DE667328C - Einspannvorrichtung fuer Drehbaenke zur Bearbeitung von Achsen, Wellen o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen, Mitnehmen und Stützen von Werkstücken, die zwischen Spitzen gedreht werden sollen. Solche Werkstücke werden vielfach durch Futter oder Mitnehmer angetrieben, die nur zwei gegenüberliegende Spannteile besitzen und in der durch diese Teile bestimmten Richtung frei einstellbar sind, damit sie keinen Zwang auf das durch die Spitzen bestimmte Werkstück ausüben. Sobald das Eigengewicht des Werkstückes im Verhältnis zu seiner Länge und zu seiner Steifigkeit eine gewisse Grenze überschreitet, so wird es sich zwischen den

if) Spitzen hängend so stark durchbiegen, daß seine Mittelachse nicht mehr mit der Drehachse, d. h. der Verbindungslinie der beiden Spitzen übereinstimmt. Bei Schlichtdrehbänken zur Bearbeitung von Wagenachsen

u. dgl. tritt dieser Fehler tatsächlich auf. Diese Maschinen sind gewöhnlich für doppelseitige Bearbeitung eingerichtet, das Bett trägt an jedem Ende einen Reitstock mit Körnerspitze und in der Mitte einen Spindelstock mit kurzer Hohlspindel, die ein oder zwei Mitnehmerfutter trägt. Wenn diese Mitnehmerfutter in dem oben angedeuteten Sinne frei beweglich sind, so wird die Gefahr der Durchbiegung noch größer, da auch das Eigengewicht des Mitnehmers oder wenigstens des beweglichen Teils desselben zur Durchbiegung beiträgt. Die Folge der Durchbiegung muß eine ungenaue Bearbeitung des Werkstückes sein, zum mindesten aber müssen sich bei der Bearbeitung unangenehme Störungen, Schwingungen u. dgl. einstellen. Es sind Mitnehmerfutter bekannt, bei denen der Einfluß des Eigengewichts der beweglichen Teile zum Teil dadurch aufgehoben wird, daß diese Teile durch auf den Umfang des Futters verteilte, radial wirkende Federn in Verbindung mit Anschlägen im unbelasteten Zustand in der Mitte gehalten werden. Die Federn wirken jeder Verschiebung des Futters bzw. seiner beweglichen Teile aus der Mitte entgegen und heben dadurch den Einfluß des Eigengewichts dieser Teile unter Umständen auf. Es muß aber damit gerechnet werden, daß beim Gebrauch eines solchen Mitnehmers etwa bei Störungen die Verschiebung durch die Federkraft unter Umständen gerade ungünstig erfolgt, so daß beispielsweise "die Federkraft mit dem Gewicht zusammen nach unten wirkt, wodurch die Durchbiegung des Werkstückes nicht nur nicht verkleinert, sondern sogar noch vergrößert wird.

Die Gefahr von Schwingungen kann man dadurch beseitigen, daß man das Futter bzw. dessen beweglichen Teil nach dem Zuspannen gegenüber der Spindel verklemmt. Dieses Verklemmen ist bekannt durch einen Setzstock, bei dem die 'Stützbacken für das Werkstück zusammen mit ihrem Steuerring als geschlossene Einheit frei quer beweglich sind, so daß beim Zuspannen der Backen deren

Einstellung nach der Werkstückoberfläche möglich ist. Nach dem Zuspannen werden Backen, Spannring und ein Lagerteil miteinander verklemmt.

Die Gefahr von Schwingungen wird au; dann vermieden, wenn man fest mit der S del verbundene Futter mit einzeln bewegt liehen Spannbacken verwendet und diese vorsichtig so anstellt, daß kein Zwang auf die ίο Körnerspitze entsteht. Die Gefahr einer ungenauen Bearbeitung infolge Durchhangs des Werkstückes wird jedoch dadurch nicht behoben. Um dies zu vermeiden ist es vielmehr notwendig, die Mittelachse des Werkstückes vor dem Festklemmen des Mitnehmers an der Maschinenspindel in die richtige Lage zu bringen, d. h. die durch das Eigengewicht und gegebenenfalls das Gewicht der Futter usw. verursachte Durchbiegung aufzuheben. ao Kurz gesagt, es muß der Zustand hergestellt werden, der sich bei Bearbeitung in senkrechter Lage ohne weiteres einstellen würde. Die Abb. 4 der Zeichnung läßt die Verhältnisse deutlich erkennen. Die zu drehende »5 Achsen ist zwischen'den beiden Körnerspitzen 12 aufgehängt. An der Spindeltrommel 13 sind die beiden Futter 14 in der Querrichtung frei beweglich angeordnet, so daß sie die Achse zwar in der Drehrichtung niitnehmen, aber deren Querverlagerung infolge von Durchbiegung nicht behindern können. Das Eigengewicht der Achse in Verbindung mit dem Gewicht der darauf aufgeklemmten beweglichen Teile der Futter verursacht eine Durchbiegung, die in der Abbildung der Deutlichkeit wegen übertrieben dargestellt ist. Es ist versucht worden, diese Durchbiegung dadurch zu beseitigen, daß man durch geeignete Untersätze, Setzstöcke o. dgl., die dicht neben den Spannfuttern untergebracht waren, die Achsen anhob, um sie erst danach festzuspannen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, solche Entlastungssetzstöcke mit Gewichten zu versehen, die über Hebel o. dgl. einen bestimmten einstellbaren Gegendruck von unten auf das Werkstück ausüben, den man dann so einstellen kann, daß er den Einfluß des Eigengewichtes gerade aufhebt.

Die Unterbringung solcher zusätzlicher Untersätze oder Setzstöcke an den Maschinen ist aber mit Schwierigkeiten verbunden, weil der verfügbare Platz meist knapp ist, und durch die Werkzeugträger und andere für die Bearbeitung notwendigen Teile beansprucht wird. Macht man sie wegnehmbar oder wegklappbar, so besteht die Gefahr, daß sie der Dreher aus Bequemlichkeit nach kurzer Zeit überhaupt nicht mehr verwendet.

Für Stangen o. dgl., die in waagerechter Lage verwendet werden, aber im Betrieb nicht umlaufen, beispielsweise schwere lange

Kolbenstangen, wird zur Beseitigung der Nachteile, die das Durchbiegen infolge des Eigengewichtes und möglicherweise zusätzjsgher Lasten, etwa schwerer Kolben, zur :e haben würde, ein Verfahren angewen- ΐ um die Stangen unter dem Einfluß den fchbiegungskräften entsprechender Gegenkräfte zu bearbeiten, so daß sie beim Einbau in ihre Gebrauchslage gerade sind. Das Verfahren besteht im wesentliche^! darin, daß die Stange während ihrer Bearbeitung in einer der späteren Gebrauchslage entsprechenden Spannlage still steht und die Bearbeitung der Oberfläche durch ein umlaufendes Stichelhaus erfolgt. Ein solcher Ausweg scheidet bei Achsen, die im Gebrauch umlaufen, natürlich aus.

Erfindungsgemäß wird deshalb die Aufhebung der Durchbiegung durch in der umlaufenden Spindel bzw. in den Spannfuttern untergebrachte Mittel bewirkt. Der Grundgedanke ist der, von der Spindel aus eine zusätzliche Kraft auf das Werkstück auszuüben, die ungefähr ebenso groß ist, wie das auf die betreffende Stützstelle bezogene Eigengewicht des Werkstückes. Diese Kraft wird zweckmäßig von einstellbaren Federn geliefert, die die Backen oder andere Hilfsteile gegen die Achse drücken. Diese Teile müssen in oder an der Spindel untergebracht werden.

Eine andere Möglichkeit, die sich auch bei vorhandenen Maschinen jederzeit anbringen läßt, ist die, das Spannfutter bzw. den Mitnehmer selbst als Kraftübertragungsglied für die Zusatzkraft zwischen Maschinenspindel und Werkstück einzuschalten. Es ist dann meist ohne Schwierigkeiten möglich, die benötigten Federn im Innern des betreffenden Futters unterzubringen. Das Futter muß zu dem Zweck in Richtung der Spannkräfte gegenüber der Spindel quer beweglich sein und in dieser Richtung muß auch die Federkraft wirken. Beim Einspannen wird sich ein 10g Gleichgewichtszustand zwischen dem Eigengewicht und der Federkraft herstellen, wodurch die Körnerspitzen vom Werkstückgewicht entlastet werden und das an 3 bzw. 4 Punkten unterstützte Werkstück in seine no genaue Achse zurückkehrt. Wird jetzt das oder die Futter (Mitnehmer) auf der Maschinenspindel festgeklemmt, so ist die genaue Lage für die Bearbeitung gesichert.

Die Zeichnung stellt als Beispiel ein Spannfutter dar, bei welchem der Erfindungsgedanke in der zuletzt gekennzeichneten Art verwirklicht ist.

Abb. ι ist eine Aufsicht auf das Futter, teilweise im Schnitt,

Abb. 2 ein Längsschnitt durch das Futter in Richtung AA und

• Abb. 3 ein ebensolcher Schnitt in Richtung BB der Abb. i,

Abb. 4 ist, wie bereits erwähnt wurde, eine übertriebene schaubildliche Darstellung der Durchbiegung des Werkstückes ohne aus-ς gleichende Zusatzkraft. ■%

ι bezeichnet die Spindeltrommel der Ma*· schine, an deren Enden zweckmäßig zwei gleiche Spannfutter angebracht werden. Das Futter ist als einfaches Zweibackenfutter gezeichnet, jedoch könnte grundsätzlich auch ein Dreibackenfutter beliebiger Ausführung verwendet werden. Der Futterkörper 2 ist nicht fest mit der Spindeltrommel ι verbunden, sondern kann sich auf der Spindel etwas verschieben. Diese Verschiebung kann durch Keile auf eine bestimmte Richtung beschränkt werden, zweckmäßig in der Achse der Spannbacken, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Durch Stehbolzen 3, die in der Trommel· 1 befestigt sind, wird der Körper 2 so gehalten, daß er sich nicht von der Trommel ι abheben und nicht mehr als unbedingt nötig verschieben kann. Ausmittige Bolzen 4 dienen dazu, den Körper 2 nach erfolgtem Bestimmen und Festspannen des Werkstückes auf der Trommel 1 festzuklemmen. An Stelle dieser Bolzen könnten auch Klemmschrauben oder andere geeignete Teile Verwendung finden. Zwei gleichlaufende Bohrungen des Futterkörpers, die bei der dargestellten Ausführungsform als Zweibackenfutter zur Achse der Backen gleichlaufend liegen, enthalten eine frei verschiebliche Federbüchse 5 und einen Federteller 6 mit dazwischenliegender Feder 7. Der Federteller 6 kann in der Bohrung des Futterkörpers durch eine Stellspindel 8 verschoben werden zwecks Änderung der Vorspannung der Feder 7. Die Federbüchse 5 steht durch einen Keil 9 mit der Spindeltrommel 1 in Verbindung, 'so daß sie sich gegenüber dieser nicht verschieben kann. In Futterkörper 2 ist eine entsprechende Ausfräsung vorgesehen, so daß der Keil 9 die Bewegung des Körpers 2 nicht hindern kann. Bei unbelastetem Futter und wenn die Klemmbolzen 4 nicht wirken, wird daher die vorgespannte Feder 7 den Futterkörper 2 stets in einer Richtung gegenüber der Spindeltrommel 1 verschieben.

Im Betriebe wird das Futter wie folgt gehandhabt :

Vor dem Einspannen einer Achse wird es in die Stellung nach Abb. 1 gebracht, d. h. so, daß die Verschiebewirkung der Federn 7 nach oben geht. Die Federspannung wird mittels der Stellspindeln 8 so eingestellt, daß ,die beiden Federn eines Futters zusammen etwa eine Kraft ausüben, die dem auf ein Futter entfallenden Gewichtsanteil der zu ' spannenden Achse plus dem Eigengewicht des Futters entspricht. Die Achse wird nunmehr eingeführt und in die Backen des Futters fest eingespannt. Beim Einspannen selbst ist es gleichgültig, ob die Klemmbolzen 4 angespannt oder gelöst sind. Diese müssen nur nach erfolgtem Einspannen der Achse einmal gelöst werden, so daß die Federn 7 das obengenannte Gewicht aufheben können. Die Achse des zu bearbeitenden Werkstückes wird dadurch selbsttätig in die genaue Verbindungslinie der beiden Körnerspitzen .gebracht. Wenn jetzt die Klemmbolzen 4 erneut angespannt werden, so wird diese genau bestimmte Lage der Achse gesichert und die Bearbeitung derselben kann erfolgen, ohne daß" befürchtet werden muß, daß die fertige Achse Ungenauigkeiten aufweist, die durch das Eigengewicht derselben hervorgerufen worden wären.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einspannvorrichtung für Drehbänke zur Bearbeitung von Achsen, Wellen

o. dgl. mit einer zwischen den Spitzen angreifenden Spannvorrichtung, die an einer das Werkstück etwa an der Spannstelle umgebenden, auf dem Maschinengestell gelagerten und angetriebenen Hohlspindel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (2, 14) während des Einspannens des Werkstückes (n) der Spindel (1, 13) gegenüber unter der Wirkung von Federn (7), welche die durch sein Eigengewicht und das der Spannvorrichtung verursachte Durchbiegung des Werkstückes aufheben, in senkrechter Richtung verschiebbar und während des Umlaufs des Werkstückes bei dessen Bearbeitung der Spindel gegenüber festgespannt ist.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichfedern (7) in der Spannvorrichtung (2, 14) selbst untergebracht sind und sich einerseits gegen deren Körper (2), andererseits gegen die Maschinenspindel (1/13) abstützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen