DE2946977A1

DE2946977A1 - Einspannvorrichtung mit rueckziehbarem anschlag

Info

Publication number: DE2946977A1
Application number: DE19792946977
Authority: DE
Inventors: London Telesphor Morawski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-06-12
Also published as: GB2037191B; CA1110436A; US4208061A; AU5276779A; AU514759B2; GB2037191A

Description

Einspannvorrichtung mit rückziehbarem Anschlag

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung, genauer gesagt eine Spannzange mit einem rückziehbaren Anschlag zur Festlegung eines Werkstückes.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken kommt es oft vor, daß ein mit einer mittigen Bohrung versehenes Werkstück an seinen gegenüberliegenden Endseiten bearbeitet werden muß. Derartige Werk» stücke werden häufig in einer Einspannvorrichtung gelagert, an der ein mit dem Werkstück in Eingriff tretender Anschlag angeordnet ist, um das Werkstück in Axialrichtung in einer genau vorbestimmten Position an der Einspannvorrichtung festzulegen. Oa sich der mit dem Werkstück in Kontakt befindliche Anschlag normalerweise mit der Rückseite des in der Einspannvorrichtung gelagerten Werkstückes in Eingriff befindet, wird das Werkstück nach der Bearbeitung der Vorderseite desselben aus der Einspannvorrichtung entfernt, umgedreht und danach in der gleichen oder einer anderen Einspannvorrichtung montiert, um diejenige Seite bearbeiten zu können, die sich anfangs mit dem Anschlag in Eingriff befand. Eine Entfernung des Werkstückes aus der Einspannvorrichtung, um die Bearbeitung von beiden Endseiten zu ermöglichen, ist erforderlich, da sich der an der Einspannvorrichtung angeordnete Anschlag häufig mit derjenigen Endseite in Eingriff befindet, die bearbeitet werden muß,

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und daher eine Behinderung für das die mit dem Anschlag in Kontakt befindliche Endseite des Werkstückes bearbeitende Schneidwerkzeug darstellt.

Ziel der Erfindung ist es, die Notwendigkeit der Entfernung eines Werkstückes aus einer Einspannvorrichtung, um seine gegenüberliegenden Endseiten zu bearbeiten, zu vermeiden.

Genauer gesagt ist es ein Ziel der Erfindung, eine Einspannvorrichtung zu schaffen, an der ein Anschlag zum Festlegen eines Werkstückes angeordnet ist, der mit einer zu bearbeitenden Endseite des Werkstückes in Eingriff treten und nach der Festlegung des Werkstückes und der Ergreifung desselben durch die Einspannvorrichtung zurückgezogen werden kann, so daß der Anschlag das Schneidwerkzeug nicht daran hindert, die entsprechende Endseite des Werkstückes zu bearbeiten.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Einspannvorrichtung zu schaffen, die ein Element zum Ergreifen eines Werkstückes und einen daran angeordneten Anschlag umfaßt, die durch eine Zugstange so miteinander verbunden sind, daß bei einer Vorwärtsverschiebung der Zugstange der Anschlag in die das Werkstück festigende Position vorbewegt wird, und bei einer danach erfolgenden Rückwärtsverschiebung der Zugstange das das Werkstück ergreifende Element das Werkstück ergreift und der Anschlag danach zurückgezogen wird.

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Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer

erfindungsgemäß ausgebildeten Einspannvorrichtung, in der die Teile derselben in einer Lage bei Beginn der Montage eines Werkstückes an der Einspannvorrichtung dargestellt sind;

Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, wobei ein Werkstück gezeigt, das sich mit der Einspannvorrichtung fest in Eingriff befindet; und

Figur 3 eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, die das mit der Einspannvorrichtung in Eingriff befindliche Werkstück und den Anschlag zur Festlegung des Werkstückes in einer zurückgezogenen Position zeigt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einspannvorrichtung umfaBt einen Hauptteil 10, der an einer drehbar angetriebenen Spindel 12 einer Werkzeugmaschine mittels einer Vielzahl von Schrauben 14 befestigt werden kann. Die Vorderseite des Hauptteils ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung 16 versehen, in der der Basisflansch 18 eines Ausweitungeelementes 20 beispielsweise durch Schrauben 22 befestigt und durch Schrauben 23

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zentriert 1st. Das Ausweitungselement 20 besitzt einen nach vorne vorstehenden zylindrischen Vorsprung 24, der in einer konischen Nase 26 am vorderen Ende desselben endet. Die ausweitbare Spannzange, allgemein mit 2Θ bezeichnet, weist einen ringförmigen Basisplattenabschnitt 30 auf, der zur Durchführung einer Axialbewegung auf dem zylindrrchen Vorsprung 24 des Ausweitungselementes 20 geführt ist. Der Außenumfang des Plattenabschnittes 30 ist mit einer engen Gleitfassung in bezug auf einen Ring 29 versehen, der an dem Flansch 18 durch Schrauben 31 befestigt ist. Die Spannzange 28 umfaßt einen Hülsenabschnitt, der eine Vielzahl von in Umfangerichtung benachbarten Federfingern 32 aufweist, die durch sich in Axialrichtung erstreckende Schlitze voneinander getrennt sind. Das distale Ende der Spannzange 26 ist im Inneren abgeschrägt und zwar derart, daß es der Abschrägung an der konischen Nase 26 des Ausweitungselementes 20 entspricht. Der Außenumfang der Spannzange 28 ist an seinem vorderen Ende zylindrisch geformt, wie bei 34 gezeigt, um mit der inneren zylindrischen Bohrung eines Werkstückes 38 in Eingriff zu treten. Das Werkstück 36 weist eine Vorderseite 40 und eine Rückseite 42 auf, die beide bearbeitet werden müssen. Die axiale Stellung des Werkstückes 3Θ an der Spannzange 28 wird durch einen ringförmigen Anschlag 44 festgelegt, gegen den die Seite 42 stoßen kann.

Der Hauptteil 10 ist mit drei Bohrungen 46, 48, 50 ausgestattet, die zu der Ausnehmung 16 an der Vorderseite desselben konzentrisch ausgebildet sind. Innerhalb der Bohrung 46

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befindet sich eine Spannzangenbetätigungsvorrichtung, die eine Zugplatte 52 umfaßt, die mittels eines Führungsstiftes 54 in einer Bohrung 56, die sich entlang der mittleren Achse des Ausweitungselementes 20 erstreckt, zur Durchführung einer Axialbewegung geführt ist. Der Basisplattenabschnitt 30 der Spannzange 2Θ ist über Schrauben 5Θ mit Stiften 60 verbunden, die an der Zugplatte 52 befestigt sind. Die Stifte 60 können durch Öffnungen 62 im Basisflansch 1Θ des Ausweitungselementes 20 gleiten. Die Rückseite des Basisflansches 18 und die Vorderseite der Platte 52 sind mit einer Vielzahl von axial ausgerichteten Taschen 64 versehen, in denen Federn 66 angeordnet sind« Die Federn 66 spannen die Zugplatte 52 normalerweise nach hinten vor, so daß das vordere zylindrische Ende 34 der Spannzange 2Θ durch den konischen Nasenabschnitt 26 radial ausgeweitet wird, um das Werkstück 38 zu ergreifen.

Innerhalb der Bohrung 50 des Hauptteils 10 und einer axial ausgerichteten Bohrung 68 der Spindel 12 befindet sich ein gleitend angeordneter Drücker für den Anschlag 44 in Form einer Buchse 70. Die Buchse 70 ist mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, sich in Axialrichtung erstreckenden Taschen 72 versehen, in denen Druckfedern 74 angeordnet sind. Die vorderen Enden der Federn 74 sind gegen die vorderen Enden der Taschen 72 gelagert, und die rückwärtigen Enden der Federn 74 sind gegen eine feste Schulter 76 an der Spindel 12 gelagert* Der Anschlag 44 ist über Schrauben 7Θ mit einer Vielzahl von Stiften 80 verbunden, die sich durch die Basis-

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platte 30 der Spannzange 28, den Basisflansch 1Θ des Ausweitungaelementes 20, die Zugplatte 52 und den ringförmigen Scheibenabschnitt Θ2 des Hauptteils 10, der die Bohrungen 46, 50 voneinander trennt, erstrecken. Die inneren Enden der Stifte Θ0 sind mit dem vorderen Ende der Buchse 70 fest verbunden» Die Federn 74 spannen die Buchse 70 normalerweise in Vorwärtsrichtung derart vor, daß sie gegen die Rückseite 64 des Scheibenabschnittes Θ2, der die Bohrungen 46, 50 voneinander trennt, stößt. Die Rückseite 84 des Scheibenabschnittes 82 bildet eine Anschlagschulter für die Buchse 70, die das vordere Ende des Anschlags 44 in einer genau vorgegebenen axialen Stellung festlegt, gegen die die

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Rückseite/des Werkstückes 36 stoßen kann. Falls gewünscht, kann eine Distanzscheibe an der Seite 84 angeordnet sein, um die gewünschte Festlegung des vorderen Endes des Anschlages 44 zu erhalten. Wenn das vordere Ende der Buchse 70 gegen die Seite 84 stößt, befindet sich das rückwärtige Ende der Buchse 70 axial im Abstand vor der festen Schulter 76 an der Spindel 12. Desweiteren ist die Axialabmessung der Bohrung 46 zwischen der Vorderseite 86 des Scheibenabschnittes 82 und der Rückseite des Basisflansches 18 wesentlich größer als die axiale Dicke der Zugplatte 52.

Innerhalb der Spindel 12 befindet sich eine axial verschiebbare Zugstange 88, die innerhalb der Buchse 70 entlang der mittleren Achse der Einspannvorrichtung gleitend angeordnet ist. An ihrem vorderen Ende ist die Zugstange 88 mit einem vergrößerten

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zylindrischen Kopf 90 versehen. Mittels eines Stiftes 92 an der Buchse 70, der sich mit einer ebenen Fläche 94 in Eingriff befindet, die mit einer Gegenbohrung 96 versehen ist, die mindestens geringfügig größer ist als der Durchmesser des vergrößerten Kopfes 90 am vorderen Ende der Zugstange ΘΘ, wird die Zugstange ΘΘ an einer Drehung gegenüber der Buchse 70 gehindert.

Um ein Werkstück 38 am zylindrischen Ende 34 der Spannzange zu montieren, muß die Spannzange vorwärts geschoben werden, um das zylindrische Ende 34 bis auf einen Durchmesser zusammenzudrücken, der geringfügig kleiner ist als die Bohrung 36 des Werkstückes. Das zylindrische Ende 34 wird durch Verschieben der Spannzange nach vorne zusammengedrückt. Dies wird durch Verschieben der Zugstange ΘΘ nach vorne erreicht, so daß der vergrößerte Kopf 90 derselben die Bohrung 48 passiert, gegen die Zugplatte 92 stößt und diese nach vorne in die in Figur dargestellte Position verschiebt, in der die Federn 66 zusammengedrückt sind. Wenn die Zugstange ΘΘ nach vorne verschoben wird, bewegt sich der vergrößerte Kopf 90 aus dem Eingriff mit der Endseite der Gegenbohrung 96 der Buchse heraus, so daß sich die Buchse 70 unter der Vorspannung der Federn 74 frei nach vorne in die in Figur 1 dargestellte Position bewegen kann, bei der das vordere Ende der Buchse 70 mit der Schulterseite Θ4 des Scheibenabschnittes 92 des Hauptteils 10 in Eingriff tritt. Somit wird durch eine Verschiebung der Zugstange ΘΘ nach vorne in die in Figur 1

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dargestellte Position die Spannzange zusammengedrückt und das Werksick 38 kann über den zylindrischen Endabschnitt 34 in Eingriff mit dem ringförmigen Anschlag 44 gleiten, der durch die Buchse 70 nach vorne gedruckt worden ist.

Wie in Figur 2 dargestellt ist, wird die Zugstange ΘΘ zurückgezogen, nachdem das Werkstück über die Spannzange gesetzt worden ist. Sobald die Zugstange 88 beginnt, sich zurückzuziehen, wird die Zugplatte 52 durch die Federn 66 rückwärts verschoben, damit das Ende 34 der Spannzange mit der konischen Nase 26 des Ausweitungselementes 20 in Eingriff treten kann und um das Ende 34 in einen festen Eingriff mit der Bohrung 36 des Werkstückes 38 aufzuweiten. Die Axialabmessung der Bohrung ist so bemessen, daß die Spannzange durch die Federn 36 vollständig ausgeweitet ist, bevor die Rückseite der Zugplatte 52 mit der Vorderseite 66 des Scheibenabschnittes 82 im Hauptteil 10 in Eingriff tritt.

Wenn sich somit die Zugstange weiter zurückzieht, bewegt sich der vergrößerte Kopf 90 am vorderen Ende derselben aus dem Eingriff mit der Zugplatte 52 heraus und tritt danach mit der Buchse 70 in Eingriff und verschiebt diese nach hinten gegen die Vorspannung der Federn 74. Da der ringförmige Anschlag 44 über Stifte Θ0 mit der Buchse 70 verbunden ist, wird der Anschlag 44 in die in Figur 3 dargestellte Position zurückgezogen, nachdem das Werkstück von der Spannzange fest ergriffen worden ist. Wenn sich daher die Teile der Spannzange

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in den in Figur 3 dargestellten Positionen befinden, wird das Werkstück 38 in einer genau vorgegebenen axialen
Stellung an der Spannzange festgelegt und von dieser fest ergriffen. Da sich der Anschlag 44 jedoch in der zurückgezogenen Stellung befindet, können die Schneidwerkzeuge 9Θ, 100 in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben werden, um die Seiten 40, 42 zu bearbeiten, ohne daß der Anschlag 44 eine Behinderung darstellt.

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Claims

London Telesphor MORAWSKI
407 Wellington Crescent
Mt. Clemens, Michigan
U.S.A.
M-5102
14. November 1979
Dip»· Dip»
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Dip
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Patentansprüche
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11./Einspannvorrichtung mit einem Hauptteil an ihrem rückwärtigen Ende, der an einer Werkzeugmaschine montiert werden kann und an seinem vorderen Ende ein das Werkstück ergreifendes Element aufweist, das in eine mit dem Werkstück in Eingriff befindliche Position und in eine das Werkstück freigebende und aufnehmende Position betätigt werden kann, gekennzeichnet durch eine Betätigungsvorrichtung für das das Werkstück ergreifende Element, die zur Durchführung einer rückwärts gerichteten Bewegung an dem Hauptteil montiert ist, damit das das Werkstück ergreifende Element mit einem Werkstück in Eingriff treten kann, und zur Durchführung einer vorwärts gerichteten Bewegung, um ein Werkstück freizugeben und in der Lage zu sein, ein anderes Werkstück aufzunehmen, Einrichtungen, die die Betätigungsvorrichtung in Rückwärtsrichtung vorspannen, damit das das Werkstück ergreifende Element die Werkstückergreifende Position einnehmen kann, einen mit dem Werkstück

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in Eingriff tretender Anschlag, der zur Durchführung einer Bewegung in entgegengesetzte Richtungen zwischen zurückgezogenen und das Werkstück festlegenden Positionen an dem Hauptteil montiert ist, Einrichtungen, die den Anschlag in die das Werkstück festlegende Position vorspannen, eine am Hauptteil montierte Zugstange, die sich in bezug auf den Hauptteil axial vorwärts und rückwärts bewegen kann, Einrichtungen, die die Zugstange und die Betätigungsvorrichtung miteinander verbinden, um das das Werkstück ergreifende Element in die das Werkstück freigebende Position gegen die darauf ausgeübte Vorspannung zu verschieben, wenn die Zugstange vorwärts bewegt wird, so daß es ein anderes Werkstück aufnehmen kann, und Einrichtungen, die die Zugstange und den Anschlag miteinander verbinden, um den Anschlag gegen die darauf ausgeübte Vorspannung zurückzuziehen, wenn die Zugstange nach rückwärts verschoben wird, so daß bei einer Vorwärtsverschiebung der Zugstange das das Werkstück ergreifende Element in die das Werkstück freigebende Position betätigt und in die Lage versetzt wird, ein anderes Werkstück aufzunehmen, und der Anschlag in die das Werkstück festlegende Position vorgespannt wird und daß bei Rückwärtsverschiebung der Zugstange die Betätigungsvorrichtung in Rückwärtsrichtung vorgespannt wird, um zu veranlassen, daß das das Werkstück ergreifende Element die mit dem Werkstück in Eingriff befindliche Position einnimmt und der Anschlag in seine zurückgezogene Position bewegt wird.

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2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zur Durchführung einer Hin- und Herbewegung in Axialrichtung des Hauptteiles montiert ist·

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag in Vorwärtsrichtung an dem Hauptteil in die das Werkstück festlegende Position verschiebbar ist·

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schulter am Hauptteil umfaßt, um die Vorwärtsbewegung des Anschlages in eine genau vorgegebene Position zu begrenzen.

5. Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung ein axial verschiebbares Zugelement umfaßt, das mit dem das Werkstück ergreifenden Element verbunden ist, und daß sie einen axial verschiebbaren Drücker in dem Hauptteil aufweist, der mit dem Anschlag verbunden ist, wobei der Drücker und das Zugelement in dem Hauptteil axial voneinander beabstandet angeordnet sind.

6. Einspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verbindungseinrichtungen Anschläge an der Zugstange umfassen, die in Axialrichtung zwischen dem Zugelement und dem Drücker angeordnet und in der Lage sind, das Zugelement nach vorne zu verschieben, wenn die Zugstange vorwärts verschoben wird, und den Drücker nach hinten zu verschieben,

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wenn die Zugstange zurückgezogen wird.

7· Einspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugstange durch den Drücker erstreckt und daß die Anschläge einen zum vorderen Ende der Zugstange benachbart angeordneten Anschlag umfassen.

8. Einspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie an dem Hauptteil eine Schulter zur Begrenzung der Bewegung des Drückers in Vorwärtsrichtung aufweist.

9. Einspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge an der Zugstange zwischen dem Drücker und dem Zugelement und ohne an diese zu stoßen angeordnet sein können, wenn das Zugelement unter dem Einfluß der darauf einwirkenden Vorspanneinrichtungen in seine vollständig zurückgezogene Position und der Drücker unter dem Einfluß der darauf einwirkenden Vorspanneinrichtungen in seine vollständig vorgerückte Position verschoben worden ist, so daß nach Rückzug der Zugstange aus ihrer Vorwärtsstellung die Anfangsbewegung derselben bewirkt, daß das das Werkstück ergreifende Element seine das Werkstück ergreifende Stellung ■innimmt, bevor das Anschlagelement zurückgezogen worden ist.

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10. Einspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen Druckfedern umfassen.

11. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Werkstück ergreifende Element eine Spannzangenhülse umfaßt und Einrichtungen an dem Hauptteil zur Ausweitung der Hülse in die das Werkstück ergreifende Position einschließt.
12. Einspannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hülse ausweitenden Einrichtungen fest am Hauptteil montiert sind und daß die Hülse zur Durchführung einer Bewegung mit der Betätigungsvorrichtung mit dieser verbunden ist.
13. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die V/erbindungseinrichtungen eine Totgangverbindung zwischen der Zugstange, der Betätigungsvorrichtung und dem Anschlag umfassen, die nach dem Rückzug der Zugstange zuerst bewirkt, daß das das Werkstück ergreifende Element in die das Werkstück ergreifende Position betätigt wird und die danach den Anschlag aus der das Werkstück festlegenden Position in die zurückgezogene Position bewegt.

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