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Spannvorrichtung einer Werkstückspindel Die Erfindung bezieht sich
auf eine Spannvorrichtung einer Werkstückspindel mit einem zum Spannen und Lösen
des Werkstücks dienenden Verbindungsstück, das durch eine motorisch antreibbare
Mutter in der Spindel axial verschiebbar ist, wobei der exzentrisch zur Spindel
angeordnete Motor die relative Verdrehung zweier Zahnkränze bewirkt, von denen der
eine mit der Spindel und der andere mit der Mutter verbunden ist.
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Bei einer bekannten Spannvorrichtung dieser Art ist eine besondere
Kupplungsvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe man durch entsprechende Bedienung
nach Stillstand der Spindel den Motor an die Spannvorrichtung der Spindel ankuppeln
muß, um ihn- dann einzuschalten. Die Zuführung einer Werkstoffstange durch die Spindel
hindurch ist dabei nicht möglich.
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Erfindungsgemäß ist erstens in an sich bekannter Weise das zum Spannen
und Lösen des Werkstücks dienendeVerbindungsstück rohrförmig ausgestaltet, und zweitens
kämmen mit den beiden Zahnkränzen ständig zwei um eine zur Spindel parallele Achse
umlaufende Zahnräder, von denen das eine den Ständer des Elektromotors mitnimmt,
während das andere über eine Rutschkupplung durch die Motorwelle zusätzlich zu dem
von der Spindel abgeleiteten Antrieb antreibbar ist.
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Dadurch ergibt sich der Fortschritt, daß die eine besondere Bedienung
erfordernde Kupplungsvorrichtung in Fortfall kommt. Der Motor bleibt vielmehr
ständig
angekuppelt,, so daß` er nur je nach Bedarf in dem einen oder dem anderen Drehsinn
rein elektrisch eingerückt zu werden braucht. Auch kann eine Werkstoffstange durch
das rohrförmige Verbindungsstück hindurch zugeführt werden.
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Es ist zwar auch eine Spannvorrichtung mit einem Motor bekanntgeworden,
der seitlich von der Werkstückspindel am Maschinengestell gelagert ist und daher
die Spindelbohrung zum Zuführen einer Werkstoffstange frei läßt. Bei dieser bekanntenVorrichtung
ist jedoch die Aufgäbe einer Vermeidung der zwischen Motor und Spannvorrichtung
eingeschalteten Kupplung weder gestellt noch gelöst.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
im Gründriß teilweise im Schnitt veranschaulicht.
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Der einen Teil des Maschinengestells -bildende Spindelstock io; in
welchem die hohle Werkstückspindel i i in nicht näher veranschaulichter Weise gelagert
ist, trägt einen angeflanschten Zapfen 12, auf welchem durch Kugellager eine Buchse
13 gelagert ist. Diese trägt ihrerseits Kugellager zur Aufnahme einer weiteren Buchse
14. Auf jeder dieser beiden Buchsen ist ein Zahnrad 15 bzw. 16 aufgekeilt. Beide
Zahnräder haben den gleichen Durchmesser und dieselbe Zähnezahl.
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Das Zahnrad 16 kämmt mit einem auf der Spindel i i durch Feder 45
und Muttern 4V befestigten Zahnkranz 17, während das Zahnrad 15 mit einem Zahnkranz
i& in Verbindung steht, -der an einer Mütter i9 vorgesehen ist. Diese umgibt
die Spindel; sie ist durch zwei Schrägrollenlager 2ö auf der Spindel i i so abgestützt,
daß sie starke, in Achsenrichtung wirkende Kräfte auf diese übertragen kann.
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Innerhalb der Spindel i i ist in bekannter Weise ein Rohr zi verschiebbar,
das in nicht näher gezeigter Weise die zur Verwendung kommenden Spannmittel, Patronen
oder Futterbacken, antreibt: Wird dieses Rohr 2i1 nach links verschoben, so wird
beispielsweise dadurch das Werkstück festgespannt. Besteht dieses aus einer von
links her durch die hohle Spindel i i zugeführten Stange; so erfordert die zuverlässige
Einspannung sehr hohe Kräfte. Um diese nun auf das Rohr 21 ausüben zu» können,
ist folgende Anordnung getroffen: Auf der Spindel i i ist ein Ring 22 verschiebbar
angeordnet, der mit einem Außengewinde versehen ist und mit diesem in das Innengewinde
der Mutter ig eingreift. Dieser Ring ist durch mehrere Bolzen 2q., die durch Längsschlitze:
23 der Spindel i 1 hindurchgehen, mit dem Spannrohr zi verbunden. Durch Drehen der
Mutter i9 in entsprechender Richtung erfährt daher der Ring 22 und mit ihm das Spannrohr
2-i eine Verschiebung in Achsrichtung zum Ein- oder Ausspannen des Werkstücks. Infolge
der geringen Steigung des Muttergewindes findet dabei eine starke Übersetzung statt,
so daß durch ein vergleichsweise geringes, die Mutter i9 antreibendes Drehmoment
eine sehr hohe Spannkraft erzeugt werden kann. Diese Spannkraft wird dann durch
die Rollenlager 2o unmittelbar auf die Spindel übertragen. Nach erfolgter Einspannung
verbleiben diese Rollenlager in Ruhe. Darin ist ein wesentlicher Vorteil dieser
Anordnung zu erblicken.
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Zum Antrieb der Mutter i9 müß also der Spannmotor den beiden mit der
Spindel umlaufenden Zahnrädern 15 und 16 eine relative Drehung erteilen.
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Beim vorliegenden Beispiel wird der Spannmotor von einem Elektromotor
25 gebildet. Er kann jedoch auch als Druckluft- oder Ölmotor ausgebildet sein und
in diesem Falle die Gestalt eines einfachen Kolbens haben.
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Der Ständer des Elektromotors 25 ist bei 26 an einer Tragplatte a7
angeschraubt, die ihrerseits bei 28 an die Büchse 14 angeflanscht ist. Der Ständer
des Elektromotors läuft daher mit dem Zahnkranz 16 um. Zur Stromzuführung dienen
daher am Ständer des Elektromotors befestigte Schleifringe 29 und ortsfeste Bürsten
30.
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Der Läufer des Elektromotors steht nun mit dem Zahnrad 15 in Triebverbindung.
Zu diesem Zweck ist auf der Läuferwelle 31 ein Ritzel 32 aufgekeilt, das durch ein
Kugellager 33 in der Tragplatte 27 abgestützt ist und seinerseits einweiteres Kugellager
34 zur Lagerung eines Planetenradträgers trägt. Dieser besteht aus zwei durch Querbolzen
35 verbundenen Ringen 36 und 37. Auf den Querbolzen 35 laufen Ritzel 38 mit zwei
Zahnkränzen, von denen der linke sowohl mit -dem Ritzel 32 als auch mit einem innen
verzahnten Kranz 40 kämmt, während der andere mit einem inneren Zahnkranz 39 der
Buchse 13 im Eingriff steht. Der Zahnkranz 40 ist in der Platte 27 frei drehbar
gelagert, wird aber für gewöhnlich an relativer Drehung zu dieser Platte durch Sperrbolzen
41 gehindert. Diese sind radial verschiebbar in der Tragplatte 27 geführt und werden
durch Federn 42 in äußere Nuten 44 des Kranzes 4o gedrückt. Die Spannung der Federn
4ä kann man durch gerändelte Muttern 43 einstellen.
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Das Getriebe wirkt folgendermaßen: Beim Umlauf des Ritzels 32 werden
die Planetenräder 38 gezwungen, sich auf dem Zahnkranz 4o abzuwälzen, der seinerseits
durch die Sperrbolzen 41 mit dem Ständer des Motors 25 und der Buchse 14 verbunden
ist. Da der rechte Zahnkranz des Ritzels 38 einen etwas kleineren Teilkreisdurchmesser
hat als der linke Zahnkranz, treibt er die Buchse 13 relativ zum Zahnkranz
40 mit sehr geringer Geschwindigkeit an. Mithin bewirkt der Motor 25 eine relative
Verdrehung der beiden Zahnkränze 15 und 16.
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Sobald das Futter oder die Spannpatrone geschlossen ist und das Rohr
2i festhält, wird dadurch die Mutter 19 gegen eine weitere Verdrehung blokkiert.
Die Wucht des schnell umlaufenden Motorläufers würde dann mangels besonderer Vorkehrungen
die Teile gefährden. Um das zu verhindern, wird der Zahnkranz 4o durch die Sperrbolzen
41 nachgiebig festgehalten. Wenn nämlich nach Festspannen des Werkstücks die Buchse
13 gegen weitere Verdrehung relativ zur Buchse 14 und dem Ständer des Motors
25 blockiert wird, der Motorläufer aber weiter umläuft, kann dieser den Kranz
4o gegenüber dem Tragring 27 verstellen, wobei die schrägen Flanken der Nuten 44
die Sperrbolzen 41 entgegen
der Kraft der Federn 42 nach außen drücken.
Diese Sperrbolzen wirken daher als Sicherheitskupplung.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Weise abgeändert
werden. So wäre es z. B. möglich, die Mutter 19 durch den linken Zahnkranz 17 statt
durch den rechten Zahnkranz 18 anzutreiben. Auch könnte man die beiden Zahnräder
15 und 16 mit zwei Elementen eines Umlaufgetriebes verbinden, dessen drittes Element
durch den Spannmotor antreibbar ist. Solange dieser stillsteht, laufen dann die
Zahnräder 15 und 16 mit derselben Geschwindigkeit um, und durch den Antrieb des
Spannmotors wird dann eine relative Verdrehung der beiden Zahnräder herbeigeführt.