DE69203416T2 - Aufspannvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Derartige Aufspannvorrichtungen werden zum Halten eines Werkstückes bei der spanenden Bearbeitung des Werkstücks verwendet. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Achsenverstellmechanismus zur Verwendung bei der Aufspannvorrichtung, um das Werkstück zu zentrieren oder es relativ zur Mittelachse der Aufspannvorrichtung exzentrisch anzuordnen.
• Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat in dem japanischen ungeprüften Gebrauchsmuster mit der Veröffentlichungsnummer 3-93011, von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, eine Aufspannvorrichtung vorgeschlagen. Wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, umfaßt die Aufspannvorrichtung eine Indexscheibe 2, vordere und hintere Gleitelemente 3 und 4 und eine Aufspannscheibe 6, die vor einer Basis 1 angeordnet ist und mittels Vorspannbolzen 7 an diese angedrückt wird. Das hintere Gleitelement 3 hat fast denselben Aufbau wie das vordere Gleitelement 4. Die Gleitelemente 3 und 4 haben jeweils einen Positionseinstellmechanismus, der einen Griff 16R (16F), eine Zustellschraube 15 und zwei Hebel 20 und 21 hat. Die Zustellschraube (nicht dargestellt) des vorderen Gleitelements 4 ist senkrecht zu der Zustellschraube 15 des hinteren Gleitelementes 3 angeordnet. Das hintere und das vordere Gleitelement 3, 4 sind miteinander verbunden.
• Das Werkstück W wird durch die Spannbacken 8 eines selbstzentrierenden Spannfutters 9 der Aufspannvorrichtung gehalten, wie in Figur 9 dargestellt. Ein Meßinstrument (nicht dargestellt), beispielsweise ein Meßfühler, steht mit der Außenfläche des Werkstückes W in Kontakt. Die Indexscheibe 2, das hintere und das vordere Gleitelement 3, 4, die Aufspannscheibe 6, das selbstzentrierende Spannfutter 9 und das Werkstück W werden gemeinsam durch einen Motor (nicht dargestellt), der in der Basis 1 vorgesehen ist, gedreht. Das Meßinstrument mißt anhand der Drehung des Werkstückes W, wie weit eine Mittelachse A des Werkstückes W gegenüber einer Mittelachse B der Indexscheibe 2 verschoben ist. Nachdem der Motor angehalten wurde, werden das hintere und das vordere Gleitelement 3, 4 auf der Grundlage der Meßergebnisse so positioniert, daß die exzentrische Lage des Werkstückes W relativ zur Indexscheibe 2 auf Null reduziert wird.
• Um die Position des hinteren Gleitelementes 3 einzustellen, wird der dem hinteren Gleitelement 3 zugehörige Griff 16R betätigt. Dadurch wird die Zustellschraube 15 so angetrieben, daß sich eine Mutter 17 auf der Zustellschraube 15 bewegt. Wird der Griff 16R beispielsweise so betätigt, daß sich die Mutter 17 aus ihrer in Figur 10 gezeigten Position nach rechts bewegt, so dreht sich ein erster Hebel 20, dadurch, daß eine Ausnehmung 17a der Mutter 17 mit einem Vorsprung 20a in Eingriff tritt, der am distalen Ende des ersten Hebels 20 ausgebildet ist, gegen den Uhrzeigersinn um einen Drehzapfen 18. Die Drehung des ersten Hebels 20 wird dadurch, daß ein Vorsprung 20b, der am proximalen Ende des ersten Hebels 20 ausgebildet ist, mit einer Ausnehmung 21a, die am distalen Ende des zweiten Hebels 21 ausgebildet ist, in Eingriff tritt, auf einen zweiten Hebel 21 übertragen. Als Folge davon dreht sich der zweite Hebel 21 im Uhrzeigersinn um einen Drehzapfen 19.
• Da eine Ausnehmung 21b, die am proximalen Ende des zweiten Hebels 21 ausgebildet ist, mit einem Stift 2b, der in Richtung auf das hintere Gleitelement 3 hervorragt, in Eingriff steht und mit der Indexscheibe 2 verbunden ist, wird die Bewegung des zweiten Hebels 21 auf den Stift 2b übertragen. Die Indexscheibe 2 ist jedoch starr mit der Basis 1 verbunden. Ferner stehen Vorsprünge 2a, die an der rechten und linken Seite der Indexscheibe 2 ausgebildet sind, jeweils mit Führungsnuten 13R in Eingriff, die an der rechten und linken Seite eines Flansches 11 des hinteren Gleitelements 3 ausgebildet sind. Der Griff 16R wird gleichzeitig gedreht, und das hintere Gleitelement 3 erfährt vom Stift 2b über den zweiten Hebel 21, den ersten Hebel 20 und die Mutter 17 eine Rückwirkkraft. Anders ausgedrückt bewirkt die oben beschriebene Betätigung des Griffes 16R, daß sich das hintere Gleitelement 3 entlang der Führungsnuten 13R nach rechts bewegt. Folglich bewegen sich das vordere Gleitelement 4, die Aufspannscheibe 6, das selbstzentrierende Spannfutter 9 und das Werkstück W zusammen mit dem hinteren Gleitelement 3 nach rechts.
• Analog bewegen sich bei einer Drehung des Griffs R16 in die entgegengesetzte Richtung das Werkstück W und die anderen Elemente 4, 6, und 9 zusammen mit dein hinteren Gleitelement 3 nach links. Da der Drehwinkel des zweiten Hebels 21 beträchtlich kleiner ist als der Drehbetrag der Zustellschraube 15, bewirkt die Betätigung des Griffes 16R nur eine geringfügige horizontale Bewegung des hinteren Gleitelementes 3.
• Der Griff 16F, der dem vorderen Gleitelement 4 zugehörig ist, wird zur Einstellung der Position der Aufspannscheibe 6 betätigt. Wie das hintere Gleitelement 3 hat das vordere Gleitelement 4 einen Positionseinstellmechanismus, der zwei Hebel umfaßt. Die Aufspannscheibe 6 hat einen Stift 6b, der in Richtung auf das vordere Gleitelement 4 hervorragt. Am oberen und unteren Teil der Aufspannscheibe 6 ausgebildete Vorsprünge 6a stehen jeweils mit Führungsnuten 13F in Eingriff, die im oberen und unteren Teil eines Flansches am vorderen Gleitelement 4 ausgebildet sind. Bei der Betätigung des Griffes 16F bewegt sich, wie beim hinteren Gleitelement 3, die Aufspannscheibe 6 geringfügig zusammen mit dem selbstzentrierenden Spannfutter 9 und dem Werkstück W in vertikaler Richtung auf das hintere und das vordere Gleitelement 3, 4 zu.
• Die Mittelachse A des Werkstückes W kann auf die Mittelachse B der Indexscheibe 2 eingestellt werden, indem man die verschiedenen Griffe 16R und 16F betätigt. Das Werkstück W kann gegebenenfalls durch Betätigung der Griffe 16R und 16F auch auf eine beliebige exzentrische Position in bezug auf die Indexscheibe 2 eingestellt werden.
• Um das Werkstück exakt zu zentrieren, müssen die beiden Vorsprünge 2a der Indexscheibe 2 mit den Führungsnuten 13 des hinteren Gleitelements 3 in exaktem Eingriff stehen, und die beiden Vorsprünge 6a der Aufspannscheibe 6 müssen ebenso mit den Führungsnuten 13 des vorderen Gleitelementes 4 in exaktem Eingriff stehen. Eine verbesserte Eingriffsgenauigkeit zwischen diesen Vorsprüngen und den dazugehörigen Führungsnuten erhöht die Herstellungskosten der Aufspannvorrichtung.
• Der erste und der zweite Hebel 20, 21, die den Positionseinstellmechanismus jedes Gleitelementes bilden, könnten sich verbiegen, wenn die Rückwirkkräfte der Stifte 2b und 6b auf die Mutter 17 übertragen werden. Insbesondere könnte sich der Hebel 21 verbiegen, da er länger ist als der erste Hebel 20. Eine Verbiegung des ersten und des zweiten Hebels 20, 21 vermindert die Genauigkeit der Zentrierung des Werkstückes.
• Der Spalt zwischen der Ausnehmung 17a der Mutter 17 und dem Vorsprung 20a des ersten Hebels 20, und der Spalt zwischen dem Vorsprung 20b des ersten Hebels 20 und der Ausnehmung 21a des zweiten Hebels 21 führt zu einem Spiel der beiden Hebel 20, 21. Das Spiel dieser Hebel verringert ebenfalls die Zentriergenauigkeit des Werkstückes.
• Demgemäß ist es eine hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufspannvorrichtung anzugeben, die einfach aufgebaut ist, um niedrigere Herstellungskosten zu gewährleisten, und die selbst nach längerem Gebrauch der Aufspannvorrichtung eine hohe Zentriergenauigkeit zeigt.
• Um diese und weitere Aufgaben zu lösen, ist gemäß der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Aufspannvorrichtung vorgesehen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Aufspannvorrichtung umfaßt eine Indexscheibe, die auf einer Basis angeordnet ist, eine Aufspannscheibe mit einem Spannfutter zum Halten eines Werkstückes und eine Mittelscheibe, die zwischen der Indexscheibe und der Aufspannscheibe angeordnet und mit beiden Scheiben gekoppelt ist. Die Indexscheibe wird von einem in der Basis vorgesehen Motor drehangetrieben. Die Aufspannvorrichtung umfaßt ferner einen ersten Einstellmechanismus zum Einstellen der Position der Mittelscheibe relativ zu der Indexscheibe und einen zweiten Einstellmechanismus zum Einstellen der Position der Aufspannscheibe relativ zu der Mittelscheibe.
• Die Mittelscheibe hat ein erstes Loch und ein zweites Loch, die an verschiedenen Stellen relativ zur Mitte der Mittelscheibe exzentrisch ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Aufspannvorrichtung umfaßt ferner einen ersten Schwenkmechanismus, der an der Indexscheibe befestigt ist, um die Mittelscheibe relativ zu der Indexscheibe verschwenkbar zu lagern, und einen zweiten Schwenkmechanismus, der an der Aufspannscheibe befestigt ist, um die Mittelscheibe bezüglich der Aufspannscheibe verschwenkbar zu lagern.
• Der erste und der zweite Schwenkmechanismus sind in das erste bzw. das zweite Loch der Mittelscheibe eingepaßt. Der erste und der zweite Schwenkmechanismus drücken die Mittelscheibe gegen die Indexscheibe und die Aufspannscheibe. Die Mittelscheibe ist durch eine Betätigung des ersten Einstellmechanismus relativ zu der Indexscheibe um den ersten Schwenkmechanismus verschwenkbar. Ferner ist die Aufspannscheibe durch eine Betätigung des zweiten Einstellmechanismus relativ zu der Mittelscheibe um den zweiten Schwenkmechanismus verschwenkbar.
• Eine erfindungsgemäße Ausführungsform und besondere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
• Figur 1 eine seitliche Teilansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufspannvorrichtung,
• Figur 2 eine Querschnittansicht dreier über Vorspannbolzen verbundener Scheiben zur Verwendung bei der Aufspannvorrichtung gemäß Figur 1,
• Figur 3 eine Vorderansicht der in Figur 1 dargestellten Aufspannvorrichtung,
• Figur 4 eine vergrößerte Querschnittansicht von Schwenkmechanismen zur Verwendung bei der Aufspannvorrichtung,
• Figur 5 eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C in Figur 1,
• Figur 6 eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D in Figur 1,
• Figur 7 eine Querschnittansicht entlang der Linie E-E in Figur 1,
• Figur 8 eine Querschnittansicht entlang der Linie F-F in Figur 1,
• Figur 9 eine seitliche Teilansicht einer herkömmlichen Aufspannvorrichtung, und
• Figur 10 eine Querschnittansicht entlang der Linie G-G in Figur 9.
Ausführungsbeispiel
• Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
• Figur 1 zeigt eine Indexscheibe 32, die über Bolzen 32a starr am vorderen Teil einer Basis 31 einer Aufspannvorrichtung befestigt ist. Die Indexscheibe 32 hat die Form einer Rundscheibe und ist gleichmäßig dick. Sie wird von einem in der Basis 31 vorgesehenen Motor (nicht dargestellt) drehangetrieben.
• Eine Mittelscheibe 33 und eine Aufspannscheibe 34 sind miteinander über eine Vielzahl von Vorspannbolzen 35 (beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Bolzen) verbunden. Insbesondere ist jeder Bolzen 35 über ein Paar konische Tellerfedern 64a, 64b von der Vorderseite der Aufspannscheibe 34 aus in die Aufspannscheibe 34 und die Mittelscheibe 33 eingeführt, wie in Figur 2 dargestellt. Jeder Bolzen 35 steht an seinem distalen Endbereich mit der Indexscheibe 32 und in der Nähe seines Kopfbereiches mit der Aufspannscheibe 34 in Eingriff. Die Aufspannscheibe 34 hat die Form einer Rundscheibe und ist gleichmäßig dick.
• Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, ist ein allgemein bekanntes selbstzentrierendes Spannfutter 36 mit Bolzen 36a starr an der Vorderseite der Aufspannscheibe 34 befestigt. Dieses selbstzentrierende Spannfutter 36 hat vier Spannbacken 37, die in radialer Richtung gleitend gelagert sind. Die Spannbacken 37 dienen zum Festhalten eines Werkstücks W.
• Wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt, ist die Mittelscheibe 33 mit der Indexscheibe 32 derart gekoppelt, daß beide Scheiben 32, 33 um einen ersten Schwenkmechanismus 38 verschwenkbar sind, während sie sich gegeneinander gleitend verschieben. Der erste Schwenkinechanismus 38 umfaßt einen Drehbolzen 40, eine Vorspann-Tellerfeder 41 mit einer Öffnung in der Mitte, und einen zur Feder passenden Bolzen 42.
• Wie in den Figuren 4 und 8 dargestellt, hat die Mittelscheibe 33 ein erstes Loch 43. Der Drehbolzen 40 hat einen säulenförmigen Kopf, der in das erste Loch 43 einpaßt ist, und einen Gewindeabschnitt, der mit der Indexscheibe 32 in Eingriff steht.
• Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, hat die Aufspannscheibe 34 eine Öffnung 39, die dem ersten Schwenkmechanismus 38 entspricht. Der zur Feder passende Bolzen 42 steht über die Tellerfeder 41 mit einem am Kopf des Drehbolzens 40 ausgebildeten Innengewinde in Eingriff, um die Tellerfeder 41 am Drehbolzen 40 zu befestigen. Die Tellerfeder 41 und der Kopf des Bolzens 42 sind in der Öffnung 39 angeordnet.
• Wie in Figur 4 dargestellt, hat die Tellerfeder 41 Linienkontakt mit dem Rand einer stufenförmigen Ausnehmung der Mittelscheibe 33, die an der Mittelscheibe 33 ausgebildet ist und mit dem ersten Loch 43 in Verbindung steht. Auf den Kontaktbereich wirkt die Kraft (Vektor V), die zur Kontaktfläche der Tellerfeder 41 normal ist und von der Tellerfeder 41 zur Mittelscheibe 33 hin gerichtet ist.
• Die Kraft V setzt sich aus zwei Kraftvektoren zusammen, einer ersten Kraft (Vektor V&sub1;), die zur Fläche der Mittelscheibe 33, die mit der Indexscheibe 32 in Kontakt steht, normal ist, und einer zweiten Kraft (Vektor V&sub2;), die zur Fläche der Mittelscheibe 33 parallel ist. Somit wird die Mittelscheibe 33 mit den ersten Kräften V&sub1; gegen die Indexscheibe 32 gedrückt. Ferner ist die Tellerfeder 41 (d.h., der erste Schwenkmechanismus 38) an der Basis der Resultierenden der zweiten Kräfte V&sub2; so angeordnet, daß die Mitte der Tellerfeder 41 mit der Mitte des ersten Loches 43 zusammenfällt.
• Angenommen, es besteht ein nur sehr kleiner Spielraum zwischen dem Kopf des Drehbolzens 40 und dem Loch 43 der Mittelscheibe 33. In diesem Fall würde, wenn es keine Tellerfeder 41 gäbe, die Mittelscheibe 33 beim Verschwenken hin- und herwackeln, und wäre demnach nicht sauber um den ersten Schwenkmechanismus 38 verschwenkbar.
• Bei Verwendung der Tellerfeder 41 wird die Exzentrizität oder fehlende Übereinstimmung zwischen der Mittelachse des ersten Schwenkmechanismus 38 und der Mittelachse des ersten Loches 43 durch die federnde Wirkung der Tellerfeder 41 korrigiert. Die Tellerfeder 41 bewirkt, daß die Schwenkachse der Mittelscheibe 33 immer mit der Mittelachse des Loches 43 fluchtet. Selbst wenn zwischen dem Kopf des Drehbolzen 40 und dem Loch 43 der Mittelscheibe 33 ein Zwischenraum besteht, kann die Mittelscheibe 33 sauber verschwenkt werden.
• Wie in der Figur 4 gezeigt, ist die Aufspannscheibe 34 mit der Mittelscheibe 33 derart verbunden, daß beide Scheiben 33 und 34 um einen zweiten Schwenkmechanismus 44 verschwenkbar sind, wobei sie sich gleitend gegeneinander verschieben. Der zweite Schwenkmechanismus 44 umfaßt einen Drehbolzen 46, eine Vorspann-Tellerfeder 47 mit einer Öffnung in der Mitte, und einen zur Feder passenden Bolzen 48. Wie in den Figuren 4 und 8 dargestellt, hat die Mittelscheibe 33 ein zweites Loch 49. Der Drehbolzen 46 hat einen säulenförmigen Kopf, der in das zweite Loch 49 eingepaßt ist, und einen Gewindeabschnitt, der mit der Aufspannscheibe 34 in Eingriff steht.
• Wie in den Figuren 4 und 6 gezeigt ist, hat die Indexscheibe 32 eine Öffnung 45 für den zweiten Schwenkmechanismus 44. Der zur Feder passende Bolzen 48 steht über die Tellerfeder 47 mit einem Innengewinde in Eingriff, das am Kopf des Drehbolzens 46 ausgebildet ist, um die Tellerfeder 47 an dem Drehbolzen 46 zu befestigen, wie in der Figur 4 dargestellt. Dabei sind die Tellerfeder 47 und der Kopf des Bolzens 48 in der Öffnung 45 angeordnet.
• Die Tellerfeder 47 hat Linienkontakt mit dem Rand einer stufenförmigen Ausnehmung der Mittelscheibe 33, die an der Mittelscheibe 33 ausgebildet ist und mit dem zweiten Loch 49 in Verbindung steht. Wie beim ersten Schwenkmechanismus 38 wird die Mittelscheibe 33 durch die Tellerfeder 47 gegen die Aufspannscheibe 34 gedrückt. Zugleich ist die Tellerfeder 47 (d.h., der zweite Schwenkmechanismus 44) derart positioniert, daß der Mittelpunkt der Tellerfeder 47 mit der Mitte des zweiten Loches 49 fluchtet. Selbst wenn zwischen dem Kopf des Drehbolzens 46 und dem Loch 49 der Mittelscheibe 33 ein Spielraum existiert, kann die Aufspannscheibe 34 relativ zur Mittelscheibe 33 sauber verschwenkt werden.
• Da die Tellerfeder 41 des ersten Schwenkmechanismus 38 in der Öffnung 39 angeordnet ist, ist die Drehung der Aufspannscheibe 34 durch den Kontakt der Tellerfeder 41 mit der Wand, die die Öffnung 39 begrenzt, eingeschränkt. Analog ist, da die Tellerfeder 47 des zweiten Schwenkmechanismus 44 in der Öffnung 45 angeordnet ist, die Drehung der Mittelscheibe 33 durch den Kontakt der Tellerfeder 47 mit der Wand, die die Öffnung 45 begrenzt, eingeschränkt.
• Die Indexscheibe 32, die Mittelscheibe 33 und die Aufspannscheibe 34, die durch den ersten Schwenkmechanismus 38, den zweiten Schwenkmechanismus 44 und eine Vielzahl von Bolzen 35 zusammengepreßt werden, werden zusammen von dem in der Basis 31 vorgesehenen Motor (nicht dargestellt) gedreht.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die drei Scheiben 32, 33 und 34 durch die Bolzen 35 zusammengepreßt, und die Indexscheibe 32 wird durch den ersten Schwenkmechanismus 38 gegen die Mittelscheibe 33 gepreßt, während die Mittelscheibe durch den zweiten Schwenkmechanismus 44 gegen die Aufspannscheibe 34 gedrückt wird. Die Kraft, die die Scheiben zusammenhält, ist größer als die in herkömmlichen Aufspannvorrichtungen, bei denen die einzelnen Scheiben nur durch die Bolzen 35 verbunden sind. Die Aufspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher ein Werkstück W stabil in der Lage halten, die durch die Zentrierung des Werkstückes W vorgegeben wurde, und verhindert ein Verrutschen des Werkstücks.
• Figur 5 zeigt die Aufspannscheibe 34 von der Seite des selbstzentrierenden Spannfutters 36 aus gesehen. Die Aufspannscheibe 34 hat eine Mittelbohrung 50, in die das Werkstück W einzuführen ist. Ein Eingriffstift 51 ist an der Aufspannscheibe 34 befestigt. Das distale Ende des Eingriffstifts 51 ragt von der Hinterseite der Aufspannscheibe 34 in Richtung auf die Mittelscheibe 33. Wie in der Figur 5 gezeigt, liegen die Mitte des Eingriffstiftes 51 und die Mittelachse des zweiten Schwenkmechanismus 44 auf einer ersten Geraden, die durch den Mittelpunkt δ der Aufspannscheibe 34 läuft. Die Mittelachse des ersten Schwenkmechanismus 38 liegt auf einer zweiten Geraden, die ebenfalls durch die Mitte δ läuft, und die zu der ersten Geraden senkrecht steht.
• Figur 6 zeigt die Indexscheibe 32 von der Seite der Mittelscheibe 33 aus gesehen. Die Indexscheibe 32 hat eine Mittelbohrung 52, in die das Werkstück W eingeführt wird. Ein Eingriffstift 53 ist an dieser Indexscheibe 32 befestigt. Das distale Ende des Eingriffstifts 53 ragt von der Vorderseite der Indexscheibe 32 in Richtung auf die Mittelscheibe 33. Wie in der Figur 6 dargestellt, liegen die Mitte des Eingriffstiftes 53 und die Mittelachse des ersten Schwenkmechanismus 38 auf einer ersten Geraden, die durch die Mitte ε der Indexscheibe 32 läuft, und die Mittelachse des zweiten Schwenkmechanismus 44 liegt auf einer zweiten Geraden, die ebenfalls durch die Mitte ε läuft und zur ersten Geraden senkrecht ist.
• Die Figur 7 zeigt die Seite der Mittelscheibe 33, die zur Indexscheibe 32 weist. Wie in der Figur 7 gezeigt, sind die Mittelachsen des ersten und des zweiten Schwenkmechanismus 38 und 44 relativ zum Mittelpunkt λ der Mittelscheibe 33 um 90º versetzt angeordnet. Die Mittelscheibe 33 hat eine zentrale Bohrung 54, in die das Werkstück W eingeführt wird. Die Mittelscheibe 33 hat ferner eine erste Höhlung oder Vertiefung 55, deren Boden parallel zu der Stirnfläche der Mittelscheibe 33 ist.
• Die Mittelscheibe 33 hat einen Durchgang 156, der zwischen der Bohrung 54 und dem ersten Loch 43 horizontal durch die Mittelscheibe 33 reicht. Der Durchgang 156 steht mit der ersten Höhlung 55 in Verbindung. Eine Zustellschraube 157 ist durch die erste Höhlung 55 in den Durchgang 156 eingeführt.
• Die Mittelscheibe 33 hat zwei Kerben 158, die jeweils in der Nachbarschaft der Endöffnungen des Durchgangs 156 ausgebildet sind. Griffe 159, die in engem Kontakt mit den dazugehörigen Kerben 158 stehen, sind starr an den jeweiligen Enden der Zustellschraube 157 befestigt, und stehen aus den entsprechenden Kerben 158 nach außen hervor. Die beiden Griffe 159 verhindern, daß die Zustellschraube 157 sich von der Mittelscheibe 33 löst. Durch Betätigung der Griffe 159 wird die Zustellschraube 157 gedreht.
• Eine Mutter 160, die in der ersten Höhlung 55 angeordnet ist und eine Ausnehmung 160a hat, steht mit der Zustellschraube 157 in Eingriff. Die Rückseite der Mutter 160 ist nahe dem Boden der ersten Höhlung 55 angeordnet, und die Vorderseite der Mutter 160 liegt in unmittelbarer Nachbarschaft der Indexscheibe 32. Die Drehung der Mutter 160 um die Zustellschraube 157 wird demnach durch den Boden der ersten Höhlung 55 und die Indexscheibe 32 begrenzt, während sich die Zustellschraube 157 dreht. Somit bewegt sich die Mutter 160 horizontal entlang der Zustellschraube 157.
• Ein Drehzapfen 161 ist in der ersten Höhlung 55 auf einer Geraden, die den Mittelpunkt λ und die Mittelachse des ersten Schwenkmechanismus 38 verbindet, befestigt. Ein Hebel 162 ist mit seinem proximalen Ende drehbar an diesem Drehzapfen 161 gelagert. Der Hebel 162 ist in Anpassung an die Form der ersten Höhlung 55 gebogen.
• Der Hebel 162 hat einen Vorsprung 162a, der am distalen Ende des Hebels 162 ausgebildet ist und mit der Ausnehmung 160a der Mutter 160 und einer Ausnehmung 162b, die am proximalen Ende des Hebels 162 ausgebildet ist, in Eingriff tritt. Die Ausnehmung 162b steht mit dem Eingriffstift 53 in Eingriff, der von der Indexscheibe 32 in die erste Höhlung 55 hineinragt. Die Bewegung der Mutter 160 wird so über den Hebel 162 auf den Eingriffstift 53 übertragen. Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die Zustellschraube 157, die Griffe 159, die Mutter 160, der Drehzapfen 161 und der Hebel 162 einen ersten Einstellmechanismus M1 zum Einstellen der Position der Mittelscheibe 33 relativ zu der Indexscheibe 32 und der Position der Aufspannscheibe 34 bilden.
• Die Figur 8 zeigt die Seite der Mittelscheibe 33, die zur Aufspannscheibe 34 weist. Die Mittelscheibe 33 hat eine zweite Höhlung 63 ähnlich der in Figur 7 dargestellten ersten Höhlung 55. Die Mittelscheibe 33 hat ferner Elemente 257 und 259 bis 262, die den Elementen 157 und 159 bis 162 entsprechen, die den ersten Einstellmechanismus M1 bilden. Das heißt, daß die Zustellschraube 257, die Griffe 259, die Mutter 260, der Drehzapfen 261 und der Hebel 262 einen zweiten Einstellmechanismus M2 zum Einstellen der Position der Aufspannscheibe 34 relativ zu der Indexscheibe 32 und der Mittelscheibe 33 bilden.
• Der zweite Einstellmechanismus M2 arbeitet im wesentlichen in derselben Weise wie der erste Einstellmechanismus M1. Der zweite Einstellmechanismus M2 unterscheidet sich von dem ersten Einstellmechanismus M1 darin, daß die Bewegung der Mutter 260 über den Hebel 262 auf den Eingriffstift 51 übertragen wird. Der Stift 51 ragt von der Aufspannscheibe 34 in die zweite Höhlung 63. Weiterhin bewegt sich die Mutter 260 in Abhängigkeit der Drehung der Zustellschraube 257 vertikal entlang der Zustellschraube 257.
• Im folgenden wird eine Beschreibung des Vorgehens zur Zenntrierung des Werkstückes W unter Verwendung der Aufspannvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel gegeben.
• Zunächst wird das Werkstück W in das selbstzentrierende Spannfutter 36 der Aufspannvorrichtung eingespannt. Dann wird der Motor der Aufspannvorrichtung aktiviert, nachdem ein Meßinstrument (nicht dargestellt), beispielsweise ein Meßfühler, an der Außenfläche des Werkstückes W angebracht wurde. Somit werden die Indexscheibe 32, die Mittelscheibe 33, die Aufspannscheibe 34, das selbstzentrierende Spannfutter 36 und das Werkstück W zusammen gedreht.
• Das Meßinstrument mißt, wie weit die Mittelachse A des Werkstückes W gegenüber der Mittelachse B der Indexscheibe 32 verschoben ist. Nachdem der Motor angehalten wurde, werden der erste und der zweite Einstellmechanismus M1 und M2 so betätigt, daß die Exzentrizität des Werkstückes W gegenüber der Indexscheibe 32 auf Null reduziert wird.
• Der erste Einstellmechanismus M1 wird mit den Griffen 159 betätigt. Wird die Zustellschraube 157 durch Betätigung der Griffe 159 gedreht, verschiebt sich die Mutter 160 horizontal. Beispielsweise dreht sich, wenn die Griffe 159 so betätigt werden, daß die Mutter 160 sich aus der in Figur 7 dargestellten Position nach rechts bewegt, der Hebel 162, der mit der Mutter 160 in Eingriff steht, gegen den Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 161. Da die Ausnehmung 162b am Hebel 162 mit dem Stift 53 in Eingriff steht, der von der Indexscheibe 32 hervorragt, wird die Bewegung des Hebels 162 auf den Stift 53 übertragen. Der Hebel 162 bewirkt, daß sich der Stift 53 nach links bewegt.
• Da die Indexscheibe 32 starr an der Basis 31 befestigt ist, wird jedoch der Eingriffstift 53, der an der Indexscheibe 32 befestigt ist, durch den Hebel 162 nicht bewegt. Die Mittelscheibe 33 empfängt daher die Rückwirkkraft von dem Eingriffstift 53 über den Hebel 162 und die Mutter 160, sobald die Griffe 159 betätigt werden. Diese Rückwirkkraft bewegt die Mittelscheibe 33 relativ zu der Indexscheibe 32 nach rechts (Fig. 7).
• Da die Mittelscheibe 33 so gelagert ist, daß sie um den ersten Schwenkmechanismus 38 relativ zu der Indexscheibe 32 verschwenkbar ist, bewirkt die oben erwähnte Rückwirkkraft eine Drehung der Mittelscheibe 33 im Uhrzeigersinn. Der Betrag der Verschiebung des Hebels 162 ist wesentlich kleiner als der Betrag der Drehung der Zustellschraube 157. Daher verschiebt die Drehung der Mittelscheibe 33 im Uhrzeigersinn um den ersten Schwenkmechanismus 38 die Mittelscheibe 33 relativ zu der Indexscheibe 32 geringfügig nach rechts. Da die Mittelscheibe 33 mit der Aufspannscheibe 34 über den zweiten Schwenkmechanismus 44 gekoppelt ist, bewegen sich die Aufspannscheibe 34, das selbstzentrierende Spannfutter 36 und das Werkstück W zusammen mit der Mittelscheibe 33 geringfügig nach rechts.
• Werden die Griffe 159 betätigt, um eine Bewegung der Mutter 160 nach links aus der in Figur 7 gezeigten Position zu bewirken, so bewegen sich die Mittelscheibe 33, die Aufspannscheibe 34, das selbstzentrierende Spannfutter 36 und das Werkstück W zusammen geringfügig nach links.
• Der zweite Einstellmechanismus M2 wird über die Griffe 259 betätigt. Werden die Griffe 259 so betätigt, daß sich die Mutter 260 aus der in Figur 8 gezeigten Position nach oben bewegt, so bewirkt der Hebel 262 eine Bewegung des Eingriffstiftes 51 nach unten, ähnlich wie bei dem ersten Einstellmechanismus M1.
• Da der Drehbolzen 46, der in das zweite Loch 49 der Mittelscheibe 33 eingepaßt ist, an der Aufspannscheibe 34 befestigt ist, bewirkt die Kraft eine Bewegung des Eingriffstiftes 51 nach unten und eine Drehung der Aufspannscheibe 34 gegen den Uhrzeigersinn um den zweiten Schwenkmechanismus 44 relativ zu der Mittelscheibe 33. Der Betrag der Verschiebung des Hebels 262 ist wesentlich kleiner als der Betrag der Drehung der Zustellschraube 257. Daher verschiebt die Drehung der Aufspannscheibe 34 gegen den Uhrzeigersinn um den zweiten Schwenkmechanismus 44 die Aufspannscheibe 34 geringfügig relativ zu der Mittelscheibe 33 nach unten. Das selbstzentrierende Spannfutter 36 und das Werkstück W bewegen sich zusammen mit der Aufspannscheibe 34 geringfügig nach unten.
• Werden die Griffe 259 so betätigt, daß sich die Mutter 260 aus der Position, die in Figur 8 dargestellt ist, nach unten bewegt, so bewegen sich die Aufspannscheibe 34, das selbstzentrierende Spannfutter 36 und das Werkstück W zusammen geringfügig nach oben.
• Die Kraft, die die Aufspannscheibe 34 um den zweiten Schwenkmechanismus 44 verschwenkt, wirkt nicht auf die Indexscheibe 32. Wird die Position der Aufspannscheibe 34 eingestellt, so bewegen sich die Mittelscheibe 33 und die Indexscheibe 32 relativ zueinander nicht, während sie gemeinsam positioniert werden.
• Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird die Position des Werkstücks W über den ersten Einstellmechanismus M1 horizontal und über den zweiten Einstellmechanismus M2 vertikal eingestellt. Bei der Aufspannvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Zentrierung des Werkstückes W so zu erreichen, daß die Mittelachse A des Werkstückes W mit der Mittelachse B der Indexscheibe 32 übereinstimmt und zur Deckung gebracht wird, indem man den ersten und den zweiten Einstellmechanismus M1 und M2 betätigt. Das Werkstück W kann relativ zu der Indexscheibe 32 so positioniert werden, daß die Mittelachse A des Werkstückes W um einen vorbestimmten Betrag gegenüber der Mittelachse B der Indexscheibe 32 verschoben ist.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel übertragen die Hebel 162 und 262, die mit den Muttern 160 bzw. 260 und den Eingriffstiften 51 bzw. 53 in Eingriff stehen, die Bewegungen der Muttern 160 und 260 auf die jeweiligen Eingriffstifte 51 und 53. Selbst wenn daher Kräfte darauf ausgeübt würden, um die Hebel 162 und 262 in ihre ursprüngliche Lage zu versetzen, nachdem die Zentrierung des Werkstückes abgeschlossen ist, werden diese Kräfte durch die Eingriffsabschnitte zwischen den Muttern 160 und 260 und den jeweiligen Hebeln 162 bzw. 262 abgepuffert und nicht direkt auf die jeweiligen Muttern 160 und 260 übertragen. Die Mittelscheibe 33 und die Aufspannscheibe 34 behalten somit ihre jeweilige Lage, die sie bei Abschluß der Zentrierung einnehmen, sicher bei.
• Die Herstellungskosten für den ersten und den zweiten Schwenkmechanismus 38 und 44 sind beträchtlich niedriger als die Herstellungskosten, die erforderlich sind, um die Präzision des Eingriffs zwischen den Vorsprüngen 2a und 6a und den Führungsnuten 13 bei herkömmlichen Vorrichtungen zu verbessern. Die Herstellungskosten für die Aufspannvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind demnach gegenüber denen für herkömmliche Vorrichtungen beträchtlich reduziert.
• Da bei diesem Ausführungsbeispiel kein Element verwendet wird, das dem zweiten Hebel 21 in der oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung entspricht, kommt es nicht zu einer Verringerung der Zentriergenauigkeit, wie sie andernfalls der zweite Hebel 21 zur Folge haben kann. Ferner hat ein Mechanismus zur Positionseinstellung gemäß dem Stand der Technik zwei Eingriffsabschnitte (zwischen der Mutter 17 und dem ersten Hebel 20, und zwischen dem ersten Hebel 20 und dem zweiten Hebel 21), während es beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nur einen Eingriffsabschnitt (zwischen der Mutter 160 und dem Hebel 162) pro Einstellmechanismus gibt. Durch dieses Konstruktionsmerkmal wird die Zentriergenauigkeit erhöht.
• Gemäß diesem Ausführungsbeispiel nutzen sich die Elemente, die den ersten und den zweiten Schwenkmechanismus 38 und 44 bilden, durch ihre Drehung gleichmäßig ab. Selbst dann halten die Tellerscheiben 41 und 47 die Mittelachsen der Schwenkmechanismen 38 und 44 immer in ihrer richtigen Lage. Die Zentriergenauigkeit der erfindungsgemäßen Aufspannvorrichtung läßt selbst nach längerem Einsatz nicht merklich nach. Darüber hinaus nutzen sich die Indexscheibe 32, die Mittelscheibe 33 und die Aufspannscheibe 34 durch gegenseitigen Abrieb gleichmäßig ab und die Tellerscheiben 41 und 47 drücken diese Scheiben zusammen. Somit tritt auch nach längerem Einsatz kein Wackeln der Scheiben auf.
• Auch wenn hier nur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt wurde, erkennt der Fachmann, daß die vorliegende Erfindung eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen zuläßt, ohne dabei den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist festzustellen, daß der erste und der zweite Schwenkmechanismus 38 und 44 in beliebiger Lage angebracht werden können, wobei die Gerade, die die Mittelachse des ersten Schwenkmechanismus 38 und den Mittelpunkt λ der Mittelscheibe 33 verbindet, und die Gerade, die die Mittelachse des zweiten Schwenkmechanismus 44 und den Mittelpunkt λ verbindet, einen Winkel bilden, der weder 0º noch 180º beträgt.
• Weiterhin können die Eingriffstifte 51, 53 und der erste und zweite Einstellmechanismus M1, M2 in anderen Positionen angeordnet sein als bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Bolzen 35 kann wahlweise weggelassen werden.
• Insofern dienen die vorstehend beschriebenen Beispiele und die Ausführungsform lediglich der Erläuterung und haben keine beschränkende Wirkung.

Claims (6)

1. Aufspannvorrichtung, umfassend eine Indexscheibe (32), die auf einer Basis mit einem Motor zum Antreiben der Indexscheibe (32) angeordnet ist, eine Aufspannscheibe (34) mit einem Spannfutter (36) zum Halten eines Werkstückes (W), eine zwischen der Indexscheibe (32) und der Aufspannscheibe (34) angeordnete, mit diesen Scheiben verbundene Mittelscheibe (33), einen ersten Einstellmechanismus (M1) zum Einstellen der Position der Mittelscheibe (33) relativ zu der Indexscheibe (32) und einen zweiten Einstellmechanismus (M2) zum Einstellen der Position der Aufspannscheibe (34) relativ zu der Mittelscheibe (33), wobei die Aufspannvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß

die Mittelscheibe (33) ein erstes Loch (43) und ein zweites Loch (49) hat, die relativ zur Mitte der Mittelscheibe (33) exzentrisch ausgebildet sind, und

daß die Aufspannvorrichtung ferner umfaßt:

eine an der Indexscheibe (32) befestigte erste Schwenk- Vorrichtung (38), um die Mittelscheibe (33) auf der Indexscheibe (32) verschwenkbar zu lagern, wobei die erste Schwenkvorrichtung (38) in das erste Loch (43) eingefügt ist und die Mittelscheibe (33) gegen die Indexscheibe (32) preßt, und wobei die Mittelscheibe (33) durch Betätigung des ersten Einstellmechanismus (M1) relativ zu der Indexscheibe (32) um die erste Schwenkvorrichtung (38) verschwenkbar ist; und

eine an der Aufspannscheibe (34) befestigte zweite Schwenkvorrichtung (44), um die Mittelscheibe (33) auf der Aufspannscheibe (34) verschwenkbar zu lagern, wobei die zweite Schwenkvorrichtung (44) in das zweite Loch (49) der Mittelscheibe (33) eingefügt ist und die Mittelscheibe (33) gegen die Aufspannscheibe (34) preßt, und wobei die Aufspannscheibe (34) durch Betätigung des zweiten Einstellmechanismus (M2) relativ zu der Mittelscheibe (33) um die zweite Schwenkvorrichtung (44) verschwenkbar ist.

2. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwenkvorrichtung (38) umfaßt: einen Drehbolzen (40) der an der Indexscheibe (32) befestigt ist, wobei der Drehbolzen (40) einen Kopf hat, der in das erste Loch (43) der Mittelscheibe (33) eingesetzt ist, und

eine Vorspann-Tellerfeder (41), die an dem Drehbolzen (40) befestigt ist und am Umfang des ersten Loches (43) mit der Mittelscheibe (33) in Kontakt steht.

3. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwenkvorrichtung (44) umfaßt:

einen Drehbolzen (46), der an der Aufspannscheibe (34) befestigt ist, wobei der Drehbolzen (46) einen Kopf hat, der in das zweite Loch (49) der Mittelscheibe (33) eingesetzt ist, und

eine Vorspann-Tellerfeder (47), die an dem Drehbolzen (46) befestigt ist und am Umfang des zweiten Loches (49) mit der Mittelscheibe (33) in Kontakt steht.

4. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelscheibe (33) eine erste Höhlung (55) hat, die der Indexscheibe (32) gegenüberliegend ausgebildet ist,

daß die Indexscheibe (32) einen Eingriffstift (53) hat, der in die erste Höhlung (55) hineinragt, und daß der erste Einstellmechanismus (M1) umfaßt:

eine Zustellschraube (157), die durch die erste Höhlung (55) hindurchreicht und drehbar an der Mittelscheibe (33) gelagert ist,

eine Mutter (160), die mit der Zustellschraube (157) in der ersten Höhlung (55) in Eingriff steht und entlang der Zustellschraube (157) in Abhängigkeit der Drehung der Zustellschraube (157) bewegbar ist, und

einen Hebel (162), der in der ersten Höhlung (55) verschwenkbar angeordnet ist, um die Bewegung der Mutter (160) auf den Eingriffstift (53) zu übertragen.

5. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelscheibe (33) eine zweite Höhlung (63) hat, die der Aufspannscheibe (34) gegenüberliegend ausgebildet ist,

daß die Aufspannscheibe (34) einen Eingriffstift (51) hat, der in die zweite Höhlung (63) hineinragt, und daß der zweite Einstellmechanismus (M2) umfaßt:

eine Zustellschraube (257), die durch die zweite Höhlung (63) hindurchreicht und drehbar an der Mittelscheibe (33) angeordnet ist,

eine Mutter (260), die mit der Zustellschraube (257) in der zweiten Höhlung (63) in Eingriff steht und entlang der Zustellschraube (257) in Abhängigkeit der Drehung der Zustellschraube (257) bewegbar ist, und

einen Hebel (262), der in der zweiten Höhlung (63) verschwenkbar angeordnet ist, um die Bewegung der Mutter (260) auf den Eingriffstift (51) zu übertragen.

6. Aufspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schwenkvorrichtung (38, 44) derart angeordnet sind, daß eine Gerade, die eine Mittelachse der ersten Schwenkvorrichtung (38) und einen Mittelpunkt λ der Mittelscheibe (33) verbindet, und eine Gerade, die eine Mittelachse der zweiten Schwenkvorrichtung (44) und den Mittelpunkt λ verbindet, einen Winkel bilden, der nicht 0º und nicht 180º beträgt.