DE920647C - Spannfutter - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. NOVEMBER 1954

N 3110 Ib j4pa

Spannfutter

Die Erfindung bezieht sich auf Spannfutter, insbesondere für an beiden Enden gleichzeitig zu bearbeitende Werkstücke, wie z. B. Ventile für Verbrennungskraftmaschinen.

Zweck der Erfindung ist, den die Drehung des zu bearbeitenden Werkstückes bewirkenden angetriebenen Teil mit einem Spannfutter zu versehen, welches innerhalb des angetriebenen Teils eingeschlossen ist und welches das Werkstück so erfassen kann, daß es während der gleichzeitigen Bearbeitung seiner aus dem angetriebenen Teil auf beiden Seiten herausragenden Enden keinerlei Verformung und Relativbewegung erfährt.

Gemäß der Erfindung weist das Spannfutter zwei Sätze von gegen das Werkstück bewegbaren Spannzangen mit Schrägflächen sowie zwei mit ihnen zusammenarbeitende Buchsen mit entsprechenden Schrägflächen und eine in axialer Richtung des Spannfutters bewegbare Spannmuffe auf, durch deren Bewegung Druckkörper zwischen die Buchsen bewegbar sind, um sie voneinander und damit die Spannzangensätze unter Vermittlung der Schrägflächen in die am Werkstück angreifende Stellung zu bewegen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das sich auf die Herstellung von Ventilkörpern bezieht, die auf ihrem Schaftteil eingespannt und an ihrem einen Ende mit einer Ventilsitzfläche und an dem anderen Ende gleichzeitig mit Nuten versehen werden.

Fig. ι ist ein Querschnitt einer Einspindelmaschine, welche ein angetriebenes Zahnrad wiedergibt, in welchem ein Ventilstangenfutter angeordnet

ist, und bei welcher Werkzeuge strichpunktiert schematisch angedeutet sind, die die beiden Enden des Ventils bearbeiten;

Fig. 2 ist in vergrößertem Maßstab ein Querschnitt des angetriebenen Zahnrades, welcher die Futtereinrichtung in der Offenstellung mit einem in das Futter eingeführten Ventil wiedergibt;

Fig. 3 ist in vergrößertem Maßstab eine Teildarstellung des angetriebenen Zahnrades, welche ίο wiedergibt, wie das Ventil von der Futtereinrichtung erfaßt ist;

Fig. 4 ist eine Ansicht nach Linie 4-4 der Fig 3;

Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3.

In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die Herstellung von Ventilen Bezug genommen; es ist jedoch selbstverständlich, daß die Maschine leicht dazu verwendet werden kann, beide Enden eines beliebigen Werkstückes zu bearbeiten, z. B. Achsen, und daß der Hinweis auf Ventile nur zur Erläuterung der Erfindung dient.

In Fig. ι ist eine Futtereinrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben, welche in einem angetriebenen Zahnrad 11 angeordnet ist, das von einem Gestell 10 getragen und durch ein Antriebszahnrad 12 gedreht wird. Mehrere angetriebene Zahnräder können um das eine mittlere Antriebszahnrad angeordnet werden, um eine Mehrspindelmaschine zu schaffen, so daß die eine Futtereinrichtung mit einem Werkstück beschickt werden kann, während das Werkstück in einer anderen Futtereinrichtung maschinell bearbeitet wird. Das Antriebszahnrad 12 ist auf einer Antriebswelle 13 befestigt, welche durch beliebige, nicht dargestellte Mittel, z. B. durch einen Elektromotor, in Umlauf versetzt werden kann. Das angetriebene Zahnrad 11 wird drehbar so getragen, daß es sich mit dem Antriebszahnrad 12 dauernd im Eingriff und zwischen den Werkzeugen 14 und 15 befindet, die nur schematisch angedeutet sind. Das Werkstück 14 ist so angeordnet, daß es den Kopf 17 eines Ventils 16 bearbeitet, und das Werkstück 15 ist so angeordnet, daß es das Ende des Schaftes 18 des Ventils 16 bearbeitet.

Das angetriebene Zahnrad 11 trägt die Spanneinrichtung, welche das Ventil 16 festhält. Das angetriebene Zahnrad n, das in den Fig. 1 und 2 wiedergegeben ist, hat eine Breite, die kleiner als die Länge des Ventilschaftes ist, und kann als Gehäuse für die Spanneinrichtung bezeichnet werden. Dieses Gehäuse hat an seinem einen Ende einen Lagerteil 20 und einen Lagerteil 21 an seinem anderen Ende, zwischen denen Zahnradzähne 22 angeordnet sind, die mit den Zähnen des Antriebsrades 12 kämmen. Wälzlagerlaufringe 23 und 24 umgeben die Lagerteile 20, 21 und tragen sie in dem Gestell 10, wobei die Zähne. 22 zwischen den Wälzlagerlaufringen 23 und 24 angeordnet sind. In der Zeichnung sind die Verzahnung 22 und daher das angetriebene Zahnrad 11 so wiedergegeben, daß sein Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Wälzlagerlaufringe 23 oder 24 ist. Platten 25 sind an jeder Seite des Gestelles 10 durch Schrauben 26 befestigt. Diese Platten 25 legen sich gegen die Wälzlagerlaufringe 23 und 24 und halten sie in der richtigen Stellung in dem Gestell, um eine Axialbewegung des angetriebenen Zahnrades relativ zu dem Antriebszahnrad zu verhindern.

Eine Kappe 27 ist in den Lagerteil 20 und eine Kappe 28 in den Lagerteil 21 des angetriebenen Zahnrades 11 eingeschraubt. Die Kappe 27 hat einen Vorsprung 29, an den sich der Kopf des zu bearbeitenden Ventils abstützt. Auf der Innenseite dieser Kappe 27 befindet sich eine Innenschulter 30, welche im rechten Winkel zur Drehachse des angetriebenen Zahnrades angeordnet ist. Auf entsprechende Weise ist eine Innenschulter 31 auf der Innenseite der Kappe 28 angeordnet.

Eine erste Spannzange 35 ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und weist eine Fläche 36 auf, die an der Innenschulter 30 der Kappe 27 angreift. Eine zweite Spannzange 37 ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet und hat eine Fläche 38, welche an der Innenschulter 31 der Kappe 28 angreift. Wie 8g in Fig. 2 der Zeichnung wiedergegeben ist, werden diese Spannzangen 35 und 37 durch eine Schraubenfeder 39 voneinander und gegen ihre zugehörigen Innenschultern gedrückt. Eine der Spannzangen greift an dem einen Ende des Ventilschaftes an, und die andere der Spannzangen greift an dem anderen Ende des Ventilschaftes an, so daß jedes Ende des Ventilschaftes nahe dem Teil des Ventils, welches bearbeitet wird, eingespannt ist und bei dem ein Spanndruck von etwa 1260 kg ausgeübt wird. Es wurde gefunden, daß dieses Erfassen der beiden Enden des Ventilschaftes ein Drehen und eine Verformung des Schaftes verhindert.

Die Spannzangen 35 und 37 haben je eine konische Außenfläche 40 bzw. 41. Eine erste Spannbuchse 42 wird verschiebbar von der ersten Spannzange 35 getragen und hat eine kegelige Innenfläche 43, welche mit der konischen Außenfläche 40 der Spannzange 35 zusammenarbeitet. Eine Spannbuchse 44 wird auf ähnliche Weise verschiebbar von der zweiten Spannzange 37 getragen und weist eine kegelige Innenfläche 45 auf, die mit der kegeligen Außenfläche 41 der Spannzange 37 zusammenarbeitet. Diese Spann- oder Futterbuchsen 42 und 44 sind im Abstand voneinander angeordnet, wobei die Futterbuchse 42 eine Endfläche 46 und die Futterbuchse 44 eine Endfläche 47 aufweist, die gegenüber der Endfläche 46 liegt.

Wie in Fig. 3 und 5 der Zeichnung wiedergegeben ist, kann eine Mehrzahl von Kugeln 48 zwischen diese Endflächen 46 und 47 eingeführt oder hineingedrückt werden, um die Futterbuchsen 42 und 44 voneinander zu verschieben, wodurch, bewirkt wird, daß die Spannzangen 35 und 37 die beiden Enden des Ventilschaftes 18 oder ein beliebiges anderes darin befindliches Werkstück erfassen. Es wurde weiterhin gefunden, daß der Greifdurchmesser der beiden Spannzangen gesteuert werden kann, indem die Kappe 28 in das Gehäuse hinein- oder aus ihm herausgedreht wird, wodurch der Abstand zwischen der Innenschulter 30 an der Kappe 27 und der

Innenschulter 3i an der Kappe 28 entweder vergrößert oder verkleinert wird. Wenn der Abstand zwischen den Schultern vergrößert wird, wird die Feder 39 den Abstand der Spannzangen 35 und 37 voneinander vergrößern, und die Federspannung in den Spannzangen 35 und 37 bewirkt, daß sie sich auf einen größeren Greifdurchmesser ausdehnen.

Da die Endflächen 46 und 47 der Futterbuchsen stets im Abstand voneinander und gegeneinander geneigt angeordnet sind, wird ein Eindringen der Kugeln zwischen ihnen bewirken, daß der Abstand der Buchsen voneinander vergrößert wird und dadurch die Spannzangen in radialer Richtung gegen das Werkstück oder den Ventilschaft gepreßt werden. Es ist daher ersichtlich, daß die Spannzangen 35 und 37 den Ventilschaft dadurch ergreifen, daß sie in radialer Richtung auf den Ventilschaft zusammengedrückt werden. Wenn die Spannzangen in

ao radialer Richtung auf den Ventilschaft zusammengedrückt werden, wird ihr axialer Abstand durch die Innenschultern 30 und 31 begrenzt, so daß die Spannzangen nicht das Bestreben haben, den Ventilschaft zu verlängern.

Die Kappe 28 ist mit einer Verriegelungsschraube 49 versehen, und das Ende des Lagerteiles 21 ist mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 50 versehen, welche mit dem Kopf der Verriegelungsschraube 49 zusammenarbeiten, um die Kappe 28 in dem Lagerteil 21 zu verriegeln, nachdem sie in das Gehäuse auf die richtige Entfernung eingeschraubt worden ist, um den gewünschten Abstand zwischen den Innenschultern 30 und 31 zu schaffen.

In den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen ist ein Körper 51 wiedergegeben, welcher in das Antriebszahnrad 11 verschiebbar eingeführt ist. Dieser Körper 51 hat eine innere Nockenfläche 52, welche an den Kugeln 48 angreift, um sie zwischen die Endflächen 46 und 47 der Spannfutterbuchsen 42 und 44 zu drücken. Der Körper 51 ist um die Futterbuchsen verschiebbar angeordnet und gleitet in axialer Richtung des angetriebenen Zahnrades. Die Nockenfläche 52 hat an einem Ende des Körpers 51 einen größeren Radius als an dem anderen Ende,

♦5 so daß, wenn der Körper 51 in die Offenstellung verschoben wird, wie in Fig. 2 wiedergegeben ist, die Kugeln 48 nicht zwischen die Futterbuchsen 42 und 44 gedrückt werden. Wenn jedoch der Körper

51 in die Schließstellung verschoben wird, wie in Fig. 3 wiedergegeben ist, drückt die Nockenfläche

52 die Kugeln 48 zwischen die Spannfutterbuchsen 42 und 44, wodurch die Spannzangen veranlaßt werden, den in sie eingeführten Ventilschaft zu erfassen. Da der Körper 51 vollständig innerhalb des angetriebenen Zahnrades 11 eingeschlossen ist, sind von der Kappe 27 getragene Antriebszapfen 53 und von der Kappe 28 getragene Antriebszapfen 54 vorgesehen, um zu ermöglichen, daß der Körper vor und zurück verschoben werden kann. Da die Zapfen 53 eine Länge aufweisen, welche gleich der Dicke der Kappe 27 ist, ist die Kappe mit einer Ausnehmung 55 versehen, so daß die Zapfen 53 hin und her bewegt werden können, ohne die Maschine anzuhalten. Die Zapfen sind stets innerhalb der Außenfläche der Kappe 2j angeordnet und werden daher nicht durch das Werkzeug 14 beschädigt.

Es wurde gefunden, daß einige wenige 100 kg Druck auf diese Antriebszapfen 53 und 54 veranlassen, daß ein Spanndruck von etwa 1260 kg auf das eingespannte und zu bearbeitende Werkstück ausgeübt wird. Dieser Greifdruck gilt für eine Maschine, die für die Bearbeitung von Ventilen gedacht ist. Selbstverständlich können Futtereinrichtungen verschiedener Größen ausgeführt werden, die beliebig verschiedene Spanndrücke auf das Werkstück ausüben können.

Die Erfindung ist in der Beschreibung nur als Ausführungsbeispiel wiedergegeben, und es können daher zahlreiche Änderungen an den Einzelheiten der Ausführung und der Anordnung der Teile vorgenommen werden, ohne daß dadurch die Erfindung umgangen wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spannfutter, insbesondere für an beiden Enden gleichzeitig zu bearbeitende Werkstücke,

z. B. Ventile für Verbrennungskraftmaschinen, go dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter zwei Sätze von gegen das Werkstück bewegbaren Spannzangen (35, 37) mit Schrägflächen (40 bzw. 41) sowie zwei mit ihnen zusammenarbeitende Buchsen (42 bzw. 44) mit entsprechenden Schrägflächen (43 bzw. 45) und eine in axialer Richtung des Spannfutters bewegbare Spannmuffe (51) aufweist, durch deren Bewegung Druckkörper (48) zwischen die Buchsen (42 bzw. 44) bewegbar sind, um sie voneinander und damit unter Vermittlung der Schrägflächen (40, 41 bzw. 43, 45) die Spannzangensätze in die am Werkstück angreifende Stellung zu bewegen.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzangensätze (35,

37) und die Buchsen (42 bzw. 44) jeweils gegenläufig verlaufende Schrägflächen aufweisen.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkörper Kugeln (48) dienen, die in einen von den inneren Endflächen (46, 47) der Buchsen (42, 44) gebildeten und sich nach innen verengenden Spalt durch eine sich axial verjüngende Steuerfläche (52) in der Spannmuffe (51) radial verschiebbar sind.

4. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Sätze Spannzangen (42, 44) mit Schultern (36 bzw. 38) versehen sind, welche mit an einstellbaren, Vorzugsweise drehbaren Kappen (27, 28) vorgesehenen Schultern (30 bzw. 31) zusammenarbeiten, um den Greifdurchmesser der Spannzangen (35, 37) regelbar zu verändern.

5. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmuffe (51)

an beiden Enden mit Steuerzapfen (53, 54) versehen ist, mittels deren die Spannmuffe (51) von außen her axial verschiebbar ist.

6. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter in

einem Maschinengestell drehbar gelagert und sein Gehäuse (20) mit einer Außenverzahnung (ii, 22) versehen ist, welche mit einem im Gestell drehbar gelagerten Antriebszahnrad (12) kämmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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