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Zentrierspannstöcke in senkrechter Anordnung mit Ladeeinrichtung
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für Werkzeugmaschinen Die bekannten Zentrierspannstöcke, auch Wellenspannstöcke
genannt, werden vorwiegend paarweise auf doppelseitigen Zerspanungs maschinen eingesetzt,
bei denen die Werkstücke manuell ein- und ausgelegt oder automatisch zu- und abgeführt
werden. Um die notwendigerweise über die Spannbacken nach links und rechts hinausragenden
Werkstückenden automatisch durchtakten zu können, hat man den Spannschiebern und
ihren Spannbacken eine ausladende Form gegeben. Die Führung der Spannschieber ist
daher nicht zentral unter der Spannmitte, sondern seitlich und rückwärts versetzt
angeordnet. Dies hat den Nachteil der Verkippung und Vereckung der Spannschieber
auf den Führungen, sodaß eine Spannkraftreduzierung am Werkstück und eine Mittenverschiebung
des Werkstücks beim Spannen gegeben sein kann.
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Es sind auch schon andere Führungsarten der Spannschieber bekanntgeworden.
Doch auch bei diesen ist eine manuelle oder automatische Beschickung zeitaufwendig
und kann die automatische Zu- und Abführung der erkstücke nur in einer Flußrichtung
geschehen. Hierzu werden in der Regel Transportketteneinrichtungen verwendet. Diese
haben bekanntlich den Nachteil, daß wegen ihrer Baubreite sehr kurze Werkstücke
nicht gefördert werden können. Weiter werden die Transportketten durch Späne verschmutzt
und sind daher störanfällig.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die Konstruktion der
Senkrechtspannstöcke so zu gestalten, daß eine rotierende Ladeeinrichtung, eine
Ausricht- und Kontrollstation in den Spannstöcken so untergebracht ist, daß diese
keine separaten Antriebs- oder Vorschubkräfte benötigen. Weiter, daß eine rotierende
Ladeeinrichtung erlaubt, auch sehr unterschiedliche Werkstückformen zu transportieren
und in der Länge zu fixieren, sowie die Ein- und Ausgaberichtung der Werkstücke
wahlweise zu bestimmen. Eine weitere wichtige Aufgabenstellung ist, daß bei manueller
Beschickung das Xerkstück nur eingelegt zu werden braucht. Auch können diese mit
den
bekannten kraftschlüssigen oder formschlüssigen Beschickungseinrichtungen
automatisch zu- und abgefördert werden oder nur zugefördert werden. Bei manueller
oder automatischer nur Zu-Beschickung sollen die Werkstücke durch ihr Eigengewicht
abrutschen oder abrollen können.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Spannschieber und
deren Spannbacken eine mittige, senkrechte Spannkraftlinie bilden durch eine mittige
Anordnung einer Spannschieberführung im Spannstockkörper. In diesem werden auch
die horizontalen Lagerstellen für Ausricht- und Kontrollstationen fest angeordnet.
Beide erhalten ihre Ausricht- und Kontrollbewegung von der Vorschubbewegung einer
Bearbeitungseinheit. Außerdem wird eine mittige Lagerstelle für eine Trägerwelle
durch einen unteren Spannschieber und dessen Führung im Spann stock vorgesehen.
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Eine schrittweise drehende Bewegung erhält die Trägerwelle über verzahnte
Bauelemente nach einer Richtung beim Öffnen der Spannschieber. Die Schließbewegung
der Spannschieber wird über eine Freilaufeinrichtung wirkungslos. Auf einer Transportwelle
werden zwei gleiche Ladescheiben mit prismatischen Ausschnitten für den Werkstücktransport
vorgesehen. Diese sind gegeneinander so verdrehbar, daß ein bestimmter Werkstück-Durchmesser
fest eingestellt werden kann. Außerdem können Zwischenstücke vorgesehen sein, um
die zwei Ladescheiben in einem zur Fixierung des Werkstückes notwendigen Abstand
fest anzubringen. - Ein Spannmotor mit einer Antriebswelle wird so abseits angeordnet,
daß die Werkstücke unbehindert von vorne nach hinten oder aber auch von vorne nach
vorne transportiert werden können.
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Im Nachstehenden wird die Erfindung an einer sogenannten Endenbearbeitungsmaschine
mit auf den Schlittenbahnen gleitenden Werkzeugspindelkasten beschrieben. Die Erfindung
kann natürlich auch bei Werkzeug-Pinoleneinheiten Anwendung finden. Zur Einsparung
von Bauelementen und Erreichung eines synchronen Transportablaufes ist bei doppelseitigen
Maschinen vorgesehen, nur eine Spannstockeinheit
für die Transportbewegung
auszurüsten. In diesem Fall wird eine Transportwelle so verlängert, daß diese an
einem gegenüberliegenden Spannstockkörper gelagert wird und ein zweites Ladescheibenpaar
aufnehmen kann.
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Die Figuren zeigen im Einzelnen: Figur 1 eine stirnseitige Ansicht
der erfindungsgemäßen Merkmale eines senkrecht angeordneten Zentrierspannstockes
mit integrierter Werkstück-Ladeeinrichtung.
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Figur 2 eine Draufsicht auf eine untere Spannstockhälfte mit Ladeeinrichtung,
teilweise im Schnitt gezeichnet.
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Figur 3 eine Seitenansicht eines Zentrierspannstockes, die untere
Hälfte im Schnitt gezeichnet.
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Figur 4 eine gestreckte Draufsicht auf eine doppelseitige Endenbearbeitungsmaschine
mit Ausricht- und Kontrollstationen.
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Figur 5 eine schematische Darstellung einer Werkstück-Flußrichtung,
von der Bedienungsseite zur Maschinen-Hinterseite.
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Figur 6 desgleichen, jedoch einer Werkstück-Flußrichtung von der -
zu der Bedienungsseite.
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Figur 7 zeigt das Prinzip bei einer doppelseitigen Endenbearbeitungsmaschine
mit der universellen Spann- und Längenfixiermöglichkeit, beispielsweise einer Kurbelschwinge.
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In Figur 1 ist ein senkrecht angeordneter Zentrierspannstock mit einem
Grundkörper 1 und einer oberen Spannstockhältte 2, einer unteren Spannstockhälfte
3 in stirnseitiger Ansicht dargestellt. Der Grundkörper (1) sitzt mit Flachführungen
4 auf einem nicht dargestellten Maschinenbett. In jeder Spannstockhälfte (2 und
3) ist eine obere Führungsnute 5 mit einem oberen Spannschieber 6 und einem prismatischen
Spannbacken 7 und eine untere Führungsnute 8 mit einem unteren Spannschieber 9 und
einem geraden Spannbacken 10 untergebracht. Ein oberer Deckel 11 und ein unterer
Deckel 12 (Figur 3) schließen die Führungsnuten (5 und 8) ab.
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Diese und die Spannschieber (6 und 9) sowie ihre Spannbacken (7 und
10) sind symmetrisch so angeordnet, daß eine zentrale Spannkraftlinie 13 gebildet
wird.
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Auf der oberen Spannstcckhälfte (2) ist ein Spannmotor 14 angeflanscht.
Dieser ist gekuppelt mit einer senkrecht angeordneten Schneckenwelle 15 (Figur 1).
Diese bringt mit einer Linksschnecke 16 ein Schneckenrad 17 in Drehbewegung, das
auf einer Achse 18 fest verkeilt ist mit einem Zahnrad 19, das in eine, am oberen
Spannschieber (6) seitlich eingelassene Verzahnung 20 eingreift und so die Schließ-
und Öffnungsbewegungen auf den oberen Spann schieber (6) überträgt.
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Das Gleiche geschieht in der unteren Spannstockhälfte (3). Die mehrfach
gelagerte Schneckenwelle (15) mit einer Rechtsschnecke 21 treibt auf ein Schneckenrad
22 (Figur 1 und 2). Dieses ist fest verkeilt auf einer Achse 23, ebenso ein Zahnrad
24, das in eine, am unteren Spannschieber (9) seitlich eingelassene Verzahnung 25
eingreift. Die Schneckentriebe mit ihren Teilen (16, 17 und 21, 22) haben verschiedene
Untersetzungsverhältnisse für einen Ungleichlauf der Spannschieber (6 und 9),damit
entsprechend einem Spannwinkel 26 im prismatischen Spannbacken (7) eine stets mittige
Spannung der Werkstücke bei jedem Durchmesser erfolgt.
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Dieser zentrale Aufbau der Spannmittel erlaubt die Unterbringung einer
Transportwelle 27 durch einen schlitzförmigen Durchbruch 28 im unteren Spannschieber
(9). Die Transportwelle (27) ist fliegend
gelagert in Schrägrollenlagern
29 und mit einem Dichtring 30 im unteren Deckel (12) abgedichtet (Figur 3). Ihre
schrittweise Drehbewegung erhält die Transportwelle (27) über die Achse (23) und
einem fest auf dieser angebrachten Zahnrad 51 (Figur 2).
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Die Achse (23) ist beidseitig gelagert mittels ohrägrollen lager 32.
Das Zahnrad (31) gibt seine Drehbewegung weiter auf ein Zahnrad 33 mit korrigierter
Verzahnung, das auf einer Freilaufnabe 34 und diese wieder auf der Transportwelle
(27) fest verkeilt und achsial mit einem Gewindering 36 gesichert ist.
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am inneren Ende der Transportwelle (27) ist eine Rastscheibe 57 fest
aufgeschraubt. Am äußeren Ende besitzt die Transportwelle (27) einen Aufnahmezapfen
38 und Gewindelöcher 39 (Figur 1) zur Aufnahme und Befestigung eines Ladescheibenpaares
40.
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Beide Ladescheiben haben gleiche, prismatische Ausschnitte 41 und
können über Rundschlitze 42 so gegeneinander verdreht werden, daß sowohl große tMerkstückourchmessser
43, wie auch kleine Werkstückdurchmesser 44 jeweils auf einen gleichen Schwenkradius
45 eingestellt werden können. Das Lauescheitenpaar (40) kann auch durch einen Distanzring
46 (Figur 3) in einen werstückbedingten Abstand 47 gebracht werden.
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Das öffnen der Spannschieber (6 und 9) wird bewirkt durch den Spannmotor
(14) über die Schneckenwelle (15) und die Schneckenräder (17 und 22), die Zahnräder
(19 und 24) und die eingelas senen lerzahnungen (20 und 25). Diese Üffnungsbewegung
wird in der unteren Spannstockhälfte (5) über die Achse (23) auf das Zahnrad (31)
und von diesem auf das zahnrad (33) mit korrigierter Verzahnung weitergegeben. Die
korrigierte Verzahnung bewirkt bei jeder Schaltstellung, daß die Bewegung der Transportwelle
(27) verzögert wird, bis die Spannbacken (7 und 10) ein bearbeitetes Werkstack 35
soweit freigegeben haben, daß dieses bei Beginn der Drehbewegung des Ladescheibenpaares
(40) frei zu einer Kontrollstation 48 bewegt werden kann. Mit der gleichen Drehbewegung
wird im Schwenkradius (45) ein unbearbeitetes Werkstück 49 (Figur 4) von einer Ausrichtstation
50 in eine Bearbeitungsstation 51 eingeschwenkt
Die Schließ- bzw.
Spannbewegung erfolgt in umgekehrter Drehrichtung durch den Spannmotor (14, Figur
3). I)ie Transportwelle (27) bleibt unceeini.lui#t mittels der r'reilaufnabe (34).
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Damit durch Reibung die Transportwelle (27) mit ihrem Ladescheibenpaar
(40) nicht zurückläuft, wird durch einen Rastbolzen 52, dlr in die Rastscheibe (37)
in jeder Schaltstellung eingreift, abgesichert. Der Rastbolzen (52) wird durch ene
Druckfeder 53 beaufschlagt. Eine in eine Bohrung 54 eingeschraubte Gewindebuchse
55 stützt die Druckfeder nach unten ab.
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In Figur 4 ist eine gestreckt gezeichnete Draufsicht mit den Stationen
(48, 50 und 51),dargestellt an einer doppelseitigen Endenbearbeitunpsmaschine. Diese
verfügt bekannterweise über eine linke Bearbeitungseinheit 61 und eine rechte Bearbeitungseinheit
62.
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Jede verfügt über einen Werkzeugspindelkasten 63, 63', der auf einem
Schlitten 64 (Figur 3) gleitend geführt wird. Auf einer Hauptspindel 65, 65' ist
ein Werkzeugkopf 66, 66' aufgeschraubt.
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Die Bearbeitungseinheiten (61 und 62) befinden sich wie dargestellt,
in vorderster Bearbeitungslage.
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Ein einstellbares Federgehäuse 67 ist auf Höhe der Kontrollstation
(50) am linken Werkzeugspindelkasten (63) befestigt und fährt dessen Vorsctiubbewegung
mit. Dabei drücken eine starke Druckfeder 68 über einen Schaltnocken 60, einen Druckbolzen
69 auf einen Richtbolzen 70 und eine Rückholfeder 71, die im linken Grunkiper (1)
gelagert sind. Zwischen dem Richtbolzen (70) und einem Anschlagbolzen 72 mit einer
Rückholfeder 73 wird das rohe Werkstück (49) in eine mittlere Bearbeitungslage gebracht.
Diese viird voreingestellt an einer Schraube 74 mit Mutter 75, die am rechten Werkstückspindelkasten
(63') eingeschraubt ist. Ein Endschalter 76 kontrolliert diesen Vorgang. Die gleichen
Teile sind in der Kontrollstation (48) an den Werkstückspindelkasten (63, 63') vorgesehen
und fahren mit der Vorschubbewcgung mit Hierbei erden Kontrollbolzen 779 77' mit
Rückholfedern 78, 78' zum bearbeiteten Werkstück (79) gedrückt zur Längen- und Zentrumskontrolle,
die
überwacht wird durch einen Endschalter 76'. Nach diesem Vorgang
gehen die Werkzeugspindelkasten in ihre Grundstellung zurück, während in deren Rücklaufzeit
die Spannschieber öffnen und die Ladescheibenpaare (40, 40') die in den prismatischen
Ausschnitten (41) lagernden Werkstücke (49, 35, 79) weitertakten.
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Figur 5 zeigt die Möglichkeit, unbearbeitete Werkstücke 81 über eine
Einlaufrinne 82 von der Maschinen-Bedienungsseite her zu beschicken. Durch die prismatischen
Ausschnitte (41) der Ladescheibenpaare (40) werden die unbearbeiteten Werkstücke
(81) vereinzelt, der Ausrichtstation (50) zugeführt. Von dort weitergetaktet zur
Bearbeitungsstation (51) unddie in dieser bearbeiteten werkstücke (83) zur Kontrollstation
(48). Bei der nachfolgenden Drehbewegung der Ladescheibenpaare (40) laufen die bearbeiteten
Werkstücke (83) auf einer Ablaufrinne 84 auf und rollen oder rutschen auf dieser
ab.
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Bei Figur 6 ist der Werkstückeinlauf wie bei Figur 5.
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Bearbeitete Werkstücke 85 werden jedoch in den prismatischen Ausschnitten
(41) um den hinteren Schwenkbereich der Ladescheibenpaare (40) durch eine gebogene
Führungsrinne 86 gehalten, bis diese schräg nach der Maschinen-Bedienungsseite hin
ausläuft und die bearbeiteten Werkstücke (85) nach dort abrollen. Damit die Werkstückenden
im Schwenkradius (45; rundum ungehindert durchgetaktet werden können, ist im Gehäuse
(1) eine Ringnutenaussparung 80 vorgesehen.
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Sollten die Werkstücke von der Maschinen-Hinterseite zu- und abgeführt
oder nur zugeführt und zur Maschinen-Bedienungsseite abgeführt werden, so kann man
die erfindungsgemäßen Spaanstöcke mit ihrer Ladeeinrichtung auch seitenverkehrt
anbringen.
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In Figur 7 ist eine doppelseitige Spann- und Ladeeinrichtung dargjstellt.
Die Transportwelle (27) einer linken Spann- und Ladeeinheit 90 wird verlängert durch
eine Keilwelle 91 und durch
eine rechte Spann- und Ladeeinheit
92 hindurchgeführt. Die Keilwelle (91) wird verschiebbar gelagert in einer Gleitbuchse
93, die in einem Grundkörper 94 eingebaut ist. Auf der Keilwelle (91) sind ein linker
Aufnahmeflansch 95 und ein rechter Aufnahmeflansch 96 aufgesteckt. Diese sind verschieb-
und klemmbar und nehmen die Ladescheibenpaare (40, 40') auf. Das rechte Ladescheibenpaar
(40') ist getrennt aufgeschraubt, so daß sich zwischen diesen ein Abstand 97 zur
beidseitigen Fixierung eines Zwischenbundes 98 einer zur Bearbeitung vorgesehenen
Kurbelschwinge 99 ergibt. Diese Darstellung zeigt, wie durch die Erfindungsmerkmale
auch schwierige Werkstückforinen ohne weitere aufwendige Einrichtungen gefördert
werden können.