DE3247586A1

DE3247586A1 - Drehmaschine

Info

Publication number: DE3247586A1
Application number: DE19823247586
Authority: DE
Inventors: Franz 4400 Steyr Pühringer
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: SKF Steyr GmbH
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1983-07-07
Also published as: JPS58120404A; US4512223A; DE3247586C2; AT376385B; JPH0227081B2; ATA556081A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schieschke

8000 München 40, Elisabeths». 34

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmaschine, deren das Werkstück fassender Antriebsstock zur Bearbeitung des Werkstückes von beiden Stirnseiten her zwischen zwei Werkzeugeinheiten angeordnet ist.

Derartige sogenannte Mittenantriebsmaschinen sind bereits bekannt. Dabei besitzt der Antriebsstock aber im Bereich Jeder Stirnseite ein Spannfutter, also insgesamt zwei Spannfutter, was zwar die Möglichkeit bietet, zwei getrennte Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten, jedoch den Nachteil hat, daß der Antriebsstock eine vergleichsweise große axiale Länge erhält, so daß zwar entsprechend lange Rohre bzw. Stäbe oder Wellen an ihren beiden Stirnseiten gleichzeitig abgedreht werden können, es aber nicht möglicht ist, Scheiben oder Ringe mit vergleichsweise geringer axialer Ausdehnung in einem Arbeitsgang an beiden Stirnseiten und gegebenenfalls an der Innenseite zu bearbeiten. Dazu kommt noch, daß für das Laden bzw. Entladen des Antriebsstockes und die axiale Festlegung des Werkstückes im Antriebsstock verhältnismäßig komplizierte

Vorrichtungen erforderlich sind.

Es ist zwar auch schon bekannt, für Drehmaschinen Lade- und Entladevorrichtungen vorzusehen, die eine auf einem Schwenkarm gelagerte Spannzange für das Werkstück aufweisen, doch sind derartige Vorrichtungen bisher für Mittenantriebsmaschinen nicht geeignet.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und eine Drehmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich für die Bearbeitung von ring- oder scheibenförmigen Werkstücken, z.B. Wälzlagerringen, in einer Aufspannung eignet und eine schnelle Ladung und -Entladung ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Antriebsstock lünettenartig als Lagerung für nur ein in an sich bekannter Weise mit radial verschiebbaren Spannbacken oder tellerfederartigen Lamellen versehenes Spannfutter ausgebildet ist, wobei das Spannfutter zwei zur Spannbacken- bzw. Lamellenbetätigung relativ gegeneinander verdrehbare koaxiale Ringe aufweist, von denen der äußere als Antriebsriemenscheibe dient.

Da nur ein Spannfutter vorgesehen ist und dessen Spannbacken bzw. Lamellen nicht durch axiales Verschieben eines Keiles od. dgl., sondern durch gegenseitiges Verdrehen zweier koaxialer Ringe in und außer Spannstellung gebracht werden, ergibt sich eine vergleichsweise geringe axiale Abmessung, die es ermöglicht, das Spannfutter in einem lünettenartig schnalen Antriebsstock unterzubringen, so daß Ringe oder Scheiben, also Werkstücke mit geringer axialer Länge, an beiden Stirnseiten und gegebenenfalls an ihrer Innenseite gleichzeitig abgedreht werden können, wobei sich eine weitere konstruktive Vereinfachung auch dadurch ergibt, daß der eine Ring des Spannfutters gleichzeitig als Antriebsriemen-

scheibe ausgebildet ist. Selbstverständlich wird man zur Vermeidung von Schlupf einen Zahnriementrieb wählen. Mit der erfindungsgemäßen Drehmaschine ist es also beispielsweise möglich, einen Wälzlagerring mit Ausnahme der Außenumfangsfläche allseits zu bearbeiten, was bisher nur mit wenigstens zwei Aufspannungen durchgeführt werden konnte.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die beiden Ringe des Spannfutters an je einer Stirnseite mit ringförmig angeordneten Kupplungszähnen ausgestattet und diese mit von einer Lade- bzw. Entladevorrichtung für das Werkstück getragenen Gegenkupplungszähnen in Eingriff bringbar, wobei der Gegenzahnträger nur einer der beiden Vorrichtungen motorisch verdrehbar ist.

Es werden also die Lade- und Entladevorrichtungen zum Festziehen bzw. Lösen des Spannfutters herangezogen, da die Träger mit den Gegenkupplungszähnen für die Kupplungszähne der beiden Spannfutterringe ausgestattet sind. Greifen Kupplungszähne und Gegenkupplungszähne ineinander ein und wird dann der Zahnträger der einen Vorrichtung verdreht, so kommt es zu der gewünschten Relatiwerdrehung der beiden Ringe zum Einspannen oder Freigeben des Werkstückes. Dabei ergibt sich für die Lade- bzw. Entladevorrichtung kein besonders hoher technischer Aufwand, da es ja nur darum geht, Gegenkupplungszähne anzuordnen und den Gegenzahnträger einer der beiden Vorrichtungen mit einem motorischen Antrieb zu versehen.

Erfindungsgemäß weisen ferner die Lade- bzw. Entladevorrichtung je eine mit der Spannfutterachse fluchtende, in Achsrichtung verschiebbare Spannzange für das. Werkstück auf, wobei die Spannzange der Entladevorrichtung vom Spannfutter weg bis zu einem verstellbaren Anschlag zurückdrückbar ist. Mit Hilfe der verschieb-

baren Spannzange der Ladevorrichtung wird das zu bearbeitende Werkstück zwischen die Spannbacken bzw. Lamellen des Spannfutters geschoben, wobei es das bisher festgehaltene, fertig bearbeitete Werkstück, das von der Spannzange der Entladevorrichtung erfaßt wird, samt dieser Spannzange vor sich herschiebt, bis letztere den Anschlag erreicht, der damit die richtige axiale Lage des neu zu bearbeitenden Werkstückes zwischen den Spannbakken bzw. Lamellen bestimmt. Es wird also ein sehr einfacher, und rascher Vorgang beim Werkstückwechsel erreicht, der auch nur eine verhältnismäßig einfache Konstruktion der beiden Vorrichtungen voraussetzt. Zum Verschieben der beiden Spannzangen können gegen eine Feder wirkende oder doppeltwirkende Kolbentriebe verwendet werden.

Eine besonders einfache Konstruktion des Spannfutters wird dadurch erreicht, daß der eine Ring des Spannfutters radiale Führungen für die Spannbacken bildet, die sich mit ihren äußeren Stirnflächen unter der Wirkung einer Feder an inneren Spiralflächen des anderen Ringes abstützen. Bei einer relativen Gegeneinanderdrehung der beiden Ringe werden dann die Spannbacken radial verschoben, weil der Wechsel der Abstützstellen an den Spiralflächen eine Änderung des radialen Abstandes von der Spannfutterachse mit sich bringt. Selbstverständlich muß die Steigerung der Spiralflächen so gewählt werden, daß Selbsthemmung eintritt.

Handelt es sich um tellerfederartige Lamellen als Spannelemente, so sind diese erfindungsgemäß zwischen den beiden mittels eines Gewindes zusammenschraubbaren Ringen axial verspannbar. Die Lamellen haben von vornherein eine konische Form. Werden sie unter Abstützung am Außenumfang axial verspannt und damit der Kegelwinkel gestreckt, so Ergibt sich eine Verringerung des Innen-

radius und damit die gewünschte Klemmwirkung auf das Werkstück.

Schließlich wird eine weitere Verringerung des technischen Aufwandes dadurch erzielt, daß der äußere Ring des Spannfutters den Lagerinnenring eines Vierpunktlagers bildet, mit dem das Spannfutter im Antriebsstock gelagert ist, wobei das Vierpunktlager bekanntlich den Vorteil hat, daß es zugleich als Radialrund Axiallager dient.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig, 1 eine Drehmaschine mit Mittenantrieb schematisch in Seitenansicht,

Fig. 2 in Draufsicht,

Fig. 3 den Antriebsstock mit dem Spannfutter im Axialschnitt im größeren Maßstab, Fig. 4 eine zugehörige Stirnansicht in Richtung des

Pfeiles IV der Fig. 3 im Teilschnitt, Fig. 5 den Antriebsstock mit dem Spannfutter wahrend des Lade- bzw. Entladevorganges im axialen Teilschnitt und die

Fig. 6 und 7 zwei Ausführungsvarianten des Spannfutters in weiterer Vergrößerung.

Auf dem Maschinenbett 1 ist zwischen zwei Werkzeugeinheiten 2, die revolverkopf art ig ausgebildet sein können, ein Antriebsstock 3 ortsfest angeordnet, dessen Spannfutter über Zahnriemen 4 von oben her (Motor 5) angetrieben wird. Auf seitlichen Horizontalachsen 6 sind Schwerikarme 7 gelagert, die eine Ladevorrichtung bzw. eine Entladevorrichtung 9 tragen. Die Werkstücke, z.B. Wälzlagerringe, werden über eine Förderrinne 10 zugeführt, aus dieser von der Ladevorrichtung 8 entnommen und durch Schwenken des Armes 7 zum Spannfutter des An-

triebsstockes 3 gebracht, wo sie entsprechend erfaßt werden. Das fertige Werkstück wird jeweils von der eingeschwenkten Entladevorrichtung 9 übernommen und nach Ausschwenken des zugehörigen Armes 7 in einer Förderrinne 11 abgelegt.

Der Antriebsstock 3 ist lünettenartig als Lagerauge für ein Spannfutter ausgebildet, das gemäß den Fig. 3 bis 5 radial verschiebbare Spannbacken 12 aufweist. Das Spannfutter besteht aus einem aus mehreren Stücken zusammengeschraubten Außenring 13, der zugleich mit seinen Teilen 14 als Antriebsriemenscheibe dient und radiale Führungen 15 für die Spannbacken 12 bildet, wobei die Spannbacken 12 in den Führungen 15 durch einen angeschraubten Deckel 16 gehalten sind. Ferner besteht das Spannfutter aus einem zum Außenring 13 koaxialen Innenring 17, der innere Spiralflächen 18 besitzt (Fig. 4), an denen sich die Spannbacken 12 unter der Wirkung einer Ringfeder 19 abstützen, wobei die Ringfeder 19 an in den Spannbacken gelagerten Stiften 20 angreift. Der Außenring 13 ist mit ringförmig angeordneten Kupp lungs zähnen 21 und der Innenring 17 mit ebensolchen Kupplungszähnen 22 versehen. Nach den Fig.. 3 und 5 ist der Außenring 13 des Spannfutters über ein Vierpunkt lager 23 im Antriebsstock 3 gelagert, wobei der Außenring 13 selbst dm .Lagerinnenring bildet.

Werden der Außenring 13 und der Innenring 17 relativ gegeneinander verdreht, so ergibt sich die gewünschte radiale Verstellung der Spannbacken 12, da sich diese ja an den Spiralflächen 18 des Innenringes 17 abstützen.

In Fig. 5 ist jene Stellung dargestellt, in der die Ladevorrichtung 8 zum Antriebsstock 3 eingeschwenkt

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und an diesen herangeschoben ist. Die Ladevorrichtung 8 weist eine Trommel 24 auf, die stirnseitig mit Gegenkupplungszähnen 25 für die Kupplungszähne 22 des Innenringes 17 ausgestattet und mit Hilfe eines Hydromotors 26 verdrehbar ist. Auch an der ebenfalls zum Antriebsstock 3 herangeführten Entladevorrichtung 9 ist eine Trommel 27 mit Gegenkupplungszähnen 28 für die Kupplungszähne 21 des Außenringes 13 vorgesehen, die aber nicht verdreht werden kann. Beim Heranbringen der beiden Vorrichtungen 8, 9 an den Antriebsstock 3 greifen jeweils die Gegenkupplungszähne 25, 28 in die Kupplungszähne 22, 21 der beiden Spannfutterringe 17, 13 ein. Wird dann die Trommel 24 mit Hilfe des Hydromotors 26 verdreht und wird der Außenring 13 durch die Gegenkupplungszähne 28 der Trommel 27 festgehalten, so ergibt sich die gewünschte Relativverdrehung der beiden Spannfutterringe 13i 17 und damit die Betätigung der Spannbacken 12.

In der Ladevorrichtung 8 ist eine Spannzange 29 gelagert, die das zu bearbeitende Werkstück 30 übernimmt und mit Hilfe eines hydraulisch beaufschlagten Kolbens 31 gegen die Kraft einer Feder 32 zwischen die geöffneten Spannbacken 12 schiebt. Dabei wird das bereits bearbeitete Werkstück 30a in die Spannzange 33 der Entladevorrichtung 9 eingeführt, wobei die Spannzange 33 ebenfalls mit Hilfe eines hydraulisch beaufschlagbaren Kolbens 34 verschiebbar ist. Das bereits fertiggestellte Werkstück 30a wird in der Spannzange so weit zurückgedrückt, bis letztere an einem verstellbaren Anschlagstift 35 anliegt. Ist der Werkstückwechsel vollzogen, so werden die Lade- und Entladevorrichtung 8, vom Antriebsstock 3 zurückgezogen und wieder ausgeschwenkt, um ein neues Werkstück zu übernehmen bzw. das fertige

Werkstück 30a in die Rinne 11 abzulegen. In der Entladevorrichtung 9 ist noch ein Ausstoßer 37 vorgesehen, der über eine Axialbohrung 37 ebenfalls hydraulisch betätigt werden kann.

Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, können an Stelle der Spannbacken 12 auch tellerfederartige Lamellen 38 vorgesehen sein, die zum Fassen des Werkstückes 30 axial zusammengespannt werden. Zu diesem Zweck sind der Außenring 13a und der Innenring 17a des Spannfutters mit einem Mutter- bzw. Bolzengewinde 39 ausgestattet und können mehr oder weniger weit zusammengeschraubt werden, wobei sich die Lamellen 38 außen am Innenring 17a abstützen, wodurch der Innendurchmesser der Lamellen 38 beim Zusammenschrauben der Ringe 13a,. 17a verringert wird. In Fig. 7 sind außerdem an Stelle des Vierpunktlagers 23 ein Radiallager 40 und zwei Axiallager 41 dargestellt.

Patentanwälte

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8000 München 40, ElisaoefHstr.44

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1.J Drehmaschine, deren das Werkstück fassender Antriebsstock zur Bearbeitung des Werkstückes von beiden Stirnseiten her zwischen zwei Werkzeugeinheiten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,, daß der Antriebsstock (3) lünettenartig als Lägerauge für 'nur ein in an sich bekannter Weise mit radial verschiebbaren Spannbaeken (12) oder tellerfederartigen Lamellen (38) versehenes Spannfutter· (12, 13, 17; 13a,.17a, 38) ausgebildet ist, wobei das Spannfutter (12, 13» 17; 13a, 17a, 38) zwei zur -Spannbacken- bzw. Lamellenbetätigung. relativ gegeneinander verdrehbare koaxiale Ringe (13, 17». 13a, 17a) aufweist, von denen der äußere (13? 13a) als Antriebsriemenscheibe dient.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringe (13t 17; 13a,17a) des Spannfutters (12, 13, 17? 13a, 17a, 38) an Je einer Stirnseite mit ringförmig angeordneten Kupplungszähnen (21, 22) ausgestattet und diese mit von einer Ladebzw. Entladevorrichtung (8-, 9) für das Werkstück (30, 3Oa) getragenen Gegenkupplungszähnen (25t 28) in Eingriff bringbar sind, wobei der Gegenzahnträger (2A) nur einer (8) der beiden Vorrichtungen (8, 9) motorisch verdrehbar ist.

3. Drehmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade- und Entladevorrichtung (8, 9) je eine mit der Spannfutterachse fluchtende, in Achsrichtung verschiebbare Spannzange (29, 33) für das Werkstück (30, 30a) aufweisen, wobei die Spannzange (33) der Entladevorrichtung (9) vom Spannfutter (12, 13, 17) weg bis zu einem verstellbaren Anschlag (35) zurückdrückbar ist.

4. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ring (13) des Spannfutters (12, 13, 17) radiale Führungen (15) für die Spannbacken (12) bildet, die sich mit ihren äußeren Stirnflächen unter der Wirkung einer Feder (19) an inneren Spiralflächen (18) des anderen Ringes (17) abstützen.

5. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tellerfederartigen Lamellen (38) zwischen den beiden mittels eines Gewindes (39) zusammenschraubbaren Ringen (13a, 17a) axial verspannbar sind.

6. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (13, 13a) des Spannfutters (12, 13, 17; 13a, 17a, 38) den Lagerinnenring eines Vierpunktlagers (23) bildet, mit dem das Spannfutter (12, 13, 17J 13a, 17a, 38) im Antriebsstock (3) gelagert ist.

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DIpl.-IngJ 8000 Münche