DE3501416C2

DE3501416C2 - Spannfutter-Aufsatzbacken-Wechseleinrichtung

Info

Publication number: DE3501416C2
Application number: DE3501416A
Authority: DE
Inventors: Walter 7066 Baltmannsweiler Großmann; Helmut Friedrich 7307 Aichwald Link
Original assignee: Index-Werke Kg Hahn & Tessky, 7300 Esslingen
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3501416A1; US4644636A; JPS61164705A

Abstract

Wechseleinrichtung für die Aufsatzbacken eines mit Grundbacken versehenen Spannfutters, bei dem zur exakten Positionierung der Aufsatzbacken jede Grundbacke zwei axial ausgerichtete Zapfen aufweist, die in Bohrungen der Aufsatzbacke passend eingreifen und einen radial beweglichen Verriegelungsschieber führen, der mittels einer an der Aufsatzbacke angebrachten kopflosen Schraube in radialer Richtung verschiebbar ist. Ein Aufsatzbackengreifer weist einen Schrauber sowie eine Gewindebohrung für diese Schraube auf, so daß die letztere aus der Aufsatzbacke teilweise heraus und in den Greifer einschraubbar ist, um Greifer und Aufsatzbacke miteinander zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannfutter-Aufsatzbacken- Wechseleinrichtung für Spannfutter mit mehreren, an einem Futterkörper bezüglich der Spannfutterachse radial beweglichen Grundbacken, auf denen jeweils eine dem Spannen von Werkstücken dienende Aufsatzbacke auswechselbar befestigt werden kann, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Bei Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Drehmaschinen, ist es schon allgemein üblich, nicht nur den Bearbeitungsvorgang selbst automatisch ablaufen zu lassen, sondern Werkzeuge ebenso wie Werkstücke automatisch zu wechseln. Eine flexible und vollständig automatische Fertigung verlangt aber auch die Möglichkeit des selbsttätigen Anpassens der Spannbacken eines Spannfutters an Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers oder gegebenenfalls auch unterschiedlicher Oberflächen. Deshalb sind schon Spannfutter und Wechseleinrichtungen der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei denen sämtliche Aufsatzbacken eines Spannfutters gleichzeitig gewechselt werden (siehe z. B. "Werkstatt und Betrieb", 117, 1984, Heft 5, Seite 304 und Heft 8, Seite 482, sowie DE-OS 26 10 587, Fig. 3 bis 6). Diese bekannten Wechseleinrichtungen benötigen aber komplizierte und groß bauende Aufnahmevorrichtungen für einen Satz von Aufsatzbacken, so daß Platzprobleme im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine auftreten, die schweren Aufnahmevorrichtungen aufwendige Handhabungsgeräte erforderlich machen und das Wechseln großer Segmentbacken gar nicht möglich ist.
Bekannt ist aber auch eine Wechseleinrichtung für Spannfutter-Aufsatzbacken, mit der jeweils nur eine Aufsatzbacke gewechselt und dann das Spannfutter bis zur nächsten Spannbacke weitergedreht wird, bei einem 3-Backen-Futter also um 120° (siehe Fig. 1 und 2 der DE-OS 26 10 587). Aber auch diese bekannte Wechseleinrichtung ist verhältnismäßig kompliziert und baut recht groß, so daß sie entsprechend schwer ist. Sie besitzt nämlich ein Gestell mit zwei miteinander fluchtenden, zwischen sich eine Lücke von der Breite einer Aufsatzbacke lassenden Führungsschienen, auf deren eine die einzuwechselnden Aufsatzbacken aufgeschoben sind und auf deren andere die ausgewechselten Aufsatzbacken aufgeschoben werden. Jede Grundbacke besitzt auf ihrer Stirnseite eine tangential ausgerichtete, im Querschnitt T-förmige Führungsleiste, auf die eine an ihrer rückwärtigen Stirnseite komplementär profilierte Aufsatzbacke in tangentialer Richtung aufgeschoben werden kann. In einer senkrecht zu ihrer vorderen Stirnseite verlaufenden Bohrung der Grundbacke ist ein in axialer Richtung nach vorn gefederter Sicherungsbolzen verschiebbar geführt, welcher bei auf die Grundbacke aufgeschobener und richtig positionierter Aufsatzbacke in ein Sackloch der letzteren einrastet, jedoch mittels eines Stößels, der durch das Gestell der Wechseleinrichtung betätigt wird, wenn sich diese in ihrer Wechselposition befindet, zurückgedrückt werden kann, so daß er die Aufsatzbacke freigibt. Sie wird dann durch die einzuwechselnde Aufsatzbacke auf die zweite Führungsschiene geschoben; zu diesem Zweck ist an dem Gestell der Wechseleinrichtung ein doppelt wirkender Druckmittelzylinder angebracht, dessen Kolbenstange mit Mitnehmern zum Verschieben der auf den Führungsschienen befindlichen Aufsatzbacken versehen ist. Neben ihrem Platzbedarf und ihrem hohen Gewicht hat diese bekannte Konstruktion noch weitere Nachteile: sie eignet sich nicht zum Wechseln großer Segmentbacken, und die Führungen an den Grund- und Aufsatzbacken sind seitlich offen, so daß sie während der Werkstückbearbeitung einer starken Verschmutzung ausgesetzt sind, mit der Folge, daß entweder der Backenwechsel Schwierigkeiten macht oder auf spielfreie Führungen für die Aufsatzbacken verzichtet werden muß. Auch läßt sich diese bekannte Konstruktion bei Spannfuttern mit mehr als drei Spannbacken nicht mehr verwenden, da schon bei einem 4-Backen- Futter die der auszuwechselnden Aufsatzbacke benachbarten Spannbacken der Wechseleinrichtung mit aufgeschobenen Aufsatzbacken im Wege sind.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Wechseleinrichtung zum Wechseln einzelner Aufsatzbacken mittels eines kompakten Aufsatzbackengreifers zu entwickeln, bei der stets ein spielfreier, fester Sitz der Aufsatzbacken gewährleistet ist, ohne daß der bei der Werkstückbearbeitung anfallende Schmutz zu Problemen führen kann. Ausgehend von der vorstehend beschriebenen bekannten Wechseleinrichtung zum Wechseln einzelner Aufsatzbacken, d. h. von einer Wechseleinrichtung der eingangs erwähnten Art, bei der Grund- und Aufsatzbacke an ihren einander zugewandten Stirnseiten eine Ausnehmung und einen Vorsprung aufweisen, welch letzterer in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in Richtung der Spannfutterachse aufweist, in die Ausnehmung einsteckbar ist, sowie mit einem Aufsatzbackengreifer zum Halten einer zu wechselnden Aufsatzbacke, welcher ein Betätigungselement zum Betätigen einer Verriegelungsvorrichtung zwischen Grund- und Aufsatzbacke aufweist, läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß Grund- und Aufsatzbacke an ihren einander zugewandten Stirnseiten mindestens zwei Ausnehmungen und zwei Vorsprünge aufweisen, von denen der eine in radialer sowie tangentialer und der andere mindestens in tangentialer Richtung passend in die zugehörige Ausnehmung einsteckbar ist, daß die Verriegelungsvorrichtung gegenüber den Stirnseiten geneigte Spannflächen zum Aneinanderpressen der Stirnseiten aufweist, daß die Verriegelungsvorrichtung eine Betätigungsschraube aufweist und daß der Aufsatzbackengreifer einen Schrauber für diese Schraube besitzt. Bei einer solchen Konstruktion lassen sich an den Seiten der Grund- und Aufsatzbacken offene Führungen vermeiden, so daß die für den automatischen Aufsatzbackenwechsel erforderlichen Elemente während der Werkstückbearbeitung nicht verschmutzen können. Durch den die radiale Position der Aufsatzbacke bestimmenden, insbesondere als Zentrierbolzen ausgebildeten Vorsprung läßt sich eine sehr hohe Genauigkeit des Spannfutters in radialer Richtung erzielen, so daß es nicht erforderlich ist, die Spannflächen der Aufsatzbacken nach der Montage im Spannfutter in der Werkzeugmaschine zu bearbeiten. Beide Vorsprünge zusammen ergeben eine formschlüssige Verbindung zwischen Grund- und Aufsatzbacke, die eine optimale Übertragung der verschiedenen auftretenden Momente ermöglicht. Durch eine entsprechende Anordnung der geneigten Spannflächen und bei geringer Neigung derselben lassen sich hohe Anpreßkräfte zwischen Aufsatz- und Grundbacken gerade dort, wo sie am wirkungsvollsten sind, nämlich in der Nähe der Einspannstelle des Werkstücks, erreichen. Schließlich macht es der Einsatz eines am Aufsatzbackengreifer angeordneten Schraubers für die Betätigung der Verriegelungsvorrichtung nur noch erforderlich, bei einem Backenwechsel den Aufsatzbackengreifer an das Spannfutter heranzuführen, und zwar unabhängig davon, ob die Schraube an der Aufsatz- oder der Grundbacke gehalten ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung hat einer der Vorsprünge die Gestalt eines Zapfens mit einer kreiszylindrischen Umfangsfläche, welche mit Paßsitz in eine als Bohrung ausgebildete Ausnehmung einsetzbar ist, während der andere Vorsprung lediglich in tangentialer Richtung spielfrei in seine Ausnehmung einsetzbar ist. Da sich kreiszylindrische Flächen in Form von Zapfen und Bohrungen mit hoher Präzision herstellen lassen, erreicht man so auf besonders einfache Weise eine ganz exakte Positionierung der Aufsatzbacken in radialer Richtung.
Die geneigten Spannflächen der Verriegelungsvorrichtung könnten z. B. von den Flanken eines schraubenartigen Verriegelungselements und eines entsprechenden Mutterngewindes oder von einer Scheibe mit einer einen Teil einer Wendel bildenden Stirnfläche und einer entsprechenden Gegenfläche gebildet werden. Viel empfehlenswerter ist es aber, die Verriegelungsvorrichtung mit einem Schieber zu versehen, welcher eine dieser geneigten ersten Spannflächen trägt, die mit einer Anlauffläche zusammenwirkt, wobei der Schieber durch die Betätigungsschraube verschiebbar ist. Bei einer solchen Konstruktion lassen sich mit einfachen Mitteln auch noch im Abstand von den ersten geneigten Spannflächen angeordnete zweite geneigte Spannflächen schaffen, indem man die Konstruktion so ausbildet, daß der Schieber an der einen und die Schraube in einer Gewindebohrung der anderen Backe gehalten wird, daß Schraube und Schieber an ihren einander zugewandten Enden einen Kegel bzw. einen Konus aufweisen, welche ineinandergreifen sowie die zweiten geneigten Spannflächen bilden und deren Achsen derart gegeneinander versetzt sind, daß durch Anziehen der Schraube die einander zugewandten Stirnseiten der Backen aneinanderpreßbar sind, und daß schließlich die erste geneigte Spannfläche des Schiebers im Abstand von dessen der Schraube zugewandtem Ende angeordnet wird.
Wie sich dem Vorstehenden entnehmen läßt, ist es grundsätzlich gleichgültig, ob der Schieber an der Grund- oder der Aufsatzbacke und die mit ihm zusammenwirkende andere geneigte Spannfläche an der jeweils anderen Backe angeordnet ist; wenn auf den Spanneffekt durch die zweiten geneigten Spannflächen verzichtet wird, können der Schieber und die ihn betätigende Schraube auch an ein und derselben Backe gehalten sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform, bei der der Schieber an der Grundbacke verschiebbar geführt und die Schraube in einer Gewindebohrung der Aufsatzbacke gehalten ist, da dann an den zu wechselnden Aufsatzbacken nur ein einziges bewegliches Teil vorgesehen werden muß, nämlich die besagte Schraube.
Ist die Betätigungsschraube an der Aufsatzbacke angeordnet und weist der Aufsatzbackengreifer eine Gewindebohrung für die Betätigungsschraube auf, so können durch die letztere Greifer und Aufsatzbacke miteinander verbunden werden, wenn nämlich die Schraube teilweise aus der Aufsatzbacke heraus und in den Greifer hineingeschraubt wird. Besonders geeignet für diese Ausführungsform ist eine kopflose Schraube, die man vorteilhafterweise mit einem Innenmehrkant auf der nach außen weisenden Seite versieht.
Um zu verhindern, daß sich bei der Handhabung einer Aufsatzbacke die durch die Schraube hergestellte Verbindung zwischen Greifer und Aufsatzbacke löst, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Gewindebohrung des Aufsatzbackengreifers in einem zweiten Schieber des letzteren vorgesehen, wobei sich dann durch den letzteren die Aufsatzbacke gegen einen Anschlag des Greifers verspannen läßt. Eine besonders einfache Betätigung dieses Schiebers ergibt sich, wenn dieser zweite Schieber ein druckmittelbetätigter Kolben ist.
Von den beiden Vorsprüngen könnte der eine an der Grund- und der andere an der Aufsatzbacke angeordnet sein. Um die letztere besonders leicht zu gestalten, empfiehlt es sich jedoch, beide Vorsprünge auf der Stirnseite der Grundbacke anzuordnen.
Um besondere Führungsmittel für den Schieber der Verriegelungsvorrichtung zu vermeiden und um den Schieber nur in einer Richtung betätigen zu müssen, ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Schieber in Führungsöffnungen der beiden an einer der beiden Backen, vorzugsweise der Grundbacke, angebrachten Vorsprünge verschiebbar geführt und mit einer die ersten geneigten Spannflächen voneinander lösenden Rückstellfeder sowie einem Anschlag versehen, welch letzterer eine unwirksame Stellung des Schiebers definiert, in der die Aufsatzbacke von der Grundbacke abhebbar ist.
Wie bereits erwähnt, vermeidet man durch das Grundkonzept der Erfindung seitlich offene und der Gefahr der Verschmutzung ausgesetzte Führungen, wie sie bei der Wechseleinrichtung nach der DE-OS 26 10 587 vorhanden sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die Stirnseiten von Grund- und Aufsatzbacke Dichtflächen, die mindestens eine der Ausnehmungen umschließen, und der Greifer sowie die Aufsatzbacke weisen Druckluftkanäle auf, die bei an der Aufsatzbacke angesetztem Greifer miteinander kommunizieren, wobei der Druckluftkanal der Aufsatzbacke mit der Ausnehmung in Verbindung steht. Auf diese Weise lassen sich beim Aufsatzbackenwechsel die Stirnseiten von Grund- und Aufsatzbacke mit Preßluft abblasen, d. h. von Verschmutzungen säubern, und wenn in der Druckluftversorgung des Greifers ein Sensor zu einer Staudruckmessung vorgesehen wird, läßt sich nach dem Verspannen der Aufsatzbacke mit der Grundbacke auch prüfen, ob die Aufsatzbacke exakt an der Grundbacke anliegt oder ob dies durch Späne oder andere Verschmutzungen verhindert wurde, denn nur bei einer guten Anlage der Aufsatzbacke an der Grundbacke können die von den Stirnseiten der beiden Backen gebildeten Dichtflächen eine Abdichtung herbeiführen.
Schließlich zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung durch einen durch den Greifer erreichbaren Aufsatzbackenspeicher aus, welcher den Haltemitteln der Grundbacken entsprechende Haltemittel für die Aufsatzbacken besitzt, so daß mit denselben Maßnahmen, mit denen sich eine Aufsatzbacke an einer Grundbacke befestigen bzw. demontieren läßt, eine Aufsatzbacke auch am Aufsatzbackenspeicher angebracht bzw. von diesem abgenommen werden kann.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der zeichnerischen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung näher erläutert werden; in der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer mit der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung ausgerüsteten Drehmaschine;
Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung des Spannfutters dieser Drehmaschine, wobei die Grundbacken im Futterkörper montiert, zwei verschiedene Aufsatzbacken jedoch im abgenommenen Zustand dargestellt wurden;
Fig. 3 einen Schnitt längs einer radialen Ebene durch einen Teil einer Grundbacke sowie eine auf diese aufgesteckte Aufsatzbacke bei gelöster Verriegelungsvorrichtung;
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch bei abgezogener Verriegelungsvorrichtung;
Fig. 5 eine Stirnansicht einer aus Grund- und Aufsatzbacke bestehenden Spannbacke sowie einen Schnitt durch den vorderen Teil des sich der Spannbacke nähernden Aufsatzbackengreifers;
Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung nach dem Aufsetzen des Aufsatzbackengreifers an die Aufsatzbacke, und
Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung, jedoch nachdem die Schraube der Verriegelungsvorrichtung teilweise in den Aufsatzbackengreifer hineingeschraubt wurde.
Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Drehmaschine, die zwei der Werkstückbearbeitung dienende Werkzeugrevolver 12 und 14 sowie ein Spannfutter 16 zum Halten der Werkstücke aufweist, wobei das Spannfutter auf einer nicht dargestellten, um eine horizontale Achse antreibbaren Arbeitsspindel befestigt ist. Die Achse, um die sich das Spannfutter 16 dreht, wurde in Fig. 2 mit 18 bezeichnet.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, besitzt das Spannfutter 16 einen Spannfutterkörper 20 mit radial ausgerichteten, im Querschnitt T-förmigen Nuten 22, in denen jeweils eine Grundbacke 24 in radialer Richtung verschiebbar geführt ist. Der synchronen Verschiebung aller Grundbacken 24 in radialer Richtung nach innen und außen dienen von bekannten Spannfuttern her dem Stand der Technik angehörende Mittel, die nicht Gegenstand der Erfindung sind und deshalb nicht dargestellt wurden. Auf jeder Grundbacke 24 sind ein im Sinne der vorstehenden Ausführungen einen ersten Vorsprung bildender Zentrierbolzen 26 und ein den zweiten Vorsprung bildender Fixierbolzen 28 befestigt, wobei der Zentrierbolzen 26 erfindungsgemäß als Kreiszylinder ausgebildet ist, dessen Achse parallel zur Spannfutterachse 18 verläuft und dessen vordere Kante durch eine umlaufende Schräge 26 a ersetzt ist. Der Fixierbolzen 28 hat die Gestalt eines Kreiszylinders mit tangential zur Spannfutterachse 18 verlaufenden Abflachungen 28 a, 28 b, wobei auch die Achse des Fixierbolzens 28 parallel zur Spannfutterachse 18 verläuft.
In der Mitte zeigt die Fig. 2 eine erste Aufsatzbacke 30, die zusammen mit einer Grundbacke 24 eine Spannbacke 32 (siehe Fig. 1) bildet. Die Aufsatzbacke 30 besitzt eine vordere und eine hintere Stirnseite 32 bzw. 34, wobei die letztere erfindungsgemäß senkrecht zur Spannfutterachse 18 verläuft und eben ist, ebenso wie eine vordere Stirnseite 25 einer jeden Grundbacke 24 eben ist und senkrecht zur Spannfutterachse 18 verläuft. Die Stirnseiten 24 und 34 können aber auch in derselben Weise bezüglich der Spannfutterachse 18 geneigt sein. Von der hinteren Stirnseite 34 her sind in die Aufsatzbacke 30 eine erste und eine zweite Ausnehmung 38 bzw. 40 eingebracht, die beide kreiszylindrisch sind und deren Achsen parallel zu den Achsen der Bolzen 26 und 28 verlaufen, vorzugsweise also parallel zur Spannfutterachse 18, obwohl alle diese Achsen auch in gleicher Weise gegenüber der Spannfutterachse 18 geneigt sein können. Des weiteren ist von der hinteren Stirnseite 34 her in die Aufsatzbacke 30 eine dritte Ausnehmung 42 eingearbeitet, die die Gestalt einer Längsnut besitzt und deren Enden stufenlos in die Wandungen der Ausnehmungen 38 und 40 übergehen. Erfindungsgemäß ist der Durchmesser der ersten Ausnehmung 38 derselbe bzw. ganz geringfügig größer als der Durchmesser des Zentrierbolzens 26, und dasselbe gilt für den Durchmesser der zweiten Ausnehmung 40 und den größten Durchmesser des Fixierbolzens 28, so daß sich ein Paßsitz der beiden Bolzen 26 und 28 in den Ausnehmungen 38 und 40 ergibt. Eine Werkstück-Spannfläche der Aufsatzbacke 30 wurde mit 44 bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt außerdem noch eine zweite Ausführungsform einer Aufsatzbacke 30&min;, bei der es sich um eine sogenannte Segmentbacke handelt; einander entsprechende Bereiche der Aufsatzbacken 30 und 30&min; wurden mit denselben Bezugszeichen versehen, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs für die Bereiche der Aufsatzbacke 30&min;. Aus der Fig. 2 ergibt sich demnach, daß sich auf ein und dieselbe Grundbacke 24 verschiedenartige Aufsatzbacken aufsetzen lassen, die nur in gleicher Weise gestaltete und angeordnete Ausnehmungen 38, 40, 42 bzw. 38&min;, 40&min;, 42&min; aufweisen müssen.
Die Verriegelungsvorrichtung, mit der eine Aufsatzbacke 30 bzw. 30&min; an einer Grundbacke 24 fixiert werden kann, wird später noch beschrieben werden, und zwar insbesondere anhand der Fig. 3 und 4.
An einem die Drehmaschine 10 überfangenden Gestell 46 (siehe Fig. 1) ist ein Längsschlitten 48 in Richtung des Doppelpfeils A verschiebbar geführt; er kann durch nicht dargestellte Antriebsmittel längs des Gestells verfahren werden. Dieser Längsschlitten dient der Führung eines Querschlittens 50, der sich am Längsschlitten in Richtung des Doppelpfeils B mittels nicht dargestellter Antriebselemente hin- und herverfahren läßt, und an dem Querschlitten 50 ist ein Tragarm 52 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt, welcher sich in Richtung des Doppelpfeils C mittels gleichfalls nicht dargestellter Antriebselemente hin- und herverfahren läßt. Am unteren Ende des Tragarms 52 ist ein Drehkopf 54 angebracht, der mittels wiederum nicht dargestellter Antriebselemente gegenüber dem Tragarm 52 um eine vertikale Achse gedreht werden kann und an dem zwei Aufsatzbackengreifer 56 übereinander und im Vertikalabstand voneinander befestigt sind. Einer dieser Aufsatzbackengreifer 56 wird anhand der Fig. 5 bis 7 noch näher erläutert werden. Das von dem Gestell 46 gebildete Kreuzportal dient selbstverständlich auch der Werkstück- und Werkzeughandhabung mittels nicht dargestellter, am Drehkopf 54 angebrachter Greifer.
Schließlich steht neben der Drehmaschine 10 noch ein Aufsatzbackenmagazin 60, an dem übereinander Bolzenpaare 62 angebracht sind, deren jedes zwei Bolzen umfaßt, die dem Zentrierbolzen 26 und dem Fixierbolzen 28 einer Grundbacke 24 des Spannfutters entsprechen und dieselben Elemente der Verriegelungsvorrichtung wie jede der Grundbacken 24 aufweist, so daß auf eine nähere Erläuterung und Darstellung der Ausbildung dieser Bolzenpaare 62 verzichtet werden kann. Oben sind am Aufsatzbackenmagazin 60 drei Aufsatzbacken 30 dargestellt.
Die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß sowohl der Zentrierbolzen 26 als auch der Fixierbolzen 28 jeweils eine Führungsbohrung 66 bzw. 68 aufweisen, deren Achsen 70 miteinander fluchten und in denen ein Verriegelungsschieber 72 in Richtung des Doppelpfeils D verschiebbar geführt ist. Dieser weist in seiner einen Stirnseite eine Konusfläche 74 und an seinem anderen Ende eine geneigte Spannfläche 76 auf, welche mit einer Spannfläche 78 eines Spannstücks 80 zusammenwirken kann, das in eine Öffnung 82 der Aufsatzbacke 30 eingesetzt und dort durch einen Sicherungsstift 84 gehalten ist. Damit sich der Verriegelungsschieber 72 relativ zur Aufsatzbacke 30 nicht verdrehen kann, ist in den Zentrierbolzen 26 eine Zapfenschraube 86 eingeschraubt, die in eine Längsnut 88des Verriegelungsschiebers 72 eingreift, wobei die Länge dieser Nut der Länge des Verschiebewegs des Verriegelungsschiebers entspricht. Die in Fig. 3 dargestellte, linke Endposition des Verriegelungsschiebers 72, die dessen unwirksame Stellung ist, wird durch einen in eine Nut des Verriegelungsschiebers eingesetzten Sprengring 90 definiert, welcher unter der Wirkung einer sich am Zentrierbolzen 26 abstützenden Rückstellfeder 92 gegen den Fixierbolzen 28 anliegt. In dieser unwirksamen Stellung des Verriegelungsschiebers 72 ragt erfindungsgemäß das gemäß Fig. 3 untere Ende des Verriegelungsschiebers nicht aus dem Zentrierbolzen 26 heraus, während das gemäß Fig. 3 obere Ende des Verriegelungsschiebers höchstens bis zur Wand der zweiten Ausnehmung 40 reichen darf.
An ihrer radial äußeren Seite besitzt die Aufsatzbacke 30 eine Gewindebohrung 96 mit einer Achse 98, die erfindungsgemäß von der hinteren Stirnseite 34 der Aufsatzbacke 30 einen geringfügig größeren Abstand aufweist als die Achse 70 des Verriegelungsschiebers 72. In die Gewindebohrung 96 ist eine kopflose Spannschraube 100 eingeschraubt, die an ihrem einen Ende mit einem Innensechskant 102 und an ihrem anderen Ende mit einem Kegel 104 versehen ist.
Wie die Fig. 4 erkennen läßt, wird eine Aufsatzbacke 30 durch Einschrauben der Spannschraube 100 an einer Grundbacke 24 verriegelt und mit ihrer hinteren Stirnseite 34 gegen die vordere Stirnseite 25 der Grundbacke 24verspannt, da die Spannfläche 76 an der Spannfläche 78 aufläuft und gleichzeitig die Konusfläche 74 über den Kegel 104 der Spannschraube 100 den radial äußeren Teil der Aufsatzbacke 30 gegen die vordere Stirnseite 25 der Grundbacke 24 preßt. Wird hingegen die Spannschraube 100 aus dem Konus 74 des Verriegelungsschiebers 72 herausgeschraubt, so sorgt die Rückstellfeder 92 für eine Entriegelung, so daß sich die Aufsatzbacke 30 von der Grundbacke 24 in Richtung der Spannfutterachse 18 abziehen läßt.
Nunmehr soll anhand der Fig. 5 bis 7 einer der Aufsatzbackengreifer 56 näher erläutert werden.
Er besitzt einen Greiferkörper 110, in dem ein Kolben 112 längsverschiebbar geführt ist. Dieser wird von einem Druckmittelraum 113 umgeben, in dessen Bereich er eine Schulter 114 besitzt, so daß der Kolben 112 gemäß den Fig. 5 bis 7 nach oben gedrückt wird, wenn der Druckmittelraum 112 über eine nicht dargestellte Bohrung mit einem Druckmittel wie Hydrauliköl, Druckluft oder dergleichen beaufschlagt wird. In dem Kolben 112 ist ein Schrauber 118 drehbar und längsverschiebbar angeordnet, welcher über nicht dargestellte Antriebsmittel in Drehung versetzt werden kann und vorn einen Sechskantkopf 120 trägt, welcher in den Innensechskant 102 der Spannschraube 100 paßt. Dieser Schrauber kann durch eine nicht dargestellte Feder sowie einen Anschlag in seine in den Fig. 5 und 6 dargestellte, untere Endposition gedrückt werden.
An seinem vorderen bzw. unteren Ende (gemäß der Zeichnung) besitzt der Kolben 112 eine den Schrauber 118 umgebende Gewindebohrung 112 für die Spannschraube 100. Schließlich besitzt der Greiferkörper 110 Anschlagflächen 124 für eine Aufsatzbacke 30 sowie einen Druckluftkanal 126, der bei an eine Aufsatzbacke 30 angesetztem Greifer 56 (siehe Fig. 6 und 7) mit einem Druckluftkanal 128 in der Aufsatzbacke 30 kommuniziert, wobei der Abdichtung ein in den Greiferkörper 110 eingesetzter Dichtring 130 dient. Der Druckluftkanal 128 führt entweder zu der Ausnehmung 40 oder der Ausnehmung 42 der Aufsatzbacke 30.
Wie sich aus den Fig. 3 sowie 5 bis 7 ergibt, bilden die hintere Stirnseite 34 der Aufsatzbacke 30 und die vordere Stirnseite 25 der Grundbacke 24 die Ausnehmungen 38, 40, 42 umschließende Dichtflächen, so daß eine Staudruckmessung am Druckluftkanal 126 zu erkennen gibt, ob die Aufsatzbacke 30 exakt an der Grundbacke 24 anliegt, jedenfalls dann, wenn erfindungsgemäß die Grundbacke 24 an ihrer vorderen Stirnseite 25 dicht ist und nicht etwa an den Befestigungsstellen der Bolzen 26 und 28 leckt.
Anhand der Fig. 5 bis 7 soll nun der Wechsel einer Aufsatzbacke 30 beschrieben werden.
Zunächst wird der Aufsatzbackengreifer 56 so an die Aufsatzbacke 30 herangeführt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, wobei sich der in Längsrichtung nach unten gefederte Schrauber 118 langsam dreht, so daß er in den Innensechskant 102 eindringen kann. Durch den sich weiter drehenden Schrauber 118 wird dann die Spannschraube 100 ungefähr zur Hälfte aus der Aufsatzbacke 30 heraus und in die Gewindebohrung 122 des Kolbens 112 des Aufsatzbackengreifers hineingedreht, so daß sich eine Verbindung zwischen der Aufsatzbacke und dem Greifer 56 ergibt. Diese wird dann dadurch gesichert, daß man den Druckmittelraum 112 mit Druckmittel beaufschlagt und so die Aufsatzbacke 30 gegen die Anschlagflächen 124 des Aufsatzbackengreifers verspannt. Da im Zuge des teilweisen Herausschraubens der Spannschraube 100 aus der Aufsatzbacke 30 die Rückstellfeder 92 den Verriegelungsschieber 72 in seine unwirksame Stellung drückt, läßt sich die Aufsatzbacke 30 dann von der Grundbacke 24 bzw. vom Aufsatzbackenmagazin 60 abziehen.
Das Befestigen einer Aufsatzbacke 30 auf einer Grundbacke 24 oder auf einem Bolzenpaar 62 des Aufsatzbackenmagazins 60 erfolgt in umgekehrter Weise, d. h. Aufsatzbackengreifer 56 und Aufsatzbacke 30 werden in dem in Fig. 7 dargestellten Zustand an die Verbindungsstelle herangeführt, die Aufsatzbacke 30 in axialer Richtung auf die Bolzen 26, 28 aufgeschoben und dann die Spannschraube 100 durch den Schrauber 118 in die Aufsatzbacke 30 soweit hineingeschraubt, bis die Spannflächen 76, 78 den Verschiebeweg des Verriegelungsschiebers 72 begrenzen; deshalb wird für den Antrieb des Schraubers 118 erfindungsgemäß eine nicht dargestellte Drehmomentbegrenzung vorgesehen, ebenso wie der Antrieb des Schraubers 118 durch eine nicht dargestellte Steuerung abgeschaltet wird, wenn die Spannschraube 100 den Schrauber 118 so weit in den Kolben 112 hineingedrückt hat, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.
Erfindungsgemäß wird während des Aufsetzens gegebenenfalls auch noch während des Festziehens einer Aufsatzbacke 30 gegen eine Grundbacke 24 der Druckluftkanal 126 mit Druckluft beaufschlagt, um so die Stirnseiten 25 und 34 zu säubern.
Nach dem Wechseln einer Aufsatzbacke des Spannfutters 16 wird dieses unter Kontrolle der Steuerung der Drehmaschine 10 um 120° weitergedreht.
Wie am deutlichsten die Fig. 2 erkennen läßt, besitzen die Aufsatzbacken bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in denjenigen Bereichen, in denen ein Werkstück gespannt wird, keinerlei Bohrungen oder dergleichen. Außerdem versteht es sich von selbst, daß sich die Erfindung auch auf Konstruktionen anwenden läßt, bei denen ein Werkstück durch die Spannbacken nicht am Außenumfang, sondern erfindungsgemäß an einem Innenumfang gespannt wird.

Claims

1. Spannfutter-Aufsatzbacken-Wechseleinrichtung für Spannfutter mit mehreren, an einem Futterkörper bezüglich der Spannfutterachse radial beweglichen Grundbacken, auf denen jeweils eine dem Spannen von Werkstücken dienende Aufsatzbacke auswechselbar befestigbar ist, wobei Grund- und Aufsatzbacke an ihren einander zugewandten Stirnseiten eine Ausnehmung und einen Vorsprung aufweisen, welch letzterer in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in Richtung der Spannfutterachse aufweist, in die Ausnehmung einsteckbar ist, sowie mit einem Aufsatzbackengreifer zum Halten einer zu wechselnden Aufsatzbacke, welcher ein Betätigungselement zum Betätigen einer Verriegelungsvorrichtung zwischen Grund- und Aufsatzbacke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- und Aufsatzbacke (24 bzw. 30) an ihren einander zugewandten Stirnseiten (25, 34) mindestens zwei Ausnehmungen (38, 40) und zwei Vorsprünge (26, 28) aufweisen, von denen der eine (26) in radialer sowie tangentialer und der andere (28) mindestens in tangentialer Richtung passend in die zugehörige Ausnehmung (38 bzw. 40) einsteckbar ist, daß die Verriegelungsvorrichtung (100, 72, 80) gegenüber den Stirnseiten (25, 34) geneigte Spannflächen (76, 78; 74, 104) zum Aneinanderpressen der Stirnseiten aufweist, daß die Verriegelungsvorrichtung eine Betätigungsschraube (100) aufweist und daß der Aufsatzbackengreifer (56) einen Schrauber (118 ) für diese Schraube (100) besitzt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Vorsprünge (26) die Gestalt eines Zapfens mit einer kreiszylindrischen Umfangsfläche hat, welche mit Paßsitz in eine als Bohrung ausgebildete Ausnehmung (38) einsetzbar ist, und daß der andere Vorsprung (28) lediglich in tangentialer Richtung spielfrei in seine Ausnehmung (40) einsetzbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß erste geneigte Spannflächen (76, 78) nahe der Werkstück-Spannseite (44) der Aufsatzbacke (30) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten geneigten Spannflächen (76, 78) mit einer zur Spannfutterachse (18) senkrechten Ebene einen Winkel von höchstens 45° bilden.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung einen Schieber (72) aufweist, welcher eine der ersten geneigten Spannflächen (76) trägt und durch die Betätigungsschraube (100) verschiebbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (72) an der einen (24) und die Schraube (100) in einer Gewindebohrung (96) der anderen Backe (30) gehalten ist, daß Schraube und Schieber an ihren einander zugewandten Enden einen Kegel (104) bzw. einen Konus (74) aufweisen, welche ineinandergreifen sowie zweite geneigte Spannflächen bilden und deren Achen (98, 70) derart gegeneinander versetzt sind, daß durch Anziehen der Schraube (100) die einander zugewandten Stirnseiten (25, 34) der Backen (24, 30) aneinanderpreßbar sind, und daß die erste geneigte Spannfläche (76) des Schiebers (72) im Abstand von dessen der Schraube (100) zugewandtem Ende angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (72) an der Grundbacke (24) verschiebbar geführt und die Schraube (100) in einer Gewindebohrung (96) der Aufsatzbacke (30) gehalten ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatzbackengreifer (56) eine Gewindebohrung (122) für die Schraube (100) aufweist, so daß durch die letztere Greifer (56) und Aufsatzbacke (30) miteinander verbindbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (122) des Aufsatzbackengreifers (56) in einem zweiten Schieber (112) vorgesehen und durch diesen die Aufsatzbacke (30) gegen einen Anschlag (124) des Greifers verspannbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber (112) ein druckmittelbetätigter Kolben ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrauber (118) in einer Längsbohrung des zweiten Schiebers (112) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Vorsprünge (26, 28) auf der Stirnseite (25 ) der Grundbacke (24) angeordnet sind.

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (72) in Führungsöffnungen (66, 68) der beiden Vorsprünge (26, 28) verschiebbar geführt und mit einer die ersten geneigten Spannflächen (76, 78) voneinander lösenden Rückstellfeder (92) sowie einem Anschlag (90) versehen ist, welcher eine unwirksame Stellung des Schiebers definiert, in der die Aufsatzbacke (30) von der Grundbacke (24) abhebbar ist.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (25, 34) von Grund- und Aufsatzbacke (24 bzw. 30) mindestens eine der Ausnehmungen (38, 40) umschließende Dichtflächen bilden und daß der Greifer (56) und die Aufsatzbacke (30) Druckluftkanäle (126, 128) aufweisen, die bei an der Aufsatzbacke (30) angesetztem Greifer (56) miteinander kommunizieren, wobei der Druckluftkanal (128) der Aufsatzbacke (30) mit der Ausnehmung (40) in Verbindung steht.

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen durch den Greifer (56) erreichbaren Aufsatzbackenspeicher (60), welcher den Haltemitteln (26, 28, 72) der Grundbacken (24) entsprechende Haltemittel (62) für die Aufsatzbacken (30) aufweist.