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Nutenstein
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Die Erfindung betrifft einen Nutenstein, wie er im Oberbegriff des
Hauptanspruches beschrieben ist.
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Die Verwendung von Nutensteinen ist im Werkzeugmaschinenbau seit langem
bekannt. So sind beispielsweise je zwei Nutensteine in einer Nute an der Unterseite
von zueinander auf dem Tisch einer Werkzeugmaschine auszurichtenden Spanneinrichtungen
spielfrei eingelassen und befestigt, derart, daß sie gegenüber der Auflagefläche
vorstehen. Diese vorstehenden Abschnitte werden dann von einer in den Tisch der
Werkzeugmaschine eingelassenen Nute aufgenommen, wobei die Befestigung der Spanneinrichtung
mit unabhängig davon vorhandenen Mitteln, z.B. T-Nutensteinen und Schrauben, erfolgt.
Die Spanneinrichtungen können z.B. zwei Reitstöcke sein, die zwischen ihren Spitzen
ein zu bearbeitendes Werkstück aufnehmen.
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Zwischen den Nutensteinen und der Nute im Tisch der Werkzeugmaschine
ist normalerweise eine Spielpassung vorhanden, wodurch eine einfache Handhabung
der Spanneinrichtungen beim Umrüsten der Maschine möglich ist.
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Das in der Spielpassung auftretende Spiel (in der Werkstattpraxis
auch als Luft bezeichnet) kann einen ganz geringen Versatz der beiden Spanneinrichtungen
zueinander zur.Folg. haben, was in der Regel ohne Belang ist.
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Bei Nutensteinen mit einem Nennmaß von i6mm beispielsweise kann bei
einer ISA-Passung H7/h6 das Spiel zwischen Nutenstein und Nute 0 bis 29 s m betragen,
so daß der Versatz zwischen den zwei Spanneinrichtungen ebenfalls bis zu 29#m m
ausmachen kann, bei älteren, bereits abgenutzten Nuten sogar noch mehr. Es liegt
auf der Hand, daß sich mit einem Versatz von rund 0,03mm bei Feinbearbeitungsoperationen,
z.B. beim Feinbearbeiten der Zahnflanken von Zahnrädern durch Schleifen, Schaben
usw., nicht zulässige Winkelabweichungen ergeben würden.
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Die Spanneinrichtungen müssen deshalb sorgfältig ausgerichtet, d.h.
quer zur Nutrichtung verschoben werden, um die erforderliche Genauigkeit an den
Werkstücken zu erreichen. Dieses Ausrichten ist umständli#h und zeitraubend.
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Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Nutenstein
so zu gestalten, daß beim Umrüsten der Maschine das Ausrichten der Spanneinrichtungen
entfallen kann oder zumindest sehr vereinfacht wird. Mit der Wahl einer anderen
ISA-Passung läßt sich die Aufgabe nicht befriedigend lösen, da bei jeder Übergangspassung
ein Übermaß zwischen Nutenstein und Nute bestehen kann, das zum einen die Handhabung
der Spanneinrichtung erschwert und zum andern eine rasche Abnützung und damit eine
Vergrößerung der Nutbreite, also wieder mehr Spiel, zur Folge hat.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Nutenstein, der
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Bei einem derartigen Nutenstein
ist es möglich, seine Breite in dem Bereich, der in die Nut im Werkzeugmaschinentisch
ragt, dieser Nutbreite anzupassen. Der Nutenstein soll deshalb als einstellbarer
Nutenstein bezeichnet werden. Für seine Ausführung werden in den Unteransprüchen
mehrere mögliche und zweck-
mäßige Varianten aufgezeigt. So kann
die Breite im veränderbaren Bereich sich federnd der jeweiligen Nutbreite anpassen
(Anspruch 2) oder die Breite im veränderlichen Bereich wird mittels elastischer
Verformung eines Teils des Nutensteins mittels einer oder mehrerer Schrauben verändert
(Ansprüche 3 bis 6). Schließlich kann in den Nutenstein auch ein Keil eingelassen
sein, mit dem die Breite auf einem Teil der Länge (Anspruch 7) oder auf der ganzen
Länge (Anspruch 8) veränderbar ist.
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Die Erfindung wird anhand mehrerer in den Figuren 1 bis 19 dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die Anwendung eines bekannten
Nutensteines, Fig. 2 schematisch die Auswirkung des Spiels zwischen Nutenstein und
Nut, Fig. 3 und 4 ein Ausführungsbeispiel mit federnder Breitenanpassung, Fig. 5
bis 7, 8 bis 10, 11 und 12 sowie 13 und 14 vier Ausführungabeispiele für die Breitenverstellung
mittels Schraubenkraft und elastischer Verformung, Fig. 15 und 16 sowie 17 bis 19
zwei Ausführungsbeispiele für die Breitenverstellung mittels eines Keiles.
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Die jeweils zusammengehörenden Ansichten und Schnitte sind nach DIN
6 angeordnet.
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Im Tisch 1 (Fig.1) einer Werkzeugmaschine ist eine Nute 2 eingelassen,
in der mittels zweier quaderförmiger Nutensteine 3, 3' ein Aggregat, z.B. ein Reitstock
4,
geführt ist. Parallel zur Nute 2 verlaufen T-Nuten 5, in denen
der Reitstock 4 mit Schrauben 6 und T-Nutensteinen 7 befestigt ist. Der Nutenstein
3 ist mittels Schrauben 8 spielfrei am Reitstock 4 befestigt. Der Teil der Höhe
des Nutensteines, der im Reitstock 4 aufgenommen ist, wird im folgenden als erster
Höhenabschnitt 15 bezeichnet und der in die Nute 2 im Tisch 1 ragende Teil des Nutensteins
wird als zweiter Höhenabschnitt 16 bezeichnet. Die an den Nutwänden anliegenden
Flächen werden Längsseiten 17, 18 genannt. Im übrigen ist die Anwendung des Nutensteins
nicht auf Spannvorrichtungen und nicht auf den Tisch einer Werkzeugmaschine beschränkt.
Er kann bei allen in einer bestimmten Lage auszurichtenden Zusatzteile auf dem Tisch,
am Ständer usw. verwendet werden.
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In Figur 1 soll die Nute 2 mittig im Tisch 1 verlaufen.
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Der dargestellte Fall, daß die Nutensteine 3, 3' spielfrei in der
Nute 2 sitzen, ist ein in der Praxis wegen der Spielpassung zwischen Nute und Nutenstein
nur selten anzutreffen. In der Regel ist ein Spiel 9 vorhanden (Fig.2), so daß der
Reitstock 4 um den Betrag des halben Spiels außermittig sitzen wird. Ist ein zweiter
Reitstock auf dem Tisch 1 befestigt, so kann dieser um das dort vorhandene Spiel
10 zwischen seinen Nutensteinen 11, 11' und der Nute 2 zur anderen Nutwand 14 hin
außermittig versetzt -befestigt werden, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen
werden. Der sich aus den halben Beträgen der Spiele 9 und 10 ergebende Versatz 12
führt zu einer Schrägstellung der zwischen den Reitstöcken verlaufenden Werkstückachse
13.
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In den Figuren 3 und 4 ist ein Nutenstein 20 dargestellt, der immer
spielfrei in der Nute 2 anliegen wird. Ein quaderförmiger Grundkörper mit zwei Bohrungen
21 für nicht gezeigte Befestigungsschrauben ist über
seine ganze
Länge mit einem Schlitz 22 versehen, der in unmittelbarer Nähe einer Längsseite
17 und parallel zu dieser verläuft. Der Nutenstein 20 steckt mit seinem ersten Höhenabschnitt
15 seiner Höhe in dem Reitstock 4 und wird mit seinem zweiten Höhenabschnitt 16
von der Nute 2 aufgenommen werden. Dadurch, daß seine Breite 26 im zweiten Höhenabschnitt
geringfügig größer ist als seine Breite 27 im ersten Höhenabschnitt, wird der zwischen
dem Schlitz 22 der mindestens so tief ist wie der zweite Höhenabschnitt hoch ist,
und der Längs.
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seite 23 befindliche Steg 24 wird er mit Sicherheit an beiden Seiten
an den Nutwänden 14, 14' anliegen, wobei der Steg 24 federnd zurückgebogen wird
(Kontur 25).
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In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein anderes Prinzip für einen Nutenstein
30 gezeigt. Ein quaderförmiger Grundkörper mit zwei Bohrungen 31 für nicht gezeigte
Befestigungsschrauben ist über einen Teil seiner Länge mit einem Schlitz 32 versehen,
der in unmittelbarer Nähe einer Längsseite 17 und parallel zu dieser verläuft.
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Der Nutenstein steckt mit seinem ersten Höhenabschnitt 15 in dem Reitstock
4 und wird mit seinem zweiten Höhenabschnitt 16 von der Nute 2 aufgenommen werden.
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Mit einer Schraube 33 kann von der anderen Längsseite 18 aus der zwischen
dem Schlitz 32 und der Längsseite 17 befindliche Steg 34 so weit verformt werden,
daß der Nutenstein sowohl mit seiner einen Längsseite 18 als auch mit der bei der
Verformung entstehenden Kontur 35 seines Steges 34 an den beiden Nutwänden spielfrei
anliegen wird. Der Schlitz 32 hat natürlich eine Tiefe, die mindestens der Höhe
des zweiten Höhenabschnittes entspricht. Der Schlitz 32 kann selbstverständlich
auch von einer Stirnseite bis zur anderen verlaufen.
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Eine etwas abgewandelte Ausführung zeigen die Figuren 8, 9 und 10.
Hier hat der mit 40 bezeichnete Nutstein nur eine Bohrung 41, aber zwei von seinen
Stirnseiten 42, 43 ausgehende Schlitze 44, 44' die zusammen mit der Längsseite 17
Stege 46, 46 bilden. Mittels Schrauben 45, 45' können diese Stege im Bereich des
zweiten Höhenabschnittes 16 so verformt werden (Kontur 47), daß der Nutenstein 40
an beiden Nutwänden spielfrei anliegt.
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Die Veränderung der Breite im zweiten Höhenabschnitt kann in sehr
einfacher Weise auch mittels mindestens einer konischen Schraube erfolgen, wie es
in den Figuren 11 und 12 dargestellt ist. Der Nutenstein 50 weist zwei Bohrungen
51 auf zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 52. Die Senkungen für die Schraubenköpfe
sind in ihrem unteren Teil, dessen Tiefe etwa der Höhe des zweiten Höhenabschnittes
16 entspricht, mit einem Gewinde versehen für je eine konische Schraube 54. Werden
diese'konischen Schrauben weiter eingeschraubt, weitet sich'der Nutenstein 50 entsprechend
auf (Kontur 55); das Aufweiten wird noch erleichtert, wenn der Nutenstein 50 im
Bereich der Gewinde durchgehend geschlitze ist. Der Schlitz ist in Figur 12 mit
53 bezeichnet.
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Beim Nutenstein 60 nach den Figuren 13 und 14 ist neben Bohrungen
61 für nicht gezeichnete Befestigungsschrauben eine Längsbohrung 62 im Bereich des
zweiten Höhenabschnittes 16 vorgesehen. Sie verläuft in unmittelbarer Nähe der einen
Längsseite 17 und parallel zu dieser. Die Bohrung 62 ist mit einem Öl 63 oder einer
plastischen Masse gefüllt, mittels einer Hutmanschette 64 und einer Schraube 65
verschlossen und abgedichtet.
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Wird die Schraube 65 weiter hineingedreht, wird das Öl 63 komprimiert.
Durch den Druckanstieg wird der Nutenstein 60 im Bereich des zweiten Höhenabschnittes
verformt, d.h. aufgeweitet (Kontur 66), so daß er an bei
den Nutwänden
14, 14' anliegen kann.
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Ein anderes Prinzip für einen einstellbaren Nutenstein zeigen die
Figuren 15 und 16. Der mit 70 bezeichnete Nutenstein ist zwischen Bohrungen 71 für
nicht gezeichnete Befestigungsschrauben mit einer etwa diagonal verlaufenden Nute
72 versehen, in die ein Keil 73 eingelegt ist. Der Keil kann auf dem Nutgrund 74
gleiten und ist mit einer Schraube 75 und Tellerfedern 76 gehalten. Wird die Schraube
75 hineingedreht, weicht der Keil 73 seitlich aus und legt sich mit einer aus der
Längsseite 17 hervortretenden Nase 77 im Bereich seines zweiten Höhenabschnittes
16 an die Nutwand der Nute 2 an.
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Ein anderer Nutenstein mit einem Keil ist in den Figuren 17, 18 und
19 dargestellt. Wie schon der in den Figuren 13 und 14 gezeigte Nutenstein 60, so
bedingt auch dieser mit 80 bezeichnete eine größere Breite gegenüber allen anderen
Ausführungen. Der Nutenstein 80 hat einen L-förmigen Querschnitt. Der eine Schenkel
81 nimmt zwei Bohrungen 82 für nicht gezeichnete Befestigungsschrauben auf. Auf
dem anderen Schenkel 83 liegt ein Keil 84 auf, der den Freiraum zwischen den beiden
Schenkeln 82, 83 ausfüllt und der mit seiner Keilfläche 85 am Schenkel 81 anliegt.
Die Keilfläche 85 verläuft also schräg zu den Längsseiten 17, 18. Der Keil 84 ist
so weit verschiebbar und mit Schrauben 87 feststellbar, daß er im Bereich des zweiten
Höhenabschnittes 16 des Nutensteines 80 mit seiner Längsseite 86 - über die Längsseite
17 des Nutensteines vorstehend - an der Nutwand der Nute 2 anliegt.
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Begriffsliste 1 Tisch 2 Nute 3,3' Nutenstein 4 Reitstock 5 T-Nute
6 Schraube 7 T-Nutenstein 8 Schraube 9 10) Spiel 11, 11' Nutenstein 12 Versatz 13
Werkstückachse 14,14' Nutwand 15 erster Höhenabschnitt 16 zweiter Höhenabschnitt
17 18) Längsseite 19 20 Nutenstein 21 Bohrung 22 Schlitz 23 24 Steg 25 Kontur 26
27) Breite 28 29 30 Nutstein 31 Bohrung 32 Schlitz 33 Schraube 34 Steg 35 Kontur
36 37 38 39 40 Nutenstein 41 Bohrung 42 43) Stirnseite 44,44' Schlitz 45,45' Schraube
46,46' Steg 47 Kontur 48 49 50 Nutenstein 51 Bohrung 52 Schraube 53 Schlitz 54 konische
Schraube 55 Kontur 56 57 58 59 60 Nutenstein 61 Bohrung 62 Längsbohrung 63 Öl 64
Hutmanschette 65 Schraube 66 Kontur 67 68 69 70 Nutenstein
71 Bohrung
72 Nute 73 Keil 74 Nutgrund 75 Schraube 76 Tellerfeder 77 Nase 78 79 80 Nutenstein
81 Schenkel 82 Bohrung 83 Schenkel 84 Keil 85 Keilfläche 86 Längsseite 87 Schraube
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