DE4105688C2 - Spannvorrichtung für den Schaft eines Werkstückrohlings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für den Schaft eines langgestreckten, an seinen Enden zu beschleifenden Werkstückrohlings, insbesondere eines Tellerventilkörpers.

Herstellungsbedingt sind die Schäfte derartiger Werkstückrohlinge nach ihrer Vorformung nicht exakt gerade, sondern beispielsweise gebogen, wobei eine solche Biegung so gering sein kann, daß sie äußerlich nicht wahrnehmbar ist. Wenn aus derartigen Rohlingen Tellerventilkörper hergestellt werden sollen, ist ein mehrstufiger Bearbeitungsvorgang erforderlich, um sowohl den langgestreckten Schaft als auch den Kopf und das Ende des Tellerventilkörpers in die erforderliche Form zu bringen.

Derartige Spannvorrichtungen finden auch Anwendung beim Beschleifen von Keramikventilen. Keramikventile lassen sich vor dem Schleifen nicht richten und sind deshalb bedingt durch die Herstellung der Rohlinge nicht gerade.

In dem Spannfutter nach der DE-AS 16 02 877 werden Ventile, die einen krummen Schaft aufweisen, derart eingespannt, daß der Schaft elastisch verformt wird. Aus diesem Grund sind die dort verwendeten Spannzangen auch nicht winklig einstellbar. Die Folge eines solchen Verbiegens des Ventilschaftes besteht darin, daß nach dem Entspannen des Spannfutters der bearbeitete Ventilteller einen Planlauffehler aufweist. Es lassen sich deshalb mit dem bekannten Spannfutter lediglich Ventile einspannen, deren Schaft schon bearbeitet, beispielsweise geschliffen ist. Wesentlich ist weiterhin, daß sich in diesem bekannten Spannfutter keine Keramikventile einspannen lassen, deren Schaft noch nicht vorbereitet ist. Eine Zwangsverbiegung des Keramikschaftes würde zu dessen Bruch führen.

Die Anordnung nach der DE-OS 23 17 829 ist derart getroffen, daß das Spannfutter zum Zuführen von Stangenmaterial durch das Futter hindurch geeignet ist. Auf Grund der Baulänge dieses Spannfutters kann es nicht zum Einspannen von Tellerventilen eingesetzt werden, wenn an dem Teller und dem Ventilfuß gleichzeitig gearbeitet werden soll. Dort soll Material mit Durchmesserschwankungen eingespannt werden, wobei eine "Krummheit" des Materials vernachlässigt wird. Für Teile, die einen geringen Durchmesser aufweisen und nicht elastisch verformt werden dürfen, ist diese bekannte Spannvorrichtung nicht geeignet.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Spannvorrichtung anzugeben, welche ein Fixieren des Werkstückes derart gestattet, daß die ursprüngliche Form des Schaftes des Werkstückes beibehalten wird und der Kopf einschließlich Ventilsitzfläche, Außendurchmesser, Fase und Planfläche sowie dessen Ende in die gewünschte Form gebracht werden kann. Mit anderen Worten sollen sich die Spannelemente der gekrümmten, nicht geraden Form des Ventilschaftes anpassen, damit dieser nicht im elastischen Werkstoff-Bereich verformt wird und danach in seine ursprüngliche Form "zurückfedert".

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Grundkörper eines drehbaren Gehäuses zwei Spannzangen mit konischer, sich zu ihren Außenenden hin erweiternder Außenkontur vorgesehen sind, welche sich im gespannten Zustand der Kontur des von ihr gehaltenen, jedoch nicht verformten Schaftes anpassen und daß jede Spannzange von einem unter dem Einfluß einer vorgespannten Feder stehenden Spannteil in ihrer Einspannlage gehalten ist, wobei jedes Spannteil, dessen Innenumfang dem Außenumfang der Spannzange angepaßt ist, von einem Betätigungsorgan axial verschiebbar ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Spannvorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Spannvorrichtung besteht darin, daß der zu bearbeitende Werkstückrohling, insbesondere ein Ventilkörperrohling, mit seinem Schaft so eingespannt werden kann, daß er sich dabei nicht verformt. Damit ist es möglich, die Enden des Werkstück­ rohlings in die gewünschte Form zu bringen, beispielsweise zu schleifen. Nach diesem Vorgang wird das teilweise fertige Werkstück aus der Spannvorrichtung entnommen und mit seinen beiden Enden (in einer anderen Vorrichtung) eingespannt, so daß nunmehr der Schaft geschliffen werden kann, wobei die bei­ den Enden des Tellerventilkörpers nicht weiter zu beschleifen sind.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist technisch nicht auf­ wendig und leicht zu warten, sie ist insbesondere zum Schlei­ fen von Ventilkörpern aus metallischen oder keramischen Werk­ stoffen bestens geeignet.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläute­ rung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer Spannvorrichtung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Spannvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Teilansicht der Spannvorrichtung mit eingespanntem Tellerven­ til,

Fig. 4 eine weitere, teilweise geschnittene Ansicht der Spannvorrichtung in einer Schleifanordnung, wobei die Krümmung des Ventilschaftes senkrecht zur Zeichnungsebene vorhanden ist.

In Fig. 1 ist ein Grundkörper 1 gezeigt, in welchem eine Füh­ rungsplatte 6 mittels eines Gewindebolzens 8 mit einem Füh­ rungselement 5 für einen Bolzen 4 verschraubt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind drei dieser Bolzen 4 umfangsmäßig in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Der Bolzen 4 ist axial verschiebbar mit Hilfe einer mit ihm zusammenwirkenden Platte 20, die von einem Hydraulikzylinder 21 (siehe Fig. 4) verschiebbar ist. Der Bolzen 4 weist Aussparungen 23 auf, die der teilweisen Aufnahme zweier Betätigungshebel 15 dienen, die mit ihren Kopfenden 17 in den Aussparungen 23 sitzen.

Weiterhin sind zwei Spannzangen 13 vorgesehen, die aus mehr­ fach geschlitzten, als solche bekannten Rundkörpern bestehen, die durch Kegelwirkung radial zusammengedrückt werden können und zum Spannen des Schaftes S (Fig. 4) eines Tellerventilkör­ pers 18 dienen. Jede Spannzange 13 weist eine kegelstumpfförmige bzw. konische Außenfläche auf, an welcher je ein bewegliches Spannteil 7 anliegt, dessen Innenumfang dem Außenumfang der Spannzange 13 entspricht. Das Führungselement 5 weist ballige Innenflächen 24 auf, dadurch wird eine Winkeleinstellbarkeit der Spannteile 7 und damit auch der Spannzange 13 ermöglicht. Somit wird der Schaft S des Tellerventilkörpers 18 beim Span­ nen nicht verformt. Ein solches Verformen ist deshalb nicht erwünscht, weil in einem solchen Fall nach dem Beschleifen der Tellerfederventilkörper 18 in seine Ausgangslage zurückfedern und dann der Teller einen Planlauffehler aufweisen würde. Die beiden axial bewegbaren Spannteile 7 weisen Ausnehmungen zur Aufnahme zweier Tellerfederpakete 10 auf, welche vorgespannt sind und nach Fig. 1 jedes Spannteil 7 auswärts drücken. Die in Fig. 1 gezeigten Aussparungen 23 des Bolzens 4 dienen als Anlagefläche für die Betätigungshebel 15, die sich ihrer­ seits an dem Führungselement 5 abstützen. Im Spannzustand wird jedes Spannteil 7 axial auswärts gedrückt und legt sich dabei an dem Außenumfang der Spannzange 13 an, die komprimiert wird und damit den in die Mittelöffnung eingesetzten Schaft S des Tellerventilkörpers 18 in seiner Lage hält.

Zwischen den Tellerfederpaketen 10 ist ein Distanzring 11 vorgesehen, während die beiden Spannzangen 13 mit ihren inne­ ren Enden an einer Distanzhülse 14 anliegen, wenn die Spann­ zange gelöst ist. Weiterhin befindet sich auf der Seite der Spannvorrichtung, auf welcher der Teller des zu beschleifen­ den Tellerventilkörpers 18 vorgesehen ist, eine Hülse 25 als Zentrierhilfe. Das bewegliche Spannteil 7 ist mit Hilfe eines Stiftes 12 gegen ein Verdrehen gesichert.

Die Funktion der Spannvorrichtung läßt sich an Fig. 4 erläu­ tern. Der Tellerventilkörper 18 wird in die beiden Spannzan­ gen 13 eingeführt. Danach wird ein Hydraulikzylinder 21 ent­ spannt, so daß die Führungsplatte 20 von ihrem Druck befreit wird und dadurch die Bolzen 4, gegen welche die Platte 20 im ungespannten Zustand der Spannvorrichtung drückt, nach rechts (Fig. 1) bewegt werden können. Die Tellerfedern 10 bewegen die Kopfenden 17 der Betätigungshebel 15 nach rechts (vgl. Fig. 1), die ihrerseits die Bolzen 4 nach rechts bewegen und sich dabei in Bezug auf die Radialflächen des Führungselemen­ tes 5 und des Spannteils 7 schräg stellen. Dadurch werden die vorgespannten Tellerfedern 10 etwas entspannt, so daß sich die Spannteile 7 an die Mantelflächen der Spannzangen 13 be­ wegen. Es erfolgt also ein Zusammendrücken der Spannzangen 13, welche ihrerseits den Tellerventilkörper 18 in einer fe­ sten Lage halten. Hierbei ist hervorzuheben, daß das Spann­ teil 7 etwas axial beweglich eingepaßt ist, wie dies deut­ lich in Fig. 1 gezeigt ist, wobei auch seine Winkellage in Be­ zug auf die Mittelachse der Spannvorrichtung 1 verstellbar ist (vgl. Fig. 3).

Falls der Tellerventilkörper 18 nach seinem Beschleifen der Spannvorrichtung entnommen werden soll, erfolgt das Öffnen der Spannzange in umgekehrter Reihenfolge.

Die Spannvorrichtung mit dem Grundkörper 1 ist an einem ro­ tierenden Gehäuse festgelegt, so daß der Tellerventilkörper 18 während des Schleifvorganges gedreht wird; die Schleif­ scheibe 17 ist in Fig. 4 lediglich angedeutet.

Claims (8)

1. Spannvorrichtung für den Schaft eines langgestreckten, an seinen Enden zu beschleifenden Werkstückrohlings, insbesondere eines Tellerventilkörpers, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Grundkörper (1) eines drehbaren Gehäuses (22) zwei Spannzangen (13) mit konischer, sich zu ihren Außenenden hin erweiternder Außenkontur vorgesehen sind, welche sich im gespannten Zustand der Kontur des von ihr gehaltenen, jedoch nicht verformten Schaftes (S) anpassen,
daß jede Spannzange (13) von einem unter dem Einfluß einer vorgespannten Feder (10) stehenden Spannteil (7) in ihrer Einspannlage gehalten ist, und
daß jedes Spannteil (7), dessen Innenumfang dem Außenumfang der Spannzange (13) angepaßt ist, von Betätigungsorganen (4, 15) axial verschiebbar ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigungsorgane, bestehend aus den Bolzen (4) und Betätigungshebeln (15), Führungselemente (5) vorgesehen sind, deren Innenfläche (24), die an der Außenfläche jedes Spannteiles (7) anliegt, ballig ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zwei Tellerfederpakete (10) umfaßt, die an den Spannteilen (7) anliegen und axial mittels eines Distanzringes (11) voneinander getrennt sind.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannzangen (13) eine Distanzhülse (14) vorgesehen ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (4) in Aussparungen (23) die Betätigungshebel (15) aufnehmen, und daß jeder Betätigungshebel (15) durch Verschieben des Bolzens (4) in einem Druckpunkt an dem Führungselement (5) anliegt und über die Hebelwirkung der Betätigungshebel (15) die Spannteile (7) verschoben werden, so daß die Spannzangen (13) entspannt werden.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper (1) zwei seitliche an ihm befestigte Führungsplatten (6) vorgesehen sind, welche die Spannzangen (13) und die Spannteile (7) in ihrer Lage halten.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Bolzen (4) eine verschiebbare Platte (20) anliegt, und daß die Platte (20) von einem Hydraulikzylinder (21) axial verschiebbar oder kippbar ist.

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannteile (7) mittels eines Stiftes (12) gegen ein Verdrehen gesichert sind.