DE3721216A1 - Vorrichtung zum axialen andruecken eines werkstueckes an eine werkstueck-halterungsvorrichtung einer werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen Reitstock mit einer axial verstellbaren Pinole zum axialen Andrücken oder Abstützen eines zu bearbei­ tenden rotierenden Werkstückes an eine Werkstück­ halterungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine, wie einer Dreh- oder Rundschleifmaschine.

Drehmaschinen sind in den meisten Fällen zum Abstützen längerer Werkstücke oder zum Anpressen kürzerer Werkstücke an eine Werkstück-Halterungsvorrichtung (z. B. Spannfutter, Planscheibe, Spitze) einer Arbeitsspindel mit einer Abstützvorrichtung ausgestat­ tet, die man landläufig als "Reitstock" bezeichnet. Solche Reitstöcke gibt es je nach Verwendungszweck mit unterschiedlichen Ausstattungen. Im Normalfalle und in der einfachsten Ausführung weist ein Reitstock eine im Querschnitt runde Pinole auf, die in einer Führung in Achsrichtung der Werkzeugspindel verstellbar ist. Am vorderen, dem Werkstück zugewandten Ende der Pinole befindet sich meist ein Kegel oder Flansch zur Aufnahme eines Abstützorgans, wie einer festen oder mitlaufenden Körnerspitze. Entsprechende Abstütz­ einrichtungen findet man auch bei Rundschleifmaschinen und der im folgenden verwendete Begriff "Reitstock" soll im weiteren Sinne auch solche Abstützeinrichtun­ gen für Rundschleifmaschinen und entsprechende andere Werkzeugmaschinen umfassen.

Das Andrücken des Abstützorgangs, wie der Spitze, der Pinole erfolgt je nach Verwendungszweck auf unterschiedliche Weise. Die einfachste bekannte Ausführung für Drehmaschinen ist z. B. eine Gewinde­ spindel mit Handkurbel oder für Rundschleifmaschinen eine Feder mit Rückholhebel. In der Praxis hat es sich ergeben, daß in zunehmendem Maße gewünscht wird, anstelle der oben erwähnten handbetätigten Verstellvorrichtungen für die Pinole maschinell kraftbetätigte Verstellvorrichtungen zum Bewegen der Reitstockpinole zu verwenden. Solche maschinell kraftbetätigten Einrichtungen haben den Vorteil, daß die Bewegung der Reitstockpinole in einen auto­ matischen Arbeitszyklus einbezogen werden kann.

Eine große Anzahl der Werkzeugmaschinen, die mit einer kraftbetätigt verstellbaren Reitstockpinole ausgerüstet sind, läuft aber nicht vollautomatisch, sondern wird insbesondere bei der Bearbeitung kleine­ rer Stückzahlen manuell beschickt. Das heißt, daß die Bedienungsperson die Werkstücke manuell einspannt und sie nach Ende des im übrigen automatisch ablaufen­ den Fertigungsprozesses wieder manuell herausnimmt.

Im Gegensatz zum Automatikbetrieb ist es beim Zuführen der Werkstücke von Hand nicht in allen Fällen und nicht ohne weiteres möglich, die Werkstücke so exakt zu positionieren, daß z. B. die Zentrier- oder Körnerspitze des Reitstockes zuverlässig die Zentrierbohrung des Werkstückes trifft. In vielen Fällen besteht die Gefahr, daß bei schräger Zuführung des Werkstücks die Zentrierspitze entweder neben die Zentrierbohrung auf die benachbarte Planfläche des Werkstücks oder an die Kante der Zentrierbohrung trifft und eine Beschädigung am Werkstück und der Zentrierbohrung verursacht. Auch Beschädigungen der Zentrierspitze des Reitstockes sind nicht selten.

Der Grund hierfür liegt darin, daß die kraftbetätigte Reitstockpinole nicht feinfühlig genug an das Werkstück herangeführt werden kann. Beim Spannen der Werkstücke von Hand besteht außerdem eine nicht unbeträchtliche Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson, wenn diese mit der Hand aus irgendwelchen Gründen zwischen die sich zustellende Pinole und das Werkstück gerät.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, Beschädi­ gungen des Werkstücks sowie der Andrückvorrichtung und eine Gefährdung der Bedienungsperson weitgehend auszuschalten durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei der vorliegenden Vorrichtung ist also der Anpreß­ druck der Reitstockpinole zwischen einem relativ niedrigen Wert, der ein gefahrloses Spannen des Werkstücks ermöglicht und für eine sichere Halterung des Werkstücks vor und nach dem eigentlichen Bearbei­ tungsprozeß ausreicht, und einem relativ hohen Druck, der gewährleistet, daß das Werkstück während des Bearbeitungsprozesses sicher gehaltert wird, umschalt­ bar. Vorzugsweise sind der relativ niedrige Druck und/oder der relativ hohe Druck einstellbar.

Der zwischen zwei vorzugsweise einstellbaren Werten umschaltbare Anpreßdruck kann auf die verschiedenste Weise erzeugt werden. Wenn die Verstellung der Pinole durch ein hydropneumatisches Druckmittel erfolgt, wird der Speisedruck des Druckmittels zwischen zwei geeigne­ ten Werten umgeschaltet. Bei elektromagnetischer oder elektromotorischer Betätigung läßt sich die Andruck­ kraft elektrisch umschalten. Es ist auch möglich, die relativ niedrige Andruckkraft mechanisch mittels einer Feder und nur die hohe Andruckkraft durch eine kraftbetätigte Vorrichtung, wie eine hydropneumatische, elektromagnetische oder elektromotorische Vorrichtung erzeugen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Seitenan­ sicht des für die Erfindung wesentlichen Teiles eines Reitstockes einer Drehmaschine, wobei die Pinole sowie ihre Lagerung und Verstellvorrichtung im Axialschnitt dargestellt sind. Der sich unterhalb der Achse der Pinole befindliche Teil ist im zurückgezogenen Zustand dargestellt, der oberhalb der Achse befindliche Teil im vorgeschobenen Zustand (Spannzustand).

Der als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Reitstock enthält einen nur teilweise dargestellten Fuß (10) zur Befestigung auf dem Bett einer zugehörigen Drehmaschine (nicht dargestellt). Am oberen Ende des Fußes ist eine Pinole (12) in einer Kugelumlaufführung (14) axial verschiebbar gelagert. Die Pinole (12) weist am vorderen Ende eine konusförmige Aufnahme für ein Abstützorgan (16), auf das beispielsweise als mitlau­ fende Spitze dargestellt ist. Am hinteren Ende ist die Pinole (12) mit einem Zugknopf (18) versehen, mit dem die Pinole durch eine Bedienungsperson von Hand in die unterhalb der Achse (A) dargestellte zurückgezogene Stellung gebracht werden kann.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiel wird die die Pinole (12) gegen ein zu spannendes Werkstück (20) drückende Kraft durch ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel erzeugt. Die Pinolenlagerung weist zu diesem Zweck einen als Druckmittelzylinder (22) ausgebildeten Teil auf, in dem ein als Kolben (24) wirkender bundartiger Teil der Pinole (12) dicht gleitet. Der der Spitze (16) abgewandte Teil des Zylinders (22) ist mit einem Anschluß (26) zur Zuführung des Druckmittels verbunden, der entgegenge­ setzte Teil des Zylinders mit einem Entlüftungsstutzen (28).

Der Anschluß (26) ist mit einem nur schematisch dargestellten Druckmittelsystem verbunden, welches eine Druckmittelquelle (30) enthält, die einerseits mit einem Eingang (32 a) eines Dreiwege-Ventils (32) und andererseits mit dem Eingang eines Druckminderventils (34) verbunden ist. Der Ausgang des Druckminderventils (34) ist über ein Rückschlagventil (36) mit dem Anschluß (26) verbunden. Ein zweiter Anschluß (32 b) des Dreiwege-Ventils ist ebenfalls mit dem Anschluß (26) verbunden und ein dritter Anschluß (32 c) des Dreiwege­ ventils (32) führt im Falle eines druckluftbetätigten Systems zur Atmosphäre im Falle eines hydraulischen Systems zu einem Ölsumpf. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Dreiwege-Ventils wird der Zylinder (22) mit einem relativ niedrigen Druck gespeist, der durch die Einstellung des Druckminderven­ tils (34) bestimmt ist. Wird der Ventilkörper des Dreiwege-Ventils (32) um 90° in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, so wird das Druckminderventil (34) überbrückt und der Zylinder (22) mit dem relativ hohen Druck (P _o ) des Druckmittels von der Druckmittelquelle (30) ge­ speist. Eine weitere Drehung um 90° in Gegenuhrzeiger­ richtung macht den Zylinder (22) drucklos. Zur Einstel­ lung des relativ hohen Druckes kann an den Ausgang der Druckmittelquelle (30) ein weiteres Druckminderventil (nicht dargestellt) angeschlossen sein.

Wenn die Bedienungsperson ein Werkstück einspannen will, bringt sie das Dreiwege-Ventil in die in der Zeichnung dargestellte Stellung, in der der Zylinder (22) mit dem relativ niedrigen Druck (P ₁) gespeist wird. Sie zieht dann mit der Hand am Zugknopf (18) die Pinole (12) zurück und läßt sie dann unter der Wirkung des niedrigen Druckes langsam wieder nach vorne gleiten, bis die Zentrierspitze (16) sauber und ohne Beschädigung in die Zentrierbohrung des Werkstücks hineingefunden hat. Der niedrige Druck ist so einge­ stellt, daß das Werkstück in diesem Zustand gerade noch sicher gehalten wird. Wenn das Werkstück ordnungsgemäß gespannt ist, wird das Dreiwege-Ventil um 90° in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, so daß nun der relativ hohe Druck (p _o ) in den Zylinder (22) gelangt und die Pinole mit entsprechend hoher Kraft in die Zentrierboh­ rung des Werkstücks gedrückt wird, so daß auch während der Bearbeitung eine einwandfreie Halterung gewährlei­ stet ist. Nach Ablauf des gegebenenfalls automatischen Bearbeitungszyklus wird zunächst der kräftige Spann­ druck abgeschaltet, so daß die Bedienungsperson dann die Pinole mittels des Griffes (18) manuell zurück­ ziehen und das Werkstück (20) von Hand entnehmen kann. Die Umschaltung auf den hohen Anpreßdruck vor der Bearbeitung des Werkstücks und die Umschaltung auf den niedrigen Anpreßdruck nach der Bearbeitung können automatisch erfolgen. Die Vorrichtung, wie das Dreiwe­ ge-Ventil (32), kann mit einer Verriegelungsvorrichtung versehen sein, die den hohen Anpreßdruck erst dann anzulegen gestattet, wenn ein Werkstück gespannt ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung, wie Reitstock, zum axialen Anstützen eines Werkstückes, das an einer Werkstück-Halterungs­ vorrichtung einer Werkzeugmaschine angeordnet ist, mit einer axial verstellbar gelagerten Pinole (12), welche ein am Werkstück (20) angreifendes Abstützorgan (16) aufweist, und mit einer Andrückeinrichtung (22, 24) zum Erzeugen einer auf die Pinole (12) in Richtung auf das Abstützorgan (16) einwirkenden Kraft, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32) zum Umschalten der Kraft zwischen einem relativ niedrigen Wert, der ausreicht, um das Werkstück zu haltern, während es nicht bearbeitet wird, und einem relativ hohen Wert, der für die Halterung des Werkstücks während seiner Bearbeitung ausreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Andrückeinrichtung eine druckmittelbetä­ tigte Einrichtung ist, und daß die Einrichtung zum Verstellen der Kraft eine Anordnung (32, 34) zur Änderung des der Andrückeinrichtung zugeführten Druckmitteldruckes enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Andrückeinrichtung eine mit elektrischer Energie gespeiste Einrichtung ist und daß die Umschalt­ einrichtung die elektrische Energie, die der Andrück­ einrichtung zugeführt wird, steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Andrückeinrichtung eine Federanordnung zum Erzeugen der relativ niedrigen Kraft und eine zuschaltbare, kraftbetätigte Einrichtung zum Erzeugen der relativ hohen Kraft enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die kraftbetätigte Einrichtung eine druckmit­ telbetätigte Einrichtung ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die kraftbetätigte Einrichtung eine mit elektrischer Energie gespeiste Einrichtung ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34) zum Einstellen der relativ niedrigen Kraft.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen der relativ hohen Kraft.