DE2855964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehbank-Schwenkfutter mit einem am Spindelkopf befestigten Zweibackenfutter, in dem die Spannbacken auf Schwenkzapfen gelagert und senkrecht zur Spindelachse mittels eines an einem der Schwenkzapfen an­ greifenden Schwenkwerks verschwenkbar sind, wobei einer mit dem Schwenkzapfen verbundenen Schaltplatte, deren Umfang Schaltflächen aufweist, eine hydraulisch betätigte, keil­ förmige, mit Kolben arbeitende Verriegelungsvorrichtung zu­ geordnet ist.

Um verhältnismäßig kurze Werkstücke, die an mindestens zwei gegenüberliegenden Flächen eine Bearbeitung auf der Dreh­ bank erfordern, rationell fertigen zu können, ist ein wäh­ rend des Laufes der Spindel um 180° verschwenkbares Schwenkfutter notwendig. Das Werkstück wird dabei einmal gespannt und an seiner einen Seite verarbeitet, worauf man während des Laufs der Spindel die Indexierung für das Schwenkwerk löst, das Spannfutter um 180° verschwenkt und von neuem indexiert, um anschließend die zweite Werkstück­ fläche zu bearbeiten.

Ein aus der DE-PS 10 92 276 bekanntes Schwenkfutter besteht aus einem topfförmigen Futterkörper, in dem zwei Schwenk­ zapfen diametral gelagert sind. Die Schwenkzapfen tragen Spannbacken für das Werkstück, wobei einer der Schwenkzap­ fen zu einem hydraulischen Druckkolben für die Betätigung der Spannvorrichtung gehört. Der dem Kolben gegenüberlie­ gende Schwenkzapfen ist über einen Teil seiner Länge als Vierkant ausgebildet, wobei die vier Flächen vier zueinan­ der versetzte Schwenkstellungen für die Spannbacken und das darin festgehaltene Werkstück definieren.

In der Ebene des Vierkantabschnittes sind im Futterkörper zwei Hydraulikzylinder um 45° zueinander versetzt angeord­ net, deren Kolben nacheinander mit einer Stoßkante bzw. einer Abschrägung auf die Vierkantflächen wirken, so daß ein Schrittschaltwerk entsteht, mit dem das gespannte Werk­ zeug um zweimal 45° verschwenkt und der Schwenkzapfen dann in einer Endstellung durch Anlage der Schrägfläche des einen Kolbens verriegelt wird. Dies bekannte Schrittschalt­ werk hat nur Vorteile, wenn das Werkstück an um jeweils 90° zueinander versetzten Flächen zu bearbeiten ist. Bei Rohr­ muffen, deren Bearbeitungsflächen um 180° zueinander ver­ setzt sind, würde bei diesem großen Schwenkwinkel und das dann mehrmals hintereinander zu betätigende Schrittschalt­ werk eine erhebliche und ungünstige Schaltzeitlänge entste­ hen.

Bei einem aus der DE-OS 14 77 654 bekannten Schwenkfutter, das der eingangs angegebenen, gattungsbildenden Bauart ent­ spricht, besteht der Nachteil, daß bei einer Verdrehung des angetriebenen Schwenkzapfens z. B. mittels eines Zahnstan­ gengetriebes abwechselnd um zwei um 180° zueinander ver­ setzten Schwenkstellungen ungünstige Positionsbedingungen mit der Gefahr auftreten können, daß der Verriegelungskol­ ben keine Indexierung mehr bewirkt, sondern auf seinem Hub nur die Umfangskante des Schwenkzapfens erfaßt und dabei entweder in die verkehrte Richtung dreht oder durch Selbst­ hemmung stehenbleibt und/oder Beschädigungen verursacht. Erfahrungen haben gezeigt, daß beim Indexieren und Verrie­ geln eines Schwenkwerkes in der jeweiligen Schwenkstellung ein einzelner, mit einer Schräg- oder Keilfläche versehener Kolben bzw. eine Kolbenstange dann Probleme aufwirft, wenn die Schwenkachse z. B. aufgrund eines hin- und hergehenden Antriebes abwechselnd in entgegengesetzte Schwenkrichtungen angetrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Dreh­ bank-Schwenkfutter der eingangs angegebenen Art Ausricht­ fehler in den Schwenkendstellungen und daraus resultierende Bearbeitungsfehler zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorge­ schlagen, daß der Umfang der an sich kreisrunden Schalt­ platte für jede Futter-Schwenkstellung zwei durch Segment­ schnitte gebildete, im wesentlichen einander gegenüberlie­ gende Druckflächen enthält, denen innerhalb der Ebene der Segmentschnitte angeordnete hydraulisch betätigbare Kolben mit sich an die Druckflächen der Schaltplatte anlegenden und in Betätigungsrichtung sich keilförmig verjüngenden Verriegelungsflächen zugeordnet sind.

Bei Anwendung der vorgeschlagenen Bauweise läßt sich der Schwenkzapfen eines beliebigen Schwenkfutters in den vorbe­ stimmten Schwenkstellungen zwangsläufig indexieren, so daß Ausricht- und Bearbeitungsfehler vermieden werden. An das Schwenkwerk brauchen hinsichtlich einer Vor-Ausrichtung des Schwenkzapfens keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden, da die genaue Indexierung in jedem Fall von den beiden Verriegelungskolben vorgenommen wird. Außerdem wer­ den die pulsierenden Bearbeitungskräfte am Werkzeug durch die Verriegelung des Spannwerks sicher aufgenommen, so daß Werkzeugbrüche aufgrund eines unkontrollierten Nachgebens des nicht fest verriegelten Werkstückes ausgeschlossen sind. Diese vorteilhaften Wirkungen bleiben auch dann er­ halten, wenn für jede Schwenkstellung mehr als zwei Druck­ flächen sowie zugeordnete Verriegelungskolben vorgesehen oder wenn die Verriegelungskolben in einer z. B. nicht zu­ einander parallelen Kombination angeordnet werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkfutters zeichnet sich dadurch aus, daß die an Kol­ benstangen von zwei zueinander parallel geführten Kolben angeordneten Verriegelungsflächen bezüglich einer die Achse der Schaltplatte enthaltenden Symmetrieebene einen zueinan­ der spiegelbildlichen Verlauf besitzen.

Zweckmäßigerweise sind für jede Schwenkstellung des Spann­ futters an der Schaltplatte mehr als zwei Druckflächen vor­ gesehen und diesen eine entsprechende Anzahl von hydrau­ lisch betätigbaren Kolben mit keilförmigen Schrägflächen zugeordnet. Zur Verbesserung des Klemm- und Spannverhaltens der Schwenkvorrichtung kann es weiterhin zweckmäßig sein, daß der Verriegelungshub der hydraulisch betätigbaren Kol­ ben untereinander wahlweise jeweils über eine Verzögerungs­ einrichtung steuerbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehbank- Schwenkfutters ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht eines Schwenkfutters nach der Erfindung,

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch das Schwenk­ futter nach der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen waagerechten Längsschnitt durch das Schwenk­ werk nach der Linie B-B in Fig. 1 und

Fig. 4 einen waagerechten Längsschnitt durch die Verriege­ lungsvorrichtung des Schwenkwerkes nach der Linie C-C in Fig. 2.

Der am Spindelkopf einer Drehbank befestigte topfförmige Tragteil 10 des Schwenkfutters besitzt eine nach vorn offene, durch Umfangswandungen 11 umschlossene Aufnahme­ öffnung 12, in der ein Werkstück, z. B. eine Rohrmuffe 14, zur Bearbeitung in einem Zweibackenfutter gespannt ist. Das Spannfutter umfaßt eine in der Darstellung untere Spannbacke 15, die auf die zentrische Position des Werk­ stückes ausgerichtet ist, sowie eine obere Spannbacke 16, die über einen Hydraulikzylinder 17 radial beweglich ist. Sie liegt in einer Kugelkalotte 18 eines im Kolben des Hydraulikzylinders 17 gelagerten und axial abgestützten Schwenkzapfens 19 an. Die untere Spannbacke 15 ist auf einem im Tragteil 10 gelagerten Schwenkzapfen 20 befestigt, der ein zum Schwenkwerk gehörendes Ritzel 21 trägt.

Das Schwenkwerk für das Zweibackenfutter umfaßt zwei mit Zahnstangenprofil versehene, auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Ritzel 21 in Eingriff stehende hydraulisch betätig­ bare Stellkolben 22, 23, die wechselseitig beaufschlagt werden, um den Schwenkzapfen 20 zwischen zwei um ca. 180° zueinander versetzten Schwenkstellungen zu verdrehen. Durch den Spanneingriff am Werkstück 14 wird über das Schwenkwerk 24 gleichzeitig auch der obere Schwenkzapfen 19 mit verdreht.

Der untere Schwenkzapfen 20 ist an seinem der Spindelachse 25 näheren Ende entsprechend Fig. 2 und 4 zu einer kreis­ runden Schaltplatte 26 erweitert. Auf dem Umfang der Schalt­ platte befinden sich entsprechend der beabsichtigten Anzahl von Schwenkstellungen des Schwenkfutters paarweise einander zugeordnete Druckflächen, und zwar im vorliegenden Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 4 für zwei Endstellungen ein erstes Druckflächenpaar 30, 31 und ein dazu um 180° versetztes zweites Druckflächenpaar 32, 33. Diese Druckflächen ent­ stehen aus Segmentabschnitten durch den Umfang der Schalt­ platte 26, die in einer kreisrunden Ausnehmung 28 im Trag­ teil 10 aufgenommen und selbst sowie über den Schwenkzapfen 20 entsprechend Fig. 2 mehrfach radial und axial gelagert ist.

Weiterhin sind entsprechend Fig. 2 und 4 in der Ebene der Schaltplatte 26 zwei zueinander parallele und zur Schalt­ platte symmetrisch angeordnete Kolben 34, 36 mit Kolbenstangen 38 bzw. 40 in Längsbohrungen 46 bzw. 48 des Tragteils 10 ge­ führt. Die Kolbenstangen 38, 40 sind endseitig mit einander gegenüberliegenden, sich in Betätigungsrichtung verjüngenden Keilflächen 42, 44 versehen, die zur gemeinsamen Symmetrie­ ebene im gleichen Winkel stehen, wie die der einen Schwenk­ stellung zugeordneten Druckflächen 30, 31 auf der Schalt­ platte 26. Obwohl sich die gezeigte Anordnung der Druck­ kolben 34, 36 unter Berücksichtigung ihrer Unterbringung im Tragkörper 10 als günstig anbieten, können bei der Prakti­ zierung der Erfindung auch andere Anordnungen, z. B. auch solche mit mehr als zwei Druckkolben zweckmäßig sein.

Werden die Kolben 34 und 36 aus ihren vorgeschobenen Stellungen gemäß Fig. 4 zurückgezogen, so kommen die Keilflächen 42, 44 vom Umfang der Schaltplatte 26 frei, so daß nunmehr der Schwenk­ zapfen 20 mit Hilfe des Schwenkwerks 24 um 180° verdreht werden kann. Dann nehmen die Druckflächen 32, 33 der Schaltplatte die zuvor von den Druckflächen 30, 31 belegten Stellungen ein, so daß diese nunmehr von den Keilflächen 42, 44 der Kolben­ stangen nach Beaufschlagung der Kolben 34, 36 mit hydraulischem Druckmedium von neuem geklemmt werden. Da dieser Betriebs­ ablauf bei rotierender Drehbankspindel und mit sehr kurzen Taktzeiten erfolgt, stellt die beiderseitige symmetrische Klemmung der Schaltplatte 26 auch dann eine genaue Indexierung sicher, falls der Schwenkzapfen 20 durch das Schwenkwerk 24 nicht in die genaue Schwenkendstellung gebracht worden sein sollte. Aufgrund der beiderseitigen symmetrischen Klemmung der Schaltplatte und damit des Zweibackenfutters wird einer­ seits eine gegenüber den bei der Bearbeitung auftretenden Verspannungskräften ausreichend starre Klemmung erreicht und andererseits sichergestellt, daß sich die Klemmung während der Bearbeitung nicht durch solche Kraftkomponenten lösen kann, die bei der Bearbeitung in pulsierender Folge entstehen und in Verschieberichtung der Kolben übertragen werden.

Claims (4)

1. Drehbank-Schwenkfutter mit einem am Spindelkopf befe­ stigten Zweibackenfutter, in dem die Spannbacken auf Schwenkzapfen gelagert und senkrecht zur Spindelachse mittels eines an einem der Schwenkzapfen angreifenden Schwenkwerks verschwenkbar sind, wobei einer mit dem Schwenkzapfen verbundenen Schaltplatte, deren Umfang Schaltflächen aufweist, eine hydraulisch betätigte, keilförmige, mit Kolben arbeitende Verriegelungsvorrich­ tung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der an sich kreisrunden Schaltplatte (26) für jede Futter-Schwenkstellung zwei durch Segment­ schnitte gebildete, im wesentlichen einander gegenüber­ liegende Druckflächen (30, 31; 32, 33) enthält, denen innerhalb der Ebene der Segmentschnitte angeordnete hy­ draulisch betätigbare Kolben (34, 36) mit sich an die Druckflächen der Schaltplatte anlegenden und in Betäti­ gungsrichtung sich keilförmig verjüngenden Verriege­ lungsflächen (42, 44) zugeordnet sind.

2. Schwenkfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an Kolbenstangen (38, 40) von zwei zueinander parallel geführten Kolben (36, 36) angeordneten Verrie­ gelungsflächen bezüglich einer die Achse der Schaltplat­ te (26) enthaltenden Symmetrieebene einen zueinander spiegelbildlichen Verlauf besitzen.

3. Schwenkfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Schwenkstellung des Spannfutters an der Schaltplatte (26) mehr als zwei Druckflächen vorgesehen und diesen eine entsprechende Anzahl von hydraulisch be­ tätigbaren Kolben mit keilförmigen Schrägflächen zuge­ ordnet sind.

4. Schwenkfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshub der hydraulisch betätigbaren Kolben untereinander wahlweise jeweils über eine Verzögerungseinrichtung steuerbar ist.