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Verriegelungseinrichtung für die
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schwenkbare Grundbacke eines Schwenkfutters bei Drehmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf Schwenkfutter fur Drehmaschinen mit einem am Spindelkopf
befestigten Futterkörper, in dem die Spannbacken eines Zweibackenfutters auf radial
zur Spindelachse verlaufenden Schwenkzapfen mittels eines Schwenkwerkes verschwenkbar
sind und einem der Schwenkzapfen wenigstens ein hydraulisch betätigter und mit Keilflächen
am Umfang angreifender Verriegelungskolben zugeordnet ist.
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Erfahrungen haben gezeigt, daß beim Indexieren und Verriegeln eines
Schwenkbolzens mit Hilfe von einem oder zwei Verriegelungskolben, die sich jeweils
mit einer Schrägfläche an den Umfang des Schwenkbolzens oder einer erweiterten Platte
dieses Schwenkbolzens anlegen, dann Schwierigkeiten auftreten wenn der Schwenkbolzen
durch einen direkt angekuppelten, hin- und hergehenden Antrieb abwechselnd in entgegengesetzten
Richtungen
verschwenkt wird. Andererseits treten bei nicht zentrisch wirkenden Zweibacken-Schwenkfuttern
aufgrund der Zerspanungsarbeit pulsierende Kräfte mit solchen Kraftkomponenten auf,
die über den Schwenkzapfen in Öffnungsrichtung, also unmittelbar gegen den hydraulischen
Druck des oder der Verriegelungskolben wirken und in Kombination mit den Druckpulsationen
und hochftequenten Massenkraft-Wechselbeanspruchungen zu einer Lockerung der Verriegelung
beitragen können. Auf diese Weise lassen sich bei größeren Bearbeitungskräften Ausrichtfehler
zwischen den um 1800 zueinander versetzten Bearbeitungsflächen des Werkstückes nicht
ausschließen.
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In der älteren Patentanmeldung P 29 02 421.3 ist ein zentrisch spannendes
Schwenkfutter beschrieben, bei demEwel gegenüberliegende Schwenkbolzen als Grundbacken
ausgebildet und im Futterkörper gelagert sind. Die eine Spannbacke ist kraftschlüssig
mit der drehbaren Grundbacke verbunden, die an ihrem Umfang eine mit Schrägflächen
versehen Ausnehmung enthält. In den Schwenkendstellungen steht die Ausnehmung der
Grundbacke jeweils einem Verriegelungskolben gegenüber, der mit einem keilförmig
verJüngten Ende in die Ausnehmung eingreift. Die Verriegelungskolben sind von Spannhülsen
umgeben, die hydraulisch betätigbar sind und gelöst werden, sobald der Verriegelungskolben
verfahren wird. Nach erfolgtem Schwenkvorgang rastet der jeweilige Verriegelungskolben
in die Ausnehmung oder Keilnut der drehbaren Grundbacke ein und die Spannhülse drückt
dann
das mögliche Kolbenstangen-Passungsspiel des Verriegelungskolbens
weg.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Verriegelungseinrichtung
für schwenkbare Grundbacken der beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß
das Führungsspiel des Verriegelungskolbens mit einfacheren Mitteln und mit größerer
Sicherheit wirksam beseitigt wird, um zu verhindern, daß sich dieses Fdhrungsspiel
auf die Grundbacke in deren verriegeltem Zustand mitteilt und zu Ungenauigkeiten
bei der Bearbeitung führt.
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Bei einem Schwenkfutter der eingangs beschriebenen Art wird diese
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das freie Ende des bzw. der Verriegelungskolben
im wesentlichen gabelförmig so ausgeführt ist, daß zwei die Gabel bildende Verriegelungszapfen,
von denen wenigstens einer eine Keilfläche aufweist, sich spreizend an zugeordnete
Verriegelungsflächen in Ausnehmungen am Umfang des Schwenkbolzens anlegen, und daß
die Länge der Verriegelungszapfen ausreicht, um durch eine Umfangserweiterung der
Kolben innerhalb seiner Führung das Führungsspiel zu beseitigen.
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Auf diese Weise erfolgt mit der Klemmung der Grundbacke gleichzeitig
auch eine Spreizung des gegabelten Kopfes des Verriegelungskolbens, der über diese
Durc#hmessererweiterung innerhalb der Kolbenführung vorteilhaft über seinen gesamten
Umfang abgestützt bleibt, womit Jegliches Führungsspiel beseitigt wird.
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Obwohl dieser Grundgedanke der Erfindung grundsätzlch bei allen Arten
von Verriegelungen von Schwenkfuttern oder deren Grundbacken angewendet werden kann,
liegt die bevorzugte Anwendung bei einem Schwenkfutter bei dem das Schwenkwerk und
der bzw. die Verriegelungskolben an einem von zwei im Futterkörper gegenüberliegenden,
als Grundbacken ausgebildeten Schwenkbolzen angreifen, die auf im Futterkörper radial
geführten und von einem gemeinsamen Spanntrieb gegenläufig angetriebenen Backenbolzen
gelagert sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß Jeder
Verriegelungskolben einen axial gerichteten, sich über den gesamten Kolbendurchmesser
erstreckenden Schlitz enthält, der sich von der Kolbenstirnfläche aus in Axialrichtung
allmählich verengt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann sich an das innere
verengende Ende des Schlitzes eine Querbohrung mit gegenüber der Breite der Ausnehmung
vergrößertem Durchmesser anschließen, um den Schlitz in Axialrichtung zur Vermeidung
von Kerbwirkungen abzuschlieBen.
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Bei- einer Ausführungsform der Erfindung sind im Futterkörper zwei
um 1800 zueinander versetzte gegenläufige Verriegelungskolben vorgesehen, während
am gegebenenfalls erweiterten Umfang des Schwenkbolzens ein durch Ausnehmungen gebildeter
Zapfen besteht, der in der einen Schwenkendstellung durch den einen Verriegelungskolben
und in der anderen Schwenkendstellung durch den anderen Verriegelungskolben geklemmt
wird und seinerseits den
jeweiligen Verriegelungskolben spreizt
und klemmt.
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Ein 3Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein zentrisch spannendes Zweibacken-Schwenkfutter
im Schnitt und Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
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Entsprechend Fig. 1 besteht das Schwenkfutter aus einem topfförmigen
Futterkörper mit einer radialen Grundplatte 2, über die es auf dem Aufnahme flansch
der Maschinenspindel befestigt und das Rohrbündel 14 mit dem blverteiler 13 verbunden
wird.
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Zum Spannen wird der Zylinderraum 21 beaufschlagt, der einen als Kolben
ausgeführten Spannteller 4 nach rechts bewegt, wobei bl aus dem Zylinderraum 22
verdrängt wird.
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Mit seinem Außenkranz greift der Spannteller 4 in Je eine Nut von
Nasenkeilstangen 3, die in Axialkanälen des Futterkörpers 1 geführt sind. Die Keilstangen
erzeugen über die Keilschrägen 15 eine radial verlaufende Bewegung der zylindrischen
Backenbolzen 5. Drehbare Grundbacken 6 und 7 sind in Bohrungen der Backenbolzen
5 axial und radial durch Rollen 11 und Kugeln 10 gelagert und abgestützt.
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Die obere Grundbacke 6 ist zur Lagerung einer Spannbacke 8 mit einer
Kugelpfanne versehen. Die untere Spannbacke 9 ist kraftschlüssig mit der drehbaren
Grundbacke 7 verbunden.
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Wie auch aus Fig. 2 erkennbar, wird über die Kanäle 19 eine Kolbenseite
des Zahnstangenkolbens 19 beaufschlagt, dessen Zähne mit den Zahnlücken der Grundbacke
7 kämmen. Um die verschwenkte Masse bei Erreichen der Endlage zu dämpfen, ist der
Kolben 18 beidseitig mit Endlagendämpfung 26 versehen.
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Nach erfolgtem Schwenkvorgang wird die Grundbacke 7 durch einen Verriegelungskolben
27 geklemmt. Am Umfang der Grundbacke sind außerhalb desVerzahnungsbereiches zwei
Ausnehmungen 43 vorgesehen, zwischen denen ein keilförmiger Vorsprung 44 stehen
bleibt. Die um 1800 zueinander versetzten Verriegelungskolben 27 enthalten Jeweils
einen axial gerichteten, sich über den gesamten Kolbenstangendurchmesser erstreckenden
Schlitz 45, der sich von der Kolbenstirnfläche aus in Axialrichtung verengt. Die
dadurch entstehenden Keilflächen sind auf die ebenfalls keilförmig verlaufenden
Anlaufflächen des Vorsprunges 44 am Umfang des Grundbackens 7 ausgerichtet. Beiderseits
des Schlitzes 45 entstehen somit am Kolbenende oder besser: Kolbenstangenende Verriegelungszapfen
40 und 41. Das vorangehende Ende des Verriegelungskolbens ist vorteilhafterweise
entsprechend Fig. 2 abgeschrägt bzw. mit einer Fase versehen. An das innere verengte
Ende des Schlitzes 45 schließt sich eine Querbohrung 46 mit vergrößertem Durchmesser
an, um bei der Spreizung entstehende Kexiwirkungen zu vermeiden, und um eine über
eine gewisse ausreichende Länge möglichst gleichbleibende Spreizung des Verriegelungskolbens
gegen seine Führungswände zu erzielen.
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Wenn das Schwenkwerk 18 den beweglichen Grundbacken in seine andere
Endstellung überführt hat, befindet sich der keilförmige Vorsprung 44 am Umfang
des Grundbackens dem in Fig. 2 linken Verriegelungskolben bzw. dessen Schlitz gegenüber.
Für besonders große Belastungen und hohe Klemmkräfte kann es zweckmäßig sein, wenn
am Umfang des Grundbackens die zwei um 1800 zueinander versetzte keilförmige Vorsprünge
44 vorgesehen sind, so daß dann an mehreren Stellen des Umfanges gleichzeitig geklemmt
wird.