-
Mitnehmer an umlaufenden Werkzeugmaschinen für zwischen Spitzen gelagerte
Werkstücke Zum Ersatz des bei umlaufenden Werkzeugmaschinen für zwischen Spitzen
gelagerte Werkstücke verwendeten Drehherzens, das in mehrfacher Hinsicht Nachteile
aufweist, sind schon Mitnehmer verschiedener Art vorgeschlagen worden, u. a. auch
solche, bei denen das Werkstück radial fassende Spannbacken verwendet werden. Dabei
ist auch schon ein Vorschlag gemacht worden, die Spannbacken radial verschieblich
zu lagern, so daß auch nicht gleichmäßig runde oder nicht genau zentrierte Werkstücke
fest gefaßt werden. Die Erfindung betrifft einen derartigen Mitnehmer, der sich
sowohl durch einfache Bauart als auch durch besonders einfache Bedienung und größte
Spannsicherheit auszeichnet. Die Erfindung besteht darin, daß ein aus einer Ringscheibe
mit einer Gewindespirale auf einer Seite, mehreren in die Gewindespirale mittels
Gewinderippen eingreifenden Spannbacken und einem die Spannbacken in Radialnuten
führenden Führungsring bestehendes Mehrbackenfutter am Mitnehmerkörper allseits
radial verschieblich gelagert ist. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung
erwiesen, bei der die die Gewindespirale auf einer Seite tragende Ringscheibe auf
der anderen Seite zwei im gleichen Durchmesser liegende Radialnuten aufweist, in
die im Mitnehmerkörper gelagerte Mitnehmerzapfen mit allseitigem Spiel greifen,
während ein auf dem Mitnehmerkörper drehbar, aber axial unverschieblich gelagerter
Haltering den Führungsring mittels radial gerichteter Zapfen hält, die in radiale
Bohrungen des Führungsringes greifen. Um auch bei dem erforderlichen Spiel der Mitnehmerzapfen
in den Radialnuten der Ringscheibe eine gute Anlage der Mitnehmerzapfen
an
die Nutenwand zur Übertragung der Drehbewegung und geringe Flächendrücke zu sichern,
empfiehlt es sich, daß die in die Radialnuten der Ringscheibe greifenden Mitnehmerzapfen
Zylinderform mit zwei durch Zylinderabschnitte gebildeten parallelen Anlageflächen
aufweisen. Die Zapfenverbindung zwischen dem Haltering und dem Führungsring ist
so auszugestalten, daß der Führungsring keine Bewegung in Axialrichtung, wohl aber
solche in beliebiger Radialrichtung gegenüber dem Haltering ausführen kann. Das
kann dadurch erreicht werden, daß die radialen Bohrungen des Führungsringes in Umfangsrichtung
länger als in Axialrichtung sind. Um zu gewährleisten, daß der Führungsring samt
den Spannbacken auch nach Auslenkungen immer wieder in seine Mittelstellung zurückkehrt,
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die radial gerichteten Zapfen des Halteringes
einen federbelasteten Zentrierbolzen aufweisen, der unter der Wirkung der Feder
auf den Grund der Bohrung drückt. Um die Spannbacken fester anziehen zu können,
als dies durch Verdrehen des Halteringes von. Hand oder unter Verwendung eines in
eine Radialohrung einzusetzenden Stiftes möglich ist, kann vorteilhaft der Mitnehmerkörper
eine Verzahnung tragen und im Haltering wenigstens eine achsparallele Bohrung in
solcher Lage angeordnet sein, daß in sie ein mit der Verzahnung kämmendes Ritzel
mit Handgriff eingeführt werden kann, derart, daß durch Drehen des Ritzels der Haltering
gedreht wird.
-
Für das Festspannen eines Werkstücks ist eine Relativbewegung des
Halte- und des Führungsringes mit den Spannbacken gegen die mit dem Mitnehmerkörper
auf Drehung gekuppelte Ringscheibe erforderlich. Anstatt bei stillstehender Maschine,
also stillstehendem Mitnehmerkörper, den Haltering zu drehen, kann auch die Maschine
bei festgehaltenem Haltering gedreht werden. Das kann zweckmäßig dadurch ermöglicht
werden, daß am Gestell der Werkzeugmaschine eine Bremsbacke gelagert ist, die von
Hand an die Außenseite des Halteringes gepreßt werden kann, um. diesen bei laufender
Maschine abzubremsen, derart, daß eine Relativbewegung des Halteringes gegen den
Mitnehmerkörper erzeugt wird, die die Spannvorrichtung spannt oder löst. Auf diese
Weise braucht die Maschine überhaupt nicht stillgesetzt zu werden. Vielmehr wird
das Festspannen durch Drehung der Maschine in Arbeitsrichtung, das Losspannen durch
Umsteuerung der Maschine bei Bremsung des Halteringes selbsttätig bewirkt. Dadurch
wird zusätzlich Zeit eingespart.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen axialen Längsschnitt durch die Vorrichtung
an einer Drehbank, Fig. 2 eine Ansicht in Achsrichtung nach Wegnahme des Führungsringes,
Fig.3 ein Stück eines abgewickelten Zylinderschnittes nach Linie III-III der Fig.
i, Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. i, Fig. 5 einen Schnitt nach
der Linie V-V der Fig. 4 und Fig. 6 eine weitere Ausbildung in einer schematischen
Darstellung.
-
Die Vorrichtung nach den Fig. i bis 5 weist eine Arbeitsspindel i
auf, in der fest eine Körnerspitze 2 sitzt, der gegenüber eine Reitstockspitze 3
angeordnet ist. Auf das Gewinde 4 der Arbeitsspindel i ist ein Flansch 5 geschraubt,
an dem mittels Schrauben 6 ein Mitnehmerkörper 7 befestigt ist. Er trägt eine Verzahnung
8 und weist auf seiner freien Seite eine kreisringförmige Eindrehung 9 auf. In zwei
einander in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Bohrungen des Mitnehmerkörpers
7 ist je ein Mitnehmerzapfen io drehbar gelagert, der mit einem Bund i i in die
Eindrehung 9 ragt. jeder Bund i i weist zwei parallele Anlageflächen 12 auf. In
der Eindrehung 9 des Mitnehmerkörpers 7 liegt lose eine Ringscheibe 13, die eine
kleinere Breite als die Eindrehung hat, so daß sie sich in ihr nach allen Richtungen
radial verschieben kann. Über die beiden Bunde i i der Mitnehmerzapfen io greift
die Ringscheibe 13 mit zwei in einem Durchmesser liegenden Radialnuten 14, die so
viel breiter als die Bunde i i sind, daß durch,die Bunde die Radialbewegungen der
Ringscheibe 13 innerhalb der Eindrehung 9 nicht behindert sind. Auf ihrer dem Mitnehmerkörper
7 abgewandten Seite trägt die Ringscheibe 13 ein spiralig verlaufendes Gewinde 15,
in welches drei radial angeordnete Spannbacken 16 mit Gewinderippen greifen. Die
Spannbacken 16, die einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt zeigen, sind in entsprechenden
Radialnuten 17 eines Führungsringes 18 gelagert, in denen sie sich radial gleichmäßig
verschieben, wenn der Führungsring 18 und die Ringscheibe 13 gegeneinandergedreht
werden.
-
Um die radial beweglich gelagerten Teile sowohl in radialer als auch
in axialer Richtung zu halten, ist auf den Flansch 5 ein Haltering 19 aufgeschoben,
der sowohl den Mitnehmerkörper 7 als auch den Führungsring 18 überfaßt. Dabei liegt
der Zahnkranz 8 des Mitnehmerkörpers 7 in der Bohrung des Halteringes i9, ohne daß
diese in die Verzahnung eingreift. Zur Verbindung des Halteringes i9 mit dem Führungsring
18, der innerhalb des Halteringes i9 radiales Spiel hat, sind in den Haltering i9
drei radial gerichtete Zapfen 2o eingeschraubt, die in Bohrungen 21 auf der Mantelfläche
des Führungsringes 18 greifen. Die Bohrungen 21 sind in Axialrichtung so breit wie
die Zapfen 2o dick, so daß der Mitnehmerkörper 7, die Ringscheibe 13 und der Führungsring
18 mit den Spannbacken 16 stets in axialer Richtung im Eingriff miteinander gehalten
werden. Um die für das richtige Arbeiten der Vorrichtung notwendigen radialen Bewegungen
der Spannbacken 16 und der Ringscheibe 13 sowie des mit ihnen formschlüssig verbundenen
Führungsringes 18 zu ermöglichen, haben die Bohrungen 21 in Umfangrichtung eine
größere Länge als dem Durchmesser der Zapfen 2o entspricht, wie aus Fig. 5 deutlich
ersichtlich ist.
-
Damit der Führungsring 18 stets in seine zentrische
Lage
zurückkehrt und in ihr gehalten wird, trägt jeder Zapfen 20 in einer Bohrung 22
einen Zentrierstift 23, der unter Wirkung einer Druckfeder 24 steht, die sich einerseits
gegen einen Bund 25 am Ende des Zentrierstiftes 23 und andererseits gegen einen
Abstützring 26 am anderen Ende des Zentrierstiftes legt. Der Abstützring 26 ist
auf dem Zentrierstift 23 durch dessen verdicktes Ende 27 gehalten und legt sich
gegen eine Schulter 28 in der Bohrung 22. Der Zentrierstift 23 wird auf den Grund
der Bohrung 21 gedrückt. Bei Auslenkungen des Führungsringes 18 aus der Achse werden
die Federn 24 zusammengedrückt. Sie entspannen sich wieder bei Rückgang des Führungsringes
und stellen diesen wieder in die Mittellage ein.
-
Zur Bearbeitung wird ein Werkstück 29 zunächst zwischen den Spitzen
2 und 3 eingespannt. Darauf wird durch Drehen des Halteringes i9 im Uhrzeigersinne
(von der Reitstockspitze aus gesehen) der Führungsring 18 gedreht, was eine Bewegung
der Spannbacken 16 in dem Spiralgewinde 15 und damit eine Bewegung in Schließrichtung
gegen das Werkstück zur Folge hat. Trifft infolge nichtientrischer Lagerung des
Werkstückes 29 eine der Spannbacken 16 eher als die anderen auf das Werkstück, dann
verschieben sich weiterhin der Führungsring 18 und die Ringscheibe 13 in radialer
Richtung, bis alle drei Spannbacken 16 am Werkstück anliegen und dieses festspannen.
Wird die Maschine in Bewegung gesetzt, dann legen sich die Mitnehmerzapfen i i mit
den Flächen 12 an die Wände der Radialnuten 14 und nehmen die Ringscheibe 13 und
mit ihr die Spannbacken 16 mit, wodurch auch das Werkstück 29 in Drehung versetzt
wird. Bei zunehmendem Schnittdruck tritt eine weitere Relativbewegung der Ringe
13 und 18 gegeneinander ein, die ein stärkeres Schließen der Spannbacken bewirkt.
-
Während es bei dünnen Werkstücken genügt, den Haltering i9 von Hand
zu drehen, empfiehlt sich bei stärkeren Werkstücken die Verwendung eines Spannstiftes
30, der in am Umfang des Halteringes 19 vorgesehene Löcher 31 eingesteckt werden
kann. Um bei besonders starken Werkstücken noch kräftiger spannen zu können, ist
die bereits erwähnte Verzahnung 8 auf dem Umfang des Mitnehmerkörpers 7 vorgesehen.
Zu ihrer Benutzung sind in den Haltering i9 einige axial gerichtete Bohrungen 32
in solcher Lage eingearbeitet, daß ein in sie eingeführtes Ritzel 33 mit Handgriff
34 mit dem Zahnkranz 8 kämmt. Durch Drehen des Ritzels 33 kann der Haltering i9
auf dem Mitnehmerkörper 7 gedreht und dadurch die Spannvorrichtung sehr fest gespannt
werden. Zum Ausspannen des Werkstücks 29 braucht der Haltering i9 nur in entgegengesetzter
Richtung gedreht zu werden.
-
Es ist schließlich auch möglich, das Einspannen und Ausspannen bei
laufender Maschine zu bewerkstelligen und dadurch die Spannzeiten zu verringern.
Dazu sind auf dem Umfang des Halteringes i9 Bremsrippen 35 angebracht, gegen die
(Fig. 6) mittels eines am Maschinengestell 36 gelagerten Hebels 37 eine Bremsbacke
38 gepreßt werden kann. Dadurch kann bei laufender Maschine der Haltering i9 samt
dem Führungsring 18 und den Spannbacken 16 gegenüber der Ringscheibe 13 festgehalten
werden. Dreht sich dabei die Maschine in Arbeitsrichtung, dann werden die Spannbacken
16 in Schließrichtung bewegt, das Werkstück also festgespannt. Schaltet man die
Maschine auf Gegenlauf, dann öffnen sich bei festgebremstem Haltering i9 die Spannbacken
16.
-
Die Maschine braucht also zum Einspannen und Ausspannen nicht stillgesetzt
zu werden, sondern das Werkstück kann bei laufender Maschine ein-und ausgespannt
werden, wobei zum Ausspannen die Maschine auf Gegenlauf geschaltet werden muß.