-
Umlaufendes Spannfutter
-
Die Erfindung betrifft ein um laufendes Spannfutter,insbesondere für
Drehmaschinen,mit während des Laufs schaltbaren, das heißt quer zur Drehachse des
Futterkörpers verschiebbaren und/oder um eine von der Drehachse abweichende Achse
verdrehbaren Spannbacken, deren Stellung mittels einer Kontrolleinrichtung feststellbar
ist, welche mit der Steuerung des Antriebs der Maschine und/oder der Werkzeuge verbunden
ist.
-
Es sind umlaufende Spannfutter bekannt,bei denen das eingespannte
Werkstück während des gesamten Bearbeitungsvorganges mit den Spannbacken um eine
nicht mit der Drehachse übereinstimmende Schwenkachse schrittweise weitergeschaltet,das
heißt geschwenkt wird, um Werkstückabschnitte unter verschiedenen,sich kreuzenden
Achsen bearbeiten zu können. Ein derartiges,als Schwenkfutter bezeichnetes Spannfutter
mit Weiterschaltung der Spannbacken bei laufender Spindel zeigt beispielsweise die
DE-PS 1 092 276.
-
Derartige Schwenkfutter werden häufig auf Drehmaschinen verwendet,
bei denen auch der Arbeitszyklus der Werkzeuge selbsttätig gesteuert wird. Um eine
ständige Beobachtung durch Bedienungspersonen einzusparen und trotzdem einen Bruch
der Werkzeuge oder ein Beschädigen des Werkstückes zu verhindern,besteht hierbei
die Forderung,die Bewegungen von Werkstück und Werkzeugen so aufeinander abzustirninen,
daß kein Werkzeug eingesetzt werden kann,solange sich das Werkstück nicht in der
diesem Werkzeug entsprechenden Stellung befindet. Bei Werkstücken,die in jeder Bearbeitungsachse
gleiche Form und Abmessungen
bekommen sollen, wie beispielsweise
bei Zapfenkreuzen, genügt ea,die Weiterschaltung des Werkstückes richtig und vollständig
auszuführen. Bei unsymmetrischen Werkstücken, biespielsweise Ventil gehäusen, die
für jede Arbeitslage des Werkstückes andere Bearbeitungswerkzeuge erfordern bzw.
eine andere Bewegung eines Kopierwerkzeuges, muß jedoch zusätzlich zu einer richtigen
und vollständi gen Weiterschaltung eichergestellt werden, daß in jeder Arbeitslage
nur die dafür vorgesehenen Werkzeuge eingesetzt werden und daß diese Werkzeuge die
richtige Vorechubbewegung ausführen.
-
Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt,die Stellung der verdrehbaren
Spannbacken des Schwenkfuttera durch eine aus der Mantelfläche des Futterkörpers
herausragende Signalscheibe anzuzeigen und mittels eines ortsfest angeordneten Kontrollgerätes
abzutasten. Be einer bekannten Ausführung besteht das Kontrollgerät aus drei Lichtschranken,
die mit drei gleichartien,radial auf der Signalscheibe angeordneten Nocken zusammenwirken,
so daß jede Stellung be Schwenkbacken durch eine andere Kombination der unterbrochenen
Lic strahlen gekennzeichnet ist.
-
Bei einer anderen bekannten Ausuhrung eines Schwenkfutter-Kontre gerätes
nach der DE-PS 1 916 275 ist die Signalacheibe mit einer sämtliche Schaltstellungen
kennzeichnenden Anzahl von Nuten oder Nocken versehen und das Kontrollgerät mit
einer den Schaltstellunge entsprechenden Anzahl von Fühlerstangen auegestattet,
die in den Umlaufbereich der Nuten oder Nocken in bzw. auf der Signalscheibe vorschiebbar
sind, um eine mechanische Abtastung der jeweiligen Ste lunge der Spannbacken vorzunehmen.
-
Da sowohl die Signalscheibe als auch insbesondere die Lichtschranl
anlage bzw.das die Fühlerstangen aufweisende Kontrollgerät im Arbeitsraum der maschine,
beispielsweise Drehmaschine angeordnet und damit den Spänen und den Künlflüssigkeiten
ausgesetzt sind, besitze diese bekannten Kontrollvorrichtungen eine Störanfälligkeit
die 8E mit erhdhten technischen Aufwand nicht beseitigt werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe ugrunde,ein umlaufenden Spannfutter
mit einer Kontrolleinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,welches
mit geringem technischen Aufwand eine zuverlässige überwachung der Spannbackonstellungen
ermöglicht.
-
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist gekennzeichnet
durch mindestens eine zu mindestens einer der Spannbacken führenden Druckluftleitung,
deren Mündung in jeder der unterschiedlichen Stellungen der Spannbacke mit einem
einen bestimmten, der jeweiligen Stellung entsprechenden Staudruck in der Drucklurtleitung
hervorrufenden Abströt:wideratand zusammenwirkt.
-
Durch die erfindungsgemäß angeordnete, mit unterschiedlichen Abströmwiderständen
an der Spannbacke zusammenwirkende Druckluftleitung kann die jeweilige Stellung
der Spannbacken und damit des Werkstückes ohne ein zusâtsliches. im Arbeitsraum
der Maschine angeordnetes Solutrollgerät festgestellt werden. Es ist außer einer
Ausbildung der Abströmwiderstände an einer der Spannbacken lediglich erforderlich,
im Futterkörper und in der das Spannfutter tragenden Spindel Bohrungen für die Druckluft
leitung auszubilden, die zumindest während des Kontrollzeitpunktes mit einer Druckluftquelle
verbunden ist Die voranstehend beschriebenen Maßnahmen erfordern nur einen geringen
Konstruktions- und Bearbeitunsaufwand und ergeben eine im Futterkörper anrreordnete
Yontrolleinrichtung,deren Funktionssicherheit durch Späne und kühlflüssigkeiten
nicht beeinträchtigt werden karl.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sind die Abströmwiderstände
durch unterschiedliche Düsen gebildet die jeweils in einer radialen, zu einem gemeinsamen
Abströmkanal führenden Bohrung angoordnet sind.
-
Vorzugsweise sind diese radialen Bohrungen in dem eine Spannbacke
tragenden Sehwenkwerk des Spannfutters ausgebildet. Der gemeinsame Abströmkanal
kann durch die Ansenkung für den Kopf der Backenbefestigunzsschraube gebildet werden,
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Aströmwiderstände
durch am Lagerzapfen des Schwenkwerkes oder Spannwerkes angebrachte, unterschiedliche
Abströmquerschnitte für die mündung der
Druckluftleitung herverrufende
Prallflächen gebildet. Bei der Verwe dung derartiger Prallflächen besteht die Möglichkeit,
diese derart auszuführen, daß such eine Axialverschiebung des Lagerzapfens keine
Veränderungen des Abströmquer schnittes nervorruft, so daß die Abströmwiderstände
auch an dn in axialer Richtung verschiebbaren Spannwez ausgebildet werden können,
Gemaß einem weiteren Merkmal ist in die Druckluftleitung zwischen einer Druckquelle
und der Mündung eine Vorrichtung zur Druckerfassung und Umwandlung in Signale eingebaut
die vorzugsweise aus pneu tisch-elektrischen Wandlern besteht, deren elektrischer
Signalgeber mit der Maschinen- und/oder Werkseugeteuerung verbunden ist. Auf d Weise
iat es möglich, die durch die unterschiedlichen Abströmwiderstände hervorgerufenen
Staudrücke in der Druckluftleitung unmittel zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen
auszunutzen, wodurch sich sowohl der bauliche Aufwand als auch die Zeitabläufe für
die Kontrolleinrichtung erheblich vereinfachen lassen.
-
Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, die Druckluftleitung
mittels einer Druckluftüberleitungsvorrichtung ständig mit de einen konstanten Luftdruck
erzeugenden Druckluftquelle zu verbinde wobei dieser Luftdruck ca. ein bar beträgt.
Durch diese ständige Be schickun der Drucklurtleitung mit Druckluft eines bestimmten
Dru stehen nicht nur die ontrollaignale stGndig an,sondern erfolgt a serdem eine
selbsttätige Reinigung säntlicher Öffnungen und Strömunguwiderstände.
-
Auf dor Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß
Spannfutters dargestellt, und swar zeigen: Fig. i eine Oesar:tdarstellung des an
einer Spindel befestigte Spannfutters mit zugehöriger Druckluftquelle, wobei das
Spannfutter im Längsschnitt dargestellt ist, und Fig. 2 einen selcantialen Schnitt
durch das Spannfutter gemäß Schnittlinie 11-11 in Fig.1.
-
Das als Schwenkfutter ausgebildete Spannfutter ist gemäs Fig. 1 an
Flansch
Ia einer Spindel 1 befestigt ,die an ihrem anderen Ende eine t5lzuführung 2 trägt
Über diese t)lzuSührung 2 wird dem Schwenkfutter das erforderliche Drucköl zum Spannen
und zum absatzweisen Schalten der Spannbacken zugeführt. Der besseren Übersichtlichkeit
wegen fehlt in Fig.1 die Werkzeugmaschine und der Spindelantrieb ,da diese Teile
nicht zur Erläuterung erforderlich sind.
-
Das Schwenkfutterbesitzt einen Futterkörper 3,der zusammen mit dbr
Spindel 1 um eine Drehachse X-X umläuft. Diese Drehachse X-X wird im rechten .Winkel
von einer Schwenkachse Y-Y geschnitten, um welche ein Werkstück W während des Umlaufens
des Schwenkfutters schrittweise drehbar ist. Dieses Verdrehen des Werkstückes W
um die Drehachse Y-Y geschieht mittels eines Schwenkwerkes 4,das durch zwei Stößel
4a und 4b betätigt wird,wie insbesondere Fig.2 erkennen läßt. Diese beide Stößel
4a und 4b wirken mit einem Vierkantstück des Schwenkwerkes 4 zusammen und bewirken
jeweils eine Verdrehung des Schwenkwerkes lt um 450. Eine Betätigung beider Stößel
4a und 4b hat somit eine Verdrehung des Schwenkwerkes 4 um 900 zur Folge. Die Lagerung
des Schwenkwerlces 4 im Futterkörper 3 erfolgt mittels zweier Radiallager 5a und
5b sowie eines Axiallagers 5c.Das mit den Enden der beiden Stößel 4a und 4b zusammenwirkende
Vierkantstück 4c des Schwenlzcwerkes 4 istæ besten in Fig.2 zu erkennen.
-
Am Schwenkwerk 4 ist mittels einer Backenbefestigungsschraube 6 ein
Spanneinsatz 7 auswechselbar befestigt ,dessen Spannfläche auf die jeweilige Form
des Werkstückes W abgestimmt ist. Dieser Spanneinsatz 7 bildet zusammen mit dem
Schwenkwerk 4 die eine Spannbacke. Die andere Spannbacke wird durch einen Spanneinsatz
8 und ein Spannwerk 9 gebildet,das mittels eines Kolbens 9a in axialer Richtung,d.h.
in Längsrichtung der Schwenkachse Y-Y zum oeffnen und Schließen der Spanneinsätze
7 und 8 verstellbar ist. Der Kolben 9a ist in einer zylindrischen Bohrung 3a des
Futterkörpers 3 angeordnet,die durch einen Verschlußdeckel 3b abgesclossen ist.
Die Beaufschlagung des Kolbens 9a des Spannwerkes 9 erfolgt ebenso wie die Axialverschiebung
der Stößel 4a und 4b durch Drucköl,welches über nicht dargestellte
Bohrungen
im Futterkörper 3 und in der Spindel 1 sowie mittels de: Cl,zuSührung 2 auch während
der Rotation in das Schwenkfutter gela Im Futterkörper 3 ist weiterhin eine DruckLuftleitung
10 angeordnet die aus verschiedenen miteinander in Verbindung stehenden Bohrung,
besteht. Diese Druckluftleitung 10 erstreckt sich auch durch den Flansch la und
die Spindel 1 sowie die Clzuführung 2 hindurch bi zu einer Luft zuführung 11,die
am freien Ende der lzuführung 2 an ordnet und auf einem Lagerzapfen Ib der Spindel
1 drehbar gelager ist. Die auf diese .leise auf der Spindel 1 drehbar gelagerte
Luft führung 11,deren Gehäuse bei umlaufender Spindel 1 feststeht,ist eine Leitung
12 mit einer Druckluftquelle 13 verbunden,de in Fig schematisch dargestellt ist.
-
Am anderen, Innerhalb des Futterköers 3 liegenden Ende besitzt d Druckluftleitung
10 eine Mündung 14,deren oeffnung oberhalb des Vi kantstückes ltc des Schwenkwerkes
4 liegt. In diesem Bereich ist d Schwenkwerk 4 mit vier Radialbohrungen 15 versehen,die
in einem g meinsamen Abströmkanal 16 münden,der beim dargestellten Ausführur beispiel
durch die Ansenkung für den Kopf der Backenbefestigungsschraube 6 gebildet ist und
mit der Umgebungsluft in Verbindung E In jeder Radialbohrung 15 ist eine Düse 17a,17b,17c
bzw.17d angec net,die unterschiedliche Düsenbohrungen aufweisen.Jede der vier n
lichen Stellungen des Schwenkwerkes lt hat somit einen unterschiec chen,der jeweiligen
Stellung des Schwenkwerkes 4 entsprechenden S strömwiderstand für die aus der Druckluftleitung
10 austretenden Druckluft zur Folge. Von diesem Abströmwiderstand hängt es ab'wer
Staudruck sich in der Druckluftleitung 10 ausbildet.Jeder der viE möglichen Stellungen
des Schwenkwerkes 4 entspricht somit ein bec ter Staudruck in der Druckluftleitung
10.
-
In die Druckluftleitung 10 bzw. in die Leitung 12 zwischen der Lv
zuführung 11 und der Druckluftquelle 13 ist eine Vorrichtung 18 Druckerfassung und
Umwandlung in Signale eingebaut.Diese Vorricht
kann beispielsweise
aus pneumatisch-elektrischen Wandlern bestehen, die jeweils dann ein Signal abgeben,
wenn der ihnen zugeordnete Staudruck in der Druckluftleitung 10 auftritt.Das von
diesen pneumatisch-elektrischen Wandlern abge-ebene elektrische Signal kann ur nittelbar
zur Uberwachung der Stellung des Schwenkwerkes 4 sowie zur Freigabe von Steuerbefer'en
für den Antrieb der Maschine oder der-Werkzeuge verwendet werden,wenn diese Steuerbefehle
von dem Erreichen oder dem Einhalten einer bestimmten Stellung des Schwenkwerkes
4 abhängig sind.
-
Anstelle der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Abströmwiderstände
für die Mündung 14 der Druckluftleitung 10 verwendeten Düsen 17a,17b,17c und 17d
können am Schwenkwerk 4 oder irgend einem anderen, mit den Spanneinsätzen 7 und
8 drehenden Bauteil des Schwenkfutters Prallflächen ausgebildet werden,die entsprechend
der jeweiligen Stellung der Spanneinsätze 7 und 8 den Abströmquerschnitt für die
Mündung 14 der Druckluftleitung 10 verändern.
-
Bezugsziffernliste : 1 Spindel 1a Flansch ib Lagerzapfen 2 Ölzuführung
3 Futterkörper 3a Zylindrische Bohrung 3b Verschlußdeckel 4 Schwenkwerk lta Stößel
4b Stößel 4c Vierkantstück 5a Radiallager 5b Radiallager 5c Axiallager 6 Backenbefestigungsschraube
7 Spanneinansatz 8 Spanneinsatz 9 Spannwerk 9a Kolben 10 Druckluft leitung 11 Luft
zuführung 12 Leitung 13 Druckluftquelle 1)4 Mündung 15 Radialbohrung 16 Abströmkanal
17a Düse 17b Düse 17c Düse 17d Düse 18 Vorrichtung X-X Drehachse Y-Y Schwenkachse
W Werkstück
L e e r s e i t e