägt. Die Futterbacken können un mittelbar in den Futterkörper eingezogen werden. Zum Verschwen ken ist ein Schwenkwerk vorgesehen, das mit einem Zahnrad auf der Schwenkwelle zusammenarbeitet. Dieses Schwenkwerk kann ein Hydraulikmotor sein. Infolge der benötigten mechanischen Über tragungsmittel zwischen Hydraulikmotor und Schwenkwelle ergibt sich ein Spiel, das z. B. bei Zusammentreffen oberer Roleranzbe reiche beim Getriebe und bei der stirnverzahnten Verriegelung zur Fehlpositionierung des Werkstückes führen kann.There is also a swivel chuck for machining workpieces Known under several intersecting axes, one fork Shaped chuck body is provided, the one Swiveling part with chuck jaws. The feed jaws can un indirectly drawn into the chuck body. To waste ken a swivel mechanism is provided, which with a gear the swivel shaft works together. This swivel mechanism can be a Be a hydraulic motor. As a result of the required mechanical over means of suspension between the hydraulic motor and swivel shaft a game that z. B. when upper tolerance meets enough for the gearbox and the spur gear locking Incorrect positioning of the workpiece.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Kon struktion eines Schwenkfutters bei Drehmaschinen zu schaffen, die in den Endstellungen des Schwenkbereiches (meist 0° und 180°) auch das geringste Spiel für genaue, unwuchtfreie Bearbeitung auf einer Drehmaschine mit Sicherheit ausschaltet.The object of the present invention is to provide a simple con creating a swivel chuck structure on lathes, in the end positions of the swivel range (usually 0 ° and 180 °) even the slightest play for precise, unbalance-free processing on a lathe with certainty.

Dieses Ziel wird bei einem Schwenkfutter der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches er reicht.This goal is achieved with a swivel chuck Kind by the features of the characterizing part of the claim enough.

Die spezielle Anordnung eines hydraulischen Schwenkmotors mit Endanschlägen einerseits und die Teileinrichtung mit Teilscheibe und Riegel, der gegen eine Keilfläche aufläuft, andererseits, ga rantiert zusammen die Beseitigung sämtlicher in diesem Bereich auf tretender Spiele. Der Drehkolben wird auf diese Weise gegen den Riegel verspannt. Die Anordnung bewirkt, daß der Riegel durch sei ne einseitige Anlage an einer Keilfläche einer Ausnehmung eine Vorspannung auf den an einem Anschlag des Schwenkmotorgehäuses anstehenden Drehkolben ausübt. Dadurch werden die Spiele in der Riegelführung selbst, zwischen Teilscheibe und Achszapfen, zwi schen Achszapfen und seiner Lagerung im Schenkel und zwischen Achszapfen und Drehkolben (wenn dieser auf dem Achszapfen auf gesetzt ist) "zusammengeschoben" und auf diese Weise neutralisiert. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn nach Erreichen einer der Endlagen des Schwenkfutters (z. B. 0° und 180°) der Schwenkmotor nicht mehr unter dem Einfluß des hydraulischen Druckes steht.The special arrangement of a hydraulic swivel motor with End stops on the one hand and the dividing device with dividing disc and bolt that runs against a wedge surface, on the other hand, ga together eliminates all in this area kicking games. The rotary lobe is against the Bolt clamped. The arrangement causes the bolt to be through ne one-sided contact on a wedge surface of a recess Preload on the one stop of the swivel motor housing pending rotary piston. This will make the games in the Bolt guide itself, between indexing plate and axle pin, between The stub axle and its storage in the leg and between Axle journal and rotary lobe (if this is on the axle journal is "pushed together" and neutralized in this way. This is especially important if after reaching one of the End positions of the swivel chuck (e.g. 0 ° and 180 °) of the swivel motor is no longer under the influence of hydraulic pressure.

Man hat bisher versucht, bei einem Schwenkfutter, das im Be trieb infolge der Masse und der Rotation äußerst empfindlich auf jedes Spiel reagiert (Unwucht, Schwingungen, Ausschuß bei den Werkstücken), durch besonders verschleißfeste Bauteile und höchste Präzision bei der Herstellung jegliches Spiel in den Endstellun gen zu vermeiden. Es liegt aber in der Natur der Sache, daß auch bei größtem Aufwand (und höchsten Kosten) ein gewisses Spiel nicht ausgeschaltet werden konnte. Bei der Erfindung wird ein grundsätzlich anderer Weg eingeschlagen, nämlich Spielfreiheit in den Endstellungen nicht durch erhöhte Präzision, sondern durch ein Neutralisieren des bewußt zugelassenen Spiels im Bereich des Schwenkfutters zu bewirken. Damit konnte erstmals nicht nur eine besonders wirtschaftliche Herstellung des Schwenkfutters erzielt werden, sondern es wird auch ein sich durch Verschleiß einstellendes Spiel des Schwenkfutters ausgeglichen.So far, attempts have been made to use a swivel chuck in the loading floated extremely sensitive due to the mass and rotation every game reacts (unbalance, vibrations, rejects with the Workpieces), thanks to particularly wear-resistant components and the highest Precision in making any game in the end positions to avoid. But it is in the nature of things that too a certain game with the greatest effort (and highest costs) could not be turned off. In the invention, a fundamentally different path, namely freedom of play in the end positions not by increased precision, but by a neutralization of the consciously permitted game in the area of To effect swivel chuck. For the first time not only one particularly economical production of the swivel chuck achieved be, but it also becomes a wear and tear Swivel chuck play compensated.

Zwischenstellungen zwischen den erfindungsgemäß spielfrei ge haltenen Endstellungen können dadurch verriegelt werden, daß der Riegel in eine entsprechend positionierte Ausnehmung der Teil scheibe einrastet und vom Schwenkmotor ein Drehmoment ausgeübt wird, das zu einem Andruck zwischen Riegel und Ausnehmung führt. In erster Linie sind jedoch die spielfrei gehaltenen End lagen (0° und 180°) gemäß der Erfindung von Bedeutung.Intermediate positions between the ge according to the invention free of play End positions can be locked in that the Latch in a correspondingly positioned recess in the part disc engages and a torque is exerted by the swivel motor becomes a pressure between the bolt and the recess leads. In the first place, however, are the play-free end were (0 ° and 180 °) of importance according to the invention.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.The following is an embodiment of the invention below Described in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den gabelförmigen Futter körper eines Schwenkfutters mit in die Schnittebene gedrehten Schenkel und Fig. 1 shows a cross section through the fork-shaped chuck body of a swivel chuck with legs turned in the cutting plane and

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Schwenkmotor gemäß Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section through a swivel motor according to line II-II in FIG. 1.

Auf der Maschinenhauptspindel 1 einer Drehmaschine ist ein gabelförmiger Futterkörper 2 angeordnet. Die Schenkel 3, 4 des gabelförmigen Futterkörpers 2 nehmen die Achszapfen 5, 6 eines Haltekörpers 7 auf. Der in Fig. 1 als Ring ausgebildete Halte körper 7 ist mit Futterbacken 8 zum Spannen eines Werkstückes, z. B. einer Muffe ausgestattet. Beim Bearbeitungsvorgang nimmt der Haltekörper 7 eine um 90° gegenüber der Darstellung in Fig. 1 verdrehte Position ein, so daß die Achse des Werkstückes mit der Maschinenhauptachse fluchtet. Um die Rückseite des Werkstückes bearbeiten zu können, ohne die Maschine stillsetzen und umspannen zu müssen, ist der Schwenkteil 7 um 180° im Gabelkopf 2 drehbar. Die Drehung wird durch hydraulische Schwenkmotoren 9, 10 bewirkt, die in Fig. 1 auf beiden Schenkeln 3, 4 angeordnet sind und deren Drehkolben 11 jeweils auf den Achszapfen 5, 6 sitzen. Die Funktion der Schwenkmotoren ist in Fig. 2 am Beispiel des Motors 10 dargestellt. Auf den Achszapfen 6 ist ein als Kreisringabschnitt ausgebildeter Drehkolben 11 angeordnet, der das Zylindervolumen in zwei Kammern unterteilt, die von einem gehäusefreien Sektor 12 aus über Leitungen 13, 14 wahl weise mit Hydrauliköl beaufschlagbar sind. In Fig. 2 wird über die Leitung 13 Drucköl zugeführt und über die Leitung 14 Drucköl abgezogen, so daß eine Drehbewegung des Achs zapfens 6 und damit des Haltekörpers 7 im Uhrzeigersinn resultiert. Der Sektor 12 stellt dabei die Anschläge für 0° und 180° der Drehbewegung dar. In Fig. 2 (und Fig. 1) be findet sich der Schwenkteil 7 in der 90°-Stellung. Eine Teil einrichtung sorgt für die exakte Positionierung des Haltekörpers 7 in den gewünschten End- bzw. allenfalls Zwischenstellungen in denen eine Bearbeitung des Werkstückes erfolgen soll. Die Teileinrichtung besteht aus je einer mit keilförmigen Ausnehmungen versehenen Teil scheibe 15, 16 die auf den Achszapfen 5, 6 der Drehachse angeordnet sind und den keilförmig zulaufenden Riegeln 17, 18 die durch Hydraulikzylinder 19, 20 zur einseitigen An lage der Keilflächen gegeneinander in die Ausnehmungen einge schoben werden können. In Fig. 1 ist die 90°-Stellung des Haltekörpers 7 - lediglich als Beispiel für die Funktion der Teileinrichtung - verriegelt dargestellt. Die Teilscheiben 15, 16 können ausgetauscht werden und je nach Bedarf um beliebige Bogengrade versetzte keilförmige Ausnehmungen auf weisen. A fork-shaped chuck body 2 is arranged on the machine spindle 1 of a lathe. The legs 3, 4 of the fork-shaped chuck body 2 receive the journal 5, 6 of a holding body 7 . In FIG. 1 formed as a ring-holding body 7 is provided with chuck jaws for clamping a workpiece 8, z. B. equipped a sleeve. During the machining process, the holding body 7 assumes a position rotated by 90 ° with respect to the illustration in FIG. 1, so that the axis of the workpiece is aligned with the main machine axis. In order to be able to machine the back of the workpiece without having to stop and reclamp the machine, the swivel part 7 can be rotated through 180 ° in the fork head 2 . The rotation is effected by hydraulic swivel motors 9, 10 which are arranged on both legs 3, 4 in FIG. 1 and whose rotary pistons 11 are each seated on the axle journals 5, 6 . The function of the swivel motors is shown in FIG. 2 using the example of motor 10 . On the journal 6 , a rotary piston 11 designed as an annular section is arranged, which divides the cylinder volume into two chambers which can be acted upon by hydraulic oil from a housing-free sector 12 via lines 13, 14 . In Fig. 2, pressure oil is supplied via line 13 and pressure oil is withdrawn via line 14 , so that a rotational movement of the axle 6 and thus of the holding body 7 results in a clockwise direction. The sector 12 represents the stops for 0 ° and 180 ° of the rotary movement. In Fig. 2 (and Fig. 1) be the pivot part 7 is in the 90 ° position. A partial device ensures the exact positioning of the holding body 7 in the desired end or intermediate positions in which the workpiece is to be machined. The sub-device consists of one with wedge-shaped recesses part disc 15, 16 which are arranged on the journal 5, 6 of the axis of rotation and the wedge-shaped bolts 17, 18 which by hydraulic cylinders 19, 20 for one-sided position of the wedge surfaces against each other in the recesses can be inserted. In Fig. 1, the 90 ° position of the holding body 7 - only as an example of the function of the sub-device - is shown locked. The dividing disks 15, 16 can be replaced and have wedge-shaped recesses offset by any degree of arc as required.

Zur Kontrolle der Drehstellungen des Haltekörpers 7 sind eine mit der Drehachse verbundene Nockenscheibe 21 und ein End schalter 22 vorgesehen. Über die Nockenscheibe können die einzelnen Drehstellungen angesteuert werden.To control the rotational positions of the holding body 7 , a cam disc 21 connected to the axis of rotation and an end switch 22 are provided. The individual rotary positions can be controlled via the cam disc.

In manchen Fällen wird ein einziger Drehzylinder zur Be tätigung des Schwenkfutters ausreichen. Auch die Teilein richtung könnte nur mit einer verriegelbaren Teilscheibe ausgestattet sein. Zur stabilen Lagefixierung des Halte körpers ist es jedoch zweckmäßig, verriegelbare Teilscheiben in beiden Schenkeln vorzusehen.In some cases, a single rotary cylinder becomes a loading operation of the swivel chuck is sufficient. The parts too direction could only be with a lockable disc be equipped. For stable position fixation of the hold body, however, it is expedient to lockable disks to be provided in both legs.

Claims

Swivel chuck for lathes, consisting of a fork-shaped chuck body that can be attached to the spin del of the lathe and a holding body for a workpiece that can be pivoted hydraulically between two end positions by means of diametrical axle journals in this about an axis perpendicular to the spindle axis, characterized in that on at least one axle journal the rotary piston ( 11 ) of a known hydraulic Schwenkmo gate ( 9, 10 ) is attached or is integrally formed with the journal, the housing of the swivel motor attached to the fork leg ( 3, 4 ) of the chuck body and with two end stops, preferably before 0 ° and 180 °, to limit the pivoting angle of the holding body ( 7 ) and that a known sub-device with partial disc ( 15, 16 ) and bolt ( 17, 18 ) is provided for fixing the position of the swivel chuck, the partial disc with edge-shaped, wedge-shaped recesses and the bolt against one of the wedge surfaces for bracing the sub-device against the rotary piston ( 11 ) and thereby eliminating the running play in the area of the swivel parts can be pushed.