-
Die Erfindung betrifft ein Kraftspannfutter
-
zum Drehen von Kegelrädern, Ritzel od. dgl.
-
Werkstücken, deren fertige Verzahnung die Zentrierbasis für den Eingriff
in eine Drehaufnahme des Spannfutters bildet, wobei im Grundgehäuse des Spannfutters
ein Stellglied axial verschieblich aufgenommen ist, an welchem wenigstens drei Spannklinken
angelenkt sind, die in der Spannstellung des Stellglieds mit einer an ihrem vorderen
Ende ausgebildeten Nase gegen die als Spannbasis dienende Rückseite der Verzahnung
des Werkstücks angedrückt werden, wobei sieymlt ihrem Rücken gegen eine gehäuseseitige->Druckfläche
abstützen, und die mittels Fededrn ständig in Richtung "Lösen" (L) vom Werkstück
belastet sind.
-
Ein derartiges Kraftspannfutter zeigt die britische Patentschrift
1 065 095. Dabei wird das Stellglied zum Spannen vom Werkstück weg gezogen, so daß
die Spannklinken in Ausnehmungen des Grundgehäuses hineingezogen werden, wo sie
mit ihrem Rücken gegen eine Druckfläche des Gehäusesanliegen und dadurch mit ihren
Nasen gegen die Spannbasis des Werkstücks gedrücktwerden.
-
Im gelösten Zustand können die Spannklinken nicht vollständig in das
Gehäuse zurückgezogen werden, so daß ein Abdrehen des am großen Durchmesser der
Verzahnung vorhandenen Preßgrats mit dem Werkstück in der Drehaufnahme des Spannfutters
nicht möglich ist. Beim bekannten Kraftspannfutter müssen daher Preßgrat und Spannbasis
des Werkstücks bereits vor dem Einspannen des Werkstücks in das Kraftspannfutter
abgedreht sein.
-
Der gleiche Nachteil zeigt sich auch bei einem anderen noch bekannten
Kraftspannfutter (US-Pg 2 865 643), bei welchem Spannklinken das Spannfutter von
außen umgreifen und aus einer geringfügig vom Werkstück abgehobenen Stellung in
eine Spannstellung schwenkbar sind, in welcher sie das Werkstück auf der Rückseite
der Verzahnung fassen. Als Spannmittel dienen starke Tellerfedern, die zun Lösen
der Einspannung des Werkstücks durch einen hydraulisch betätigbaren Kolben zusammengedrückt
werden.
-
In diesem Zustand der Tellerfedern schwenken die Spannklinken, ebenfalls
federbetätigt, radial nach außen und geben damit das Werkstück frei. In der gleichen
Stellung der Spannklinken, also bei druckbeaufschlagter Vorrichtung, kann ein neues
Werkstück in das Kraftspannfutter eingespannt werden.
-
Da die Spannklinken in jeder Stellung das Werkstück in axialer Richtung
übergreifen, kann bei einem in der Drehaufnahme des Kraftspannfutters aufgenommenen
Werkstück der Preßgrat der Verzahnung nicht abgestochen werden, da die Spannklinken
sich im Weg des Drehmeißels befinden.
-
In die Drehaufnahme des bekannten Kraftspannfutters können also nur
Kegelräder bzw. Ritzel eingespannt werden, bei denen der Preßgrat bereits abgestochen
und die Spannbasis angedreht wurde.
-
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Kraftspannfutter derart zu verbessern, daß das Werkstück ohne vorheriges Abdrehen
des Preßgrats und Andrehen der Spannbasis also in einer Einspannung in der Drehaufnahme
des Kraftspannfutters vollständig bearbeitet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird an einem Kraftspannfutter der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß die gehäuseseitige Druckfläche, welche die Spannklinken
gegen die Spannbasis des Werkstücks drückt, an einem relativ zum Stellglied axial
verschieblich am Grundgehäuse gelagerten Spannring ausgebildet ist.
-
Durch diese erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme ist es möglich,
das axiale Ausfahren der Spannklinken, die am Stellglied angelenkvsind, in Richtung
des Werkstücks zu begrenzen, so daß sich die Nasen der Spannklinken,in axialer Richtung
auf das Werkstück gesehen, noch vor dem Preßgrat der Werkstückverzahnung befinden.
In dieser Stellung sind die Spannklinken in geöffnetem Zustand so weit in das Spannfutter
zurückgefahren, daß ein Drehwerkzeug ohne Kollision mit dem Spannklinken den Preßgrat
der Verzahnung abstechen und den Zahnrücken zwecks Erzeugung der Spannbasis überdrehen
kann. Um das ;werkstück für diesen Drehvorgang zu Spannen, drückt ein Stützreitstock
gegen das Werkstück und hält dieses für die Drehoperation in der Drehaufnahme fest.
Somit entfällt ein gesondertes Einspannen des Werkstücks zum Zwecke des Abdrehens
des Preßgrats und Andrehens des Spannsitzes in einer anderen Drehvorrichtung. Die
Vor- und Fertigbearbeitung des Werkstücks kann in einer Aufspannung in der Drehaufnahme
des erfindungsgemäßen Kraftspannfutters erfolgen. Erst nach Durchführung der Vorbearbeitung
wird der Spannring weiter axial in Richtung auf das Werkstück verschoben, wobei
er gegen die Rücken der Spannklinken anläuft und diese mit den Nasen gegen die Spannbasis
des Werkstücks bewegt und dort andrückt.
-
Während dieser Aktion des;#Spannrings ist die axiale Bewegung des
Stellglieds gestoppt und die Spannklinken schwenken um ihre Befestigungspunkte am
Stellglied radial nach innen. Dabei komprimieren sie eine Druckfeder, die zwischen
einer Verlängerung der Spannklinken über deren Drehpunkt hinaus und dem Stellglied
abgestützt ist und die nach dem Zurückschieben des Spannrings wieder dafür sorgt,
daß die Spannklinken vom Werkstück radial abgehoben werden.
-
Erst nach Erreichen dieser Stellung wird das Stellglied relativ zum
Grundgehäuse des Kraftspannfutters axial vom Werkstück entfernt, so daß die Spannklinken
in das Gehäuse des Kraftspannfutters einfahren.
-
In dieser eingefahrenen Stellung des Stellglieds ist die Drehaufnahme
des Kraftspannfutters von eilen Seiten frei zugänglich, so daß ein bereits bearbeitetes
Werkstück abgenommen werden kann und daß ein neues Werkstück angenommen und unter
Zuhilfenahme eines Spannreitstocks gegen die Drehaufnahme gespannt und wie oben
beschrieben, vorbearbeitet werden kann.
-
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Druckfläche bestehen darin, daß diese
am Innenumfang des Spannrings ausgebildet ist, derart, daß sie kurz vor
Erreichen
der Spannstellung gegen die Rücken der Spannklinken, diese zunehmend in radialer
Richtung umlenkend, abläuft, und daß die Druckfläche als Schräg- oder Konusfläche
ausgebildet ist, deren Achsabstand sich in Richtung "Spannen" des Werkstücks vergrößert.
-
Zum lösen" bzw. "Spannen" des Kraftspannfutters ist ein bevorzugt
hydraulisch betätigbares Zugrohr vorgesehen, welches mit einem zentralen Kolben
des Kraftspannfutters in Verbindung steht. Der am Außenumfang des Grundgehäuses
geführte Spannring weist einen nabenartigen Grundkörper auf, welcher am werkstückseitigen
Ende des im Grundgehäuse axial verschieblich gelagerten Kolbens befestigt ist. Auf
diesem Kolben ist auch das Stellt glied axial verschieblich gelagert; ein am Stellglied
vorgesehener Anschlag in Form einer Anschlagscheibe begrenzt den Verschiebeweg des
Stellglieds in Richtung "Spannen" des Werkstücks durch Zusammenwirken mit einer
gehäuseseitigen Anschlagfläche.
-
Vor Erreichen der gehäuseseitigen Anschlagfläche ist das Stellglied
mittels Federkraft gegen eine werkstückseitige Schulter des Kolbens angedrückt gehalten,
wobei die Federkraft durch eine kolbenseitig abgestützte auf den Kolben aufgeschobene,
auf Druck belastete Spiralfeder erzeugt ist.
-
Durch diese Ausgestaltung des Stellglieds und die Art seiner Lagerung
auf dem Kolben, wird gewährleistet, daß bei einer Kolbenbewegung in Richtung auf
das Werkstück, also beim "Spannen" des Werkstücks, das Stellglied relativ zum Grundgehäuse
nur bis zu einem vorgegebenen gehäuseseitigen Anschlag axial mitbewegt werden kann,
daß aber der am Kolben befestigte Spannring in axialer Richtung noch wetter auf
das Werkstück zu bewegt werden kann, um dabei die Spannklinken gegen die Wirkung
von Druckfedern radial nach innen bis zum Erreichen der Sapnnstellung zu verschwenken.
-
Während dieser Bewegung des Stellrings wird die auf dem Kolben befindliche
Spiralfeder, welche sich gegen das axial festgelegte Stellglied abstützt, zusätzlich
gespannt. Sie kann daher/in Abwesenheit äußerer Kräfte den Spannring in Richtung
auf den Grundkörper zurückziehen und das Lösen des Werkstücks einleiten.
-
Im folgenden wir ein Ausführung-sbeispiel der Erfindung m Hand .der
Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. - einen Axialschnitt durch
das Kraf t:#pannfutter in Spannstellung der Sp#n##kSpannllinkell Fig. 2 einen Querschnitt
gemäß II-II der Figur #; Fig. 3 einen axialen Halbschnitt durch da Kraftspannfutter
bei maximal zurückgezogenen Spannklinken; Fig a einen axialen Halbschnitt durch
das Kraftspannfutter mit axial voll ausgefailrenen spannklinken und Fig. 5 einen
axialen Halbschnitt durch das Kraftspannfutter am Beginn der radialen Umlenkung
der Spannklinken durch den Spannring.
-
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftspannfutter dient zum Drehen
von Kegelrädern und Ritzeln, deren Verza ßung fertig geschmiedet, gebeizt, gestrahlt
und kaitkalibriert ist. L)ie Zentrierbasis wird dabei durch die Verzahnung des l;erkstücks
14 gebildet. Mit der Verzahnung greift das Werkstück 14 in die entsprechend negativ
ausgebildete Drehaufnahme 9 des Kraftspannfutters ein. Das Werkstück besitzt zunächst
noch einen (nicht gezeichneten) Preßgrat am größten Durchmesser der Verzahnung.
Um diesen in einer Einspannung entfernen und die Spannbasis auf der Rückseite der
Verzahnung andrehen zu können, wird das Werkstück 14 mit einem Stützreitstock, dessen
Spitze 2
teilweise dargestellt ist, mit ca. 40 - 600 kg axial gegen
die Drehaufnahme 9 angedrückt. Die Spannklinken 11 sind bei Einspannung des Werkstücks
mit dem Stützreitstock zwecks Durchführung der Vorbearbeitung des Werkstücks in
das Grundgehäuse 1 eingezogen (Fia. 3). Das Werkstück 14 liegt dabei völlig frei
und kann mit einem Drehmeißel abgedreht werden.
-
Dabei wird der Preßgrat entfernt und die Spannbasis 23 für die Nasen
13 der Spannklinken 11 angedreht.
-
Nach dieser Vorbearbeitung des Werkstücks 14 wird der Drehmeißel zurückgefahren
und ein Impuls an einen (nicht gezeichneten) hydraulischen Spannzylinder gegeben,
der das Zugrohr 8, welches auf den Kolben 7 aufgeschraubt ist, nach rechts in Richtung
"Spannen" des Werkstücks gem. Pfeil S bewegt. Das Zugrohr ist in einem Zwischenflansch
19 des Grundgehäuses 1 des Kraftspannfutters axial geführt. Auf dem Kolben 7 gleitet
eine Spiralfeder 10, die sich einerseits an de#r Stirnseite des Zugrohrs 8, andererseits
an einer Anschlagscheibe 6 eines Stellglieds 5 abstützt. Die Anschlagscheibe 6 ist
mit dem StellgKlied 5 verschraubt. Das Stellglied 5 besitzt drei Arme 20, an deren
Enden jeweils eine Spannklinke 11 radial verschwenkbar angelenkt ist. Auf rückwärtige
Verlängerungen 24 der Spannklinken 11 drücken Druckfedern 12, welche andererseits
am Stellglied 5 abgestützt sind. Somit ist es gewährleistet, daß die Spannklinken
11 stets radial im Gegenuhrzeigersinn gegen den Spannring 4 angedrückt werden. Der
Spannring 4 besitzt einen Grundkörper 3, der auf den Kolben 7 aufgesteckt ist, indem
er dessen werkstückseitige Endschulter 22 übergreift;
mittels einer
Gcgenscheibe 21 ist der Grundkörper 3 des Spannrings 4 fest mit dem Kolben 7 verschraubt.
Gemäß den Figuren 1 und 2 ist ds Werkstück in der Spannstellung dargestellt. Im
folgenden wird der Ablauf des Spannvorgangs anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert.
-
Figur 3 zeigt die Ausgangsstellung vor Einleitung des Spannvorgangs.
Das Stellglied 5 ist maximal nach links verschoben; ebenso der Spannring 4. Das
Zugrohr 8 und damit der Kolben 7 befinden sich in-ihrer äußerst linken Stellung.
Diese wird beim Lösen des Werkstücks, d.h. nach Bewegung des Zugrohrs 8 in eine
Richtung gemäß Pfeil L erreicht. In dieser Stellung sind die Nasen 13 der Spannklinken
11 praktisch vollständig in das Grundgehäuse 1 zurückgezogen. Die Spannklinken 11
sind maximal nach oben verschwenkt. Bei Einleiten des Spannvorgangs gleitet das
Zugrohr gemäß Pfeil S nach rechts in Richtung auf das Werkstück 14 und schiebt den
Kolben 7 mit der Spiralfeder 10, den Spannring 4 und das Stellglied 5 mit den Spannklinken
11 nach rechts bis die Anschlagscheibe 6 gegen die Anschlagfläche 17 des Grundgehäuses
1 anschlägt. Diese Anschlagstellung ist in Figur 4 dargestellt. In dieser Stellung
kann das Stellglied 5 in axialer Richtung nicht mehr weiter auf das Werkstück zu
bewegt werden. Der Spannring 4 befindet sich dabei noch in einer Stellung hinter
den Rücken 1S der Spannklinken 11. Die Spiralfeder 10 stützt sich gegen die Anschlagscheibe
6 desStellglieds 5 abrand sichert die Anlage der Schulter 18 des Kolbens 7 gegen
die der Spiralfeder 10
gegenüberliegende Seite der Anschlagscheibe
6.
-
Durch die Weiterbewegung des Kolbens 7 nach rechts rückt die Schulter
18 des Kolbens 7 von der Anschlagscheibe 6 zunehmend ab und es wird die in Fig.
5 dargestellte Stellung des mitbewegten Spannrings 4 erreicht, bei welcher er gerade
mit seiner schrägen Druckfläche 16 mit den Rücken 15 der Spannklinken 11 in Kontakt
kommt.
-
Die Spannklinken 11 können wegen der axialen Festlegung des Stellglieds
5 nicht mehr weiter in axialer Richtung ausweichen. Sie stehen gerade mit ihren
Nasen 13 etwa 2 bis 4 mm über dem größten Durchmesser des Werkstücks 14, so daß
während des Spannvorgangs eine Kollision zwischen Werkstück und Spannklinken ausgeschlossen
ist.
-
Durch eine weitere Verschiebung des Zugrohrs 8 in axialer Richtung
nach rechts qleitet der Kolben 7 unter Zusammendruückung der Spiralfeder 10 weiter
durch die Bohrung des Stellglieds 5; der mit dem Kolben 7 mitbewegte Spannring 4
bewirkt über seine Druckfläche 16 eine radiale Schwenkbewegung der Spannklinken
11, so lange, bis deren Nasen auf der Spannbasis 23 auf der Rückseite der Verzahnung
des Werkstücks 14 anliegen. Damit ist die in Fig. 1 im Axialschnitt dargestellte
Spannstellung erreicht. Der gewünschte Spanndruck wird über den nicht gesichneten
am Zugrohr 8 angreifenden Spannzylinder vorgegeben und über den Spannring 4 und
die Spannklinken 11 auf das Werkstück 14 übertragen. In dieser in der Fig. 1 dargestellten
Spannstellung ist die Spiralfeder
10 maximal komprimiert. Der
Stützreitstock mit der Spitze 2 entfernt sich vom Werkstück und die Drehoperation
auf der der Verzahnung abgekehrten Seite des Werkstücks kann beginnen. Sämtliche
geschilderten Vorgänge können automatisch gesteuert werden. Das erläuterte Kraftspannfutter
ermöglicht die Durchführung aller Maßnahmen einschließlich der Vorbearbeitung bei
einer einzigen Einspannung des Werkstücks.
-
Das Ausspannen des Werkstücks erfolgt über einen Impuls an den Spannzylinder,
der das Zugrohr 8 mit Kolben 7 und Spannring 4 vom Werkstück 14 weg, also nach links
in Richtung des Pfeils L bewegt. Die spiralförmige Druckfeder wo drückt weiterhin
auf die Anschlagscheibe 6 und hält das Stellglied 5 mit den Spannklinken 11 in Anschlagposition
gegen die gehäuseseitige Anschlagfläche 17. Noch bevor diese lage erreicht ist,
schwenken die Spannklinken 1 mit zunehmendem Zurückgleiten des Spannrings 4 unter
der Wirkung der Druckfedern 12 radial nach außen bis sie über dem größten Werkstückdurchmesser
stehen und axial in das Grundgehäuse eingefahren werden können. Die Schulter 18
des weiter nach links zurückbewegten Kolbens-7 schlägt an der Anschlagscheibe 6
an, so daß sich diese von ihrer in Fig. 4 dargestellten Ansch3agmsition an der Anschlagfläche
17 des Grundgehäuses 1 löst und mit geöffneten Spannklinken 11 weiter in das Grundgehäuse
1 eintaucht, wobei Spannring 4 und Stellglied 5 mit dem Kolben 7 mitbewegt werden.
-
Leerseite