DE3121647A1 - "luenette zum halten von stangenfoermigen werkstuecken kreisfoermigen querschnitts" - Google Patents

Description

HOEGER, STELLRECHT..& PARTNER 3ΊΖΊϋ47

P A T E >' T Λ N CW ΙΑ' Γ,Τ.Ε UHLANDSTRASBE 14 c ■ O TOOO'SYUTTGART 1 ■

A 44 692 b Anm.: Index-Werke KG

y - 196 Hahn & Tessky

25. Mai 1981 - Plochinger Str. 92

7300 Esslingen

Beschreibung

Lünette zum Halten von stangenformigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts

Die Erfindung betrifft eine Lünette zum Halten von stangenformigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts, mit drei in einer gemeinsamen"Ebene angeordneten Haltegliedern, von denen ein erstes in Richtung auf die Werkstückachse geradlinig verschiebbar ist, und die beiden anderen als doppelarmige Hebel ausgebildet, und auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Haltegliedes um zur Werkstückachse parallele, feststehende Schwenkachsen durch Verschieben des ersten Haltegliedes derart verschwenkbar sind, daß in jeder Stellung des ersten Haltegliedes die drei Halteglieder im wesentlichen denselben Abstand von der Werkstückachse haben.

Lünetten der- vorstehenden Art finden beispielsweise auf Drehmaschinen zur zentrierenden Abstützung und Führung von längeren eingespannten und rotierenden wellenartigen Werkstücken Anwendung, wobei sie bei Bedarf als Zusatzaggregat auf das Maschinengestell aufmontiert werden können.

Bei den bekannten Lünetten definieren die Hebelarme der schwenkbaren Halteglieder einen stumpfen Winkel,

A 44 692b. " - 5 -

.y - 196
25. Mai 1981

wobei der vom Werkstück abgewandte Hebelarm sich in Richtung des geradlinig verschiebbaren Haltegliedes erstreckt.

Auf diesen vom Werkstück .abgewandten Hebelarm wirkt das verschiebbare Halteglied zum Verschwenken der schwenkbaren Halteglieder ein. Hierzu ist dasselbe mit Kurven ausgestattet, an welchen der eine Hebelarm der verschwenkbaren Halteglieder mit einer Kurvenrolle anliegt. Diese Hebelarme werden zur Aufnahme eines Werkstückes konzentrisch mit im wesentlichen gleichem Hub in Richtung Werkstückachse verstellt; wobei die Winkelform der schwenkbaren Halteglieder die Kurvenkrümmung bestimmt. Die hierfür hergestellte Kurve ist jedoch nur für einen vorher festgelegten Spanndruck genau. Bei anderen Spanndrücken muß die Zentriermitte nachjustiert werden.

Wenn eine Kurve auf einen bestimmten Durchmesserbereich ausgelegt ist, so kann sie nicht für einen anderen Bereich verwendet werden. D.h., es muß für jeden Durchmesserbereich eine spezielle Kurve gerechnet und gefertigt werden.

Sonderkurven sind insbesondere wegen der Herstellung sehr teuer (Prospekt SMW-Spanneinrichtungen-Schneider und Weisshaupt GmbH & Co.Nr.EM 8/77).

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lünette der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie einfacher und billiger herzustellen ist.·

A 44 692 b . : . :

.y - 196 -- '-■ "-

25. Mai 1981 - b -

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hebelarme eines jeden der beiden schwenkbaren Halteglieder miteinander einen stumpfen Winkel bilden und daß sich der vom Werkstück abgewandte Hebelarm vom ersten Halteglied weg erstreckt. · ·

Diese Konstruktion erfordert lediglich noch eine schwenkbewegliche Verbindung der verschwerikbaren Halteglieder mit dem geradlinig bewegbaren Halteglied, wobei die besondere gegenseitige Zuordnung der Hebelarme der verschwenkbaren Halteglieder die Minimierung des Versatzes der Zentriermitte über einen verhältnismäßig großen Durchmesserbereich ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der durch die Hebelarme der schwenkbaren Halteglieder definierte stumpfe Winkel ungefähr 4o° bis 5o°, insbesondere 45°.

Dabei ist es günstig/ wenn das Längenverhältnis der Hebelarme der schwenkbaren Halteglieder ungefähr 2:1 ist.

Die Betätigung der schwenkbaren Halteglieder durch das verschiebbare Halteglied ist in einer Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach zu bewerkstelligen, wenn jedem schwenkbaren Halteglied ζum_Verschwenken ein Lenker zugeordnet ist, der mit seinem einen Ende am einen Hebelarm der schwenkbaren Halteglieder und mit

A 44 692 b

y - t?6"

25. Mai 1981 -. _?. . - 7 -

seinem anderen Ende am geradlinig verschiebbaren Halteglied angelenk t ist.

Diese Bauart ermöglicht außerdem eine Zwangsführung der schwenkbaren Halteglieder, so daß Werkstücke- sowohl am Außenumfang als auch am Innenumfang aufgenommen werden können. Im Gegensatz hierzu lassen sich mit der■erläuterten bekannten Lünette stangen- oder rohrförmige Werkstücke lediglich am Außenumfang spannen, weil deren schwenkbaren Halteglieder kurvengesteuert sind.

Ist beim Spannen von Werkstücken eine Zentriergenauigkeit gefordert, für die die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausbildung verschwenkbaren Halteglieder erzielte Genauigkeit nicht ausreichend ist, kann diese höhere Genauigkeit in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die Lenker entweder am schwenkbaren oder am verschiebbaren Halteglied.auf einem Exzenter gelagert sind, welcher Exzenter mittels einer Verstellvorrichtung während der Verstellung des geradlinig verschiebbaren Haltegliedes zum korrigierenden Verschwenken der schwenkbaren Halteglieder selbsttätig verdrehbar sind.

Hierzu kann die Verstellvorrichtung je Exzenter einen Steuerhebel aufweisen, der einerseits drehfest am

- 7a -

A 44 692 b * ₀

γ - 196 β

25. Mal 1981- - ^

Exzenter und andererseits sowohl schwenkbeweglich als auch längsyerstellbar an einer Verankerungsstelle eines die Halteglieder tragenden Trägers gehalten ist, wobei sich bei der Verstellung des linear beweglichen Haltegliedes die Verankerungsstelle und der Exzenter relativ zueinander verlagern.

Eine weitere vorteilhafte Bauart sieht eine Verstellvorrichtung vor, die je schwenkbarem Halteglied eine am Träger fest angebrachte Zahnstange sowie ein auf dem im linear beweglichen Halteglied gelagerten und den

A 44 692 b - 9

y - 196- ■ ■: . . ~

25. Mai 198T " ■ "

Lenker lagernden Exzenter drehfest angeordnetes, sich mit der Zahnstange in Eingriff befindendes Ritzel aufweist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Lünetten dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lünette;

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. Ij in größerem Maßstab als Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeisp'iel einer Lünette;

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, in größerem Maßstab als Fig. 3;

ein

Fig."5 einen Längsschnitt durch/drittes Ausführungsbeispiel einer Lünette;

Fig. 6 einen Teilschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5, in größerem Maßstab als Fig. 5.

In Fig.-1 bezeichnet 10 ein Lünettengehäuse, in welchem drei Halteglieder 12,14,16 verstellbar angeordnet ' sind. Diese liegen in einer gemeinsamen Ebene und sind

A 44 692 b'.'i

Y - 196

25. Mai 1981

im Abstand voneinander angeordnet. Das Halteglied 16 bildet einen in der Gehäusemitte linear beweglich angeordneten stangenförmigen Schieber, während die beiden anderen Halteglieder 12,14 um Schwenkachsen 18,20 verschwenkbare doppelarmige Hebel bilden. Die sich im Gehäuseinnern befindenden Hebelarme 12' .bzw. 14' sind über einen Lenker 22 bzw. 24 mit dem einen Schieber bildenden Halteglied 16 schwenkbeweglich verbunden, 'wozu die Lenker auf im Halteglied 1& einander gegenüberliegend angeordneten Lagerbolzen 26 bzw. 28 sitzen. Das Halteglied 16 selbst ist durch einen an dessen Hinterende sitzenden und in einem Zylinder 30 geführten doppelbeaufschlagbaren Kolben 32 axial verstellbar. Mit 12'' bzw. 14'' sind die aus dem Lünetteagehäuse herausragenden Hebelarme der schwenkbeweglichen Halteglieder bezeichnet. Auch das Halteglied 16 ragt mit seinem vorderen Endstück aus dem Lünettengehäuse 10 heraus.

Am Vorderende dieser Teile der Halteglieder ist jeweils eine achsparallel zu den Schwenkachsen 18,20 angeordnete Rolle 34,36,38 verdrehbar gelagert. Die gegenseitige Zuordnung dieser Rollen ist so getroffen, daß. sie in einem Winkelabstand von ungefähr 120° an den Umfang eines runden Werkstückes 4 0 unter Druck anlegbar sind, um dieses beispielsweise auf einer Drehmaschine mit seiner Längsachse koaxial zur Achse der Arbeitsspindel

- 10 -

A 44-692 b

Υ - 196

.25. Mai 19.81

zu halten. Während der Rotation des Werkstückes 4o wälzen sich die Rollen 34,36/ 38 an dessen Umfang ab, wobei der Kolben 32 ständig von einem Druckmedium beaufschlagt oder z.B. durch entsprechende ,'mechanische Mittel betätigt ist.

Die Rollen sind zwischen zwei Gabelarmen der Hebelarme 12''; 14'* vorzugsweise auf einem Exzenterbolzen 42 gelagert, der in den Gabelarmen verdrehbar und feststellbar angeordnet ist. Hierzu weist dieser am einen Stirnende' eine Mitnahme 44, beispielsweise ein Innensechskant, auf, während er am anderen Stirnende eine Klemmschraube 46 trägt. Wird diese gelöst, so lassen sich mit einem Schlüssel die Exzenterbolzen 42 verstellen, wodurch sich die Rollen 34, 36, 38 relativ zu den Haltegliedern so verstellen lassen, daß sich deren Umfang radial zum · Werkstück verlagert. Dadurch ist es möglich, Abweichungen der Rollen zur Werkstückachse manuell korrigieren zu können,

Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, sind die Hebelarme 12', 12' '; 14', 1-4' ' der beiden schwenkbaren Halteglieder 12, 14 in einem stumpfen Winkel £von vorzugsweise' 45° zueinander angeordnet, wobei sich der vom Werkstück abgewandte Hebelarm 12' bzw. 14' vom verschiebbaren Halteglied 16 weger.streckt. Die Länge b und c der Hebelarme 12'V, 12'; 14'', 14' entspricht vorzugsweise einem Längenverhältnis von ungefähr 2:1.

- 11 -

3Ί2Τ647

A-44-692-b ----

25. "Mai 1"98Ϊ" -

Zusätzlich zu den vorstehend erläuterten Parametern· kann die angestrebte Näherung durch eine rechnerisch zu ermittelnde Positionierung der Schwenkachsen 18,2o der Halteglieder 12,14 sowie der Anlenkpunkte der Lenker '22,24 an den Hebelarmen 12', 14' optimiert werden.

Aus der beschriebenen Ausbildung und Anordnung der schwenkbaren Halteglieder 12,14 ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß über einen verheiltnismäßig großen Durchmesserbereich lediglich vernachlässigbar kleine Abweichungen von der Zentriermitte vorhanden sind. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht somit, was die Positionierung der Halteglieder am Werkstück betrifft/ ein Höchstmaß an geometrischer Genauigkeit zur Achse der Arbeitsspindel. ' ·

Eine'Abwinklung der Hebelarme 12', 14' der Halteglieder 12, 14 in Richtung des linear beweglichen Haltegliedes, wie sie bei der Konstruktion der Lünette des Prospekts "SMW Spanneinrichtungen" gezeigt ist, würde demgemäß bei einer geraden Steuerkurve aus geometrischen Gründen zu größeren Mittenabweichungsfehlern führen -und somit 'keine Selbstzentrierung über den ganzen Bereich besitzen.

Das in Fig.3 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Lünette unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Konstruktion dadurch, daß die die Lenker 22 bzw. 24 am linear verstellbaren Halteglied 16 lagernden Lagerbolzen durch Exzenterbolzen 48 bzw. 5o gebildet sind. Durch Verdrehen dieser Exzenterbolzen wird demgemäß eine automatische Nachjustierung der

- 12 -

A 44 692'b" - Λ 3

y - 196 - >2

25. Mai 1981

Rollen 34,36,38 der Halteglieder durchgeführt.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird diese Verdrehung der Exzenterbolzen mittels einer als Ganzes mit 52 bezeichneten Verstellvorrichtung während der linearen Verstellung des Haltegliedes 16 bzw. während des Verschwenkens der beiden anderen Halteglieder 12,14

durchgeführt, indem die Verstellvorrichtung je Exzenterbolzen einen Steuerhebel 54 bzw. 56 aufweist. Dieser ist einerseits, wie aus Fig. -4 zu ersehen ist, an dem entsprechenden Exzenterbolzen 48 bzw. 50 beispielsweise mittels eines Stiftes 58 drehfest gehalten, während er mit seinem anderen Ende z.B. an einem gehäusefesten,beispielsweise bolzenartigen Verankerungsglied 60 sowohl schwenkbeweglich als auch längsverstellbar gehalten ist. Der Abstand a zwischen der Achse des Exzenterbolzens 48 bzw. 50 und dem Verankerungsglied 60 ist dabei so gewählt, daß bei der gemeinsamen Verstellung der Halteglieder, bewirkt durch die Linearverstellung des■Haltegliedes 16, die Exzenterbolzen 48,50 um einen den geometrischen Fehler automatisch weitgehend kompensierenden Winkel verdreht werden.

Dabei können auch bei dieser Konstruktion die Rollen 34,36,38, analog zur Konstruktion der Fig. 1, noch auf einem Exzenterbolzen gelagert sein, so daß insgesamt Mittenabweichüngen der Halteglieder automatisch und gegebenenfalls manuell so korrigiert werden können, daß die Näherung ihrer Rollen 34,36 zur Achse

- 13 -

A 44 692 b

y - 196 - AH

25. Mai 1981- _ :<,.^ - ·«

der Arbeitsspindel bzw. zu der relativ zu dieser Achse auszurichtenden Werkstückachse optimal gestaltet werdenkann .

Eine Variante zur Konstruktion der Fig. 3 kann auch darin bestehen, die Exzenterbolzen 48,50 am linear beweglichen Halteglied 16 zu dessen Längsachse parallel verstellbar vorzusehen, um den Haltegliedern 12,14 eine■Korrekturbewegung zu vermitteln.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Konstruktionsvariante der Verstellvorrichtung, die als ganzes mit 51 bezeichnet ist.

Sie weist für beide als Schwenkhebel ausgebildete Halteglieder 12,14 eine gemeinsame, am Lünettengehäuse 10 befestigte und an ihren beiden Längsseiten verzahnte Zahnstange 53 auf.

Die mit ihrem Exzenter in den Lenkern 22,24 angeordneten Exzenterbolzen 48,50 sind zwischen Lagerarmen 55,57 des linear verstellbaren Haltegliedes 16 verdrehbar gelagert und tragen an einem Bolzenendstück ein drehfest aufgebrachtes Ritzel 59 bzw. 61, das mit der benachbarten Verzahnung der Zahnstange 53 in Eingriff steht.

Bei der axialen Verstellung des Haltegliedes '16 rollen sich die Ritzel 59,61 an der Zahnstange 53 ab und ver-

-■ 14 -

*> ■■■■■ OU^.O-OJ

A 44 692 b

y - 196

25. Mai 1981

drehen dadurch die Exzenterbolzen 48,50, wodurch ebenfalls eine weitgehende Kompensierung der Mittenabweichung der Lünette erreicht wird.

Im folgenden wird anhand einer Lünette nach Fig. 1
aufgezeigt, daß die Länge des vom geradlinig bewegbaren Halteglied. 16 betätigbaren Hebelarmes 12' bzw. 14' und die Größe des stumpfen Winkels JU zwischen ; beiden Hebelarmen 12',12" bzw. 14 ', 14" z.B. rechnerisch zu ermitteln sind.

Die Hebellängeb, die Position der Schwenkachse 18 bzw. 20 im Lünettengehäuse 10, sowie die Achse des' Lagerbolzens 26 bzw. 28 werden unter Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten vorgegeben.

Stehen diese Parameter fest, ist nur eine Lösung zur Ermittlung der Lage der Achse an der Anlenkstelle P₁ bzw. P₂ der Lenker 22 bzw. 24 und damit des Winkels' JL möglich.

Leerseite

Claims (1)

1. 3121547

   HOEGER, STELs^RJ=CH7-& PARTNER

   ρ α τ je ti It ä ν i w ;a l y έ; : ;

   UHLÄNDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

   A^V44 692 b Anm.: Index-Werke KG

   y - 196 Hahn & Tessky

   25. Mai 19äi · Plochinger Str. 92

   7300 Esslingen

   Ansprüche

   1. Lünette zum Halten von stangenförmigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts, mit drei in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Haltegliedern, von

   • denen ein erstes in Richtung auf die Werkstückachse geradlinig verschiebbar ist, und die beiden anderen als doppelarmige Hebel ausgebildet und auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Haltegliedes um zur Werkstückachse parallele, feststehende Schwenkachsel durch Verschieben des ersten Haltegliedes derart verschwenkbar sind, daß in jeder Stellung des ersten Haltegliedes die drei Halteglieder im wesentlichen denselben Abstand von der Werkstückachse haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelarme (1 2¹,1 2'' , 14 ' , 14 ' ') eines jeden der beiden schwenkbaren Halteglieder (12,14) miteinander einen stumpfen Winkel bilden, und daß sich der vom Werkstück abgewandte Hebelarm (12',14') vom ersten Halteglied (16) wegerstreckt.

   2. Lünette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Hebelarme (12',12'',14',14¹¹J der schwenkbaren Halteglieder (12,14) definierte stumpfe Winkel ungefähr 40° bis 50°, insbesondere 45° beträgt.

   A 44 692 b

   y - 196

   25. Mai 1981

   — 2 —

   3. Lünette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis der Hebelarme (12',12",H¹,14") der schwenkbaren Halteglieder (12,14) ungefähr 2:1 ist.

   4. Lünette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem schwenkbaren Halteglied (12,14) zum Verschwenken ein Lenker (22;24) zugeordnet ist, der mit seinem einen Ende.am einen Hebelarm (12';14') der schwenkbaren Halteglieder (12,14) und mit seinem anderen Ende am geradlinig verschiebbaren Halteglied (16) angelenkt ist.

   5. Lünette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (22;24) entweder am schwenkbaren oder am verschiebbaren Halteglied auf einem Exzenter (48;50) gelagert sind, welche Exzenter mittels einer Verstellvorrichtung (52) während der Verstellung des geradlinig verschiebbaren Haltegliedes (16) zum korrigierenden Verschwenken der schwenkbaren Halteglieder (12,14) selbsttätig verdrehbar sind.

   6. Lünette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (52) je Exzenter (48;50) einen Steuerhebel (54; 56) aufweist,, der einerseits drehfest am Exzenter (48,50) und andererseits sowohl schwenkbeweglich als auch längs verstellbar an einer Verankerungsstelle (60) eines die Halteglieder (12,14,16) tragenden Trägers (10) gehalten ist, wobei

   A 44 692 b

   y - 196

   25. Mai 1981 - 3 -

   sich bei der Verstellung des linear beweglichen Haltegliedes (16) die Verankerungssteile.und der Exzenter (48;50) relativ zueinander verlagern.

   1: Lünette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (51) je schwenkbarem Halte- ■ glied (12,14) eine am Träger (10) fest angebrachte .Zahnstange (53) sowie ein auf dem im linear beweglichen Halteglied (16) gelagerten und den Lenker (22;24) lagernden Exzenter (48;50) drehfest angeordnetes, sich mit der Zahnstange (53) in Eingriff befindendes Ritzel . (59,61) aufweist.