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Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur
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Halterung eines çerkstückes auf Arbeitsmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung eines Werkstückes
auf Arbeitsmaschinen mit drei in einer Ebene liegender und in einem Gehäuse eingesetzter,
auf das Werkstück zentrisch einwirkender Halteglieder, die von Hand oder mittels
einer Servoeinrichtung, beispielsweise durch einen von Druckmittel beaufschlagbaren
Kolben gemeinsam betätigbar sind, von denen das mittlere Halteglied mit einem fest
an diesem angebrachten Verstellglied versehen ist, durch das die beiden äusseren
radial verschiebbar geführten Halteglieder verstellbar sind.
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Zur Halterung von Werkstücken mit grossem Schlankheitsgrad auf Drehmaschinen
sind verschiedene Lünettenausführungen bereits bekannt. Bei einer dieser Auf spanneinrichtungen
sind zwei der Halteglieder als spiegelbildlich zueinander angeordnete, schwenkbare
Winkelhebel ausgebildet und zum Anstellen des dritten Haltegliedes ist ein in bezug
auf das Werkstück radial beweglicher Teil vorgesehen, an dem das dritte Halteglied
unmittelbar angeordnet und auf dem zur zwangläufigen Verbindung der Halteglieder
ein Verstellglied in Form eines Prismas angebracht ist,
das mit
den freien Enden der Winkelhebel in Verbindung steht (DT-GM 1 968 408). Die mit
den freien Enden der Winkelhebel zusammenwirkenden Steuerflächen des Prismas sind
bei dieser Konstruktion konkav gekrümmt, derart, dass die Verstellbewegungen des
Verstellgliedes auf die Winkelhebel ohne Verlagern der Werkstückachse stets einen
gleichbleibenden Abstand der Spannteile von der Werkstück- und Spannachse sichern.
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Diese Ausgestaltung einer Aufspanneinrichtung hat sich in der Praxis
zwar außerordentlich gut bewährt und diese Lünette wird mit großem Brfflg zur Halterung
von Werkstücken auf Drehmaschinen angewandt, der für die Herstellung der konkav
gekrümmten Steuerflächen erforderliche Arbeits- und Fertigungsaufwand ist jedoch
erheblich, so daß die Herstellkosten hoch sind und somit ein Einsatz nur auf hochwertagen
Arbeitsmaschinen wirtschaftlich ist. Auch ändert sich insbesondere bei größeren
Verstellbereichen, da die beiden äusseren Halteglieder verschwenkbar angeordnet
sind und der Winkel zwischen den Wirkungslinien der drei Halteglieder je nach Schwenkstellung
verändert wird, deren Lage in bezug auf das Werkstück, so daß dieses mitunter durch
das mittlere Halteglied aus der Mitte gedrückt wird. Fertigungsungenauigkeiten sind
in diesem Fall die tolge.
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Aus dem DT-GM 1 968 408 ist des weiteren eine andersartige Ausführungsform
bekannt, bei der das mittlere Halteglied mit einem fest an diesem angebrachten Verstellglied
versehen ist, durch das die beiden uusseren radial verschiebbar geführten Halteglieder
verstellbar sind. Diese Ausgestaltung ist jedoch nicht selbstzentrierend, so daß
diese Aufspanneinrichtung,wenn ülierhaupt, nur für jeweils einen bestimmten Werkstückdurchmesser
verwendbar und deren Einsatzbereich somit gering ist.
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Aufgabe der Erfindung ist demnach, eine Einrichtung zum Aufspannen
und/oder zur Halterung eines Werkstückes auf Arbeitsmaschinen der vorgenannten Art
zu schaffen, die äusserst einfach in der konstruktiven Ausgestaltung und damit wirtschaftlich
herzustellen ist und bei der die Nachteile der vorbekannten Aufspanneinrichtungen
ve24eichbarer Art nicht auftreten. Dabei soll vor allem erreicht werden, daß stets
eine exakte Selbstzentrierung des eingespannten Werkstückes und somit ein gleichbleibender
Abstand aller Halteglieder von der gemeinsamen Werkstückaclise gegeben ist und daß
der vorgewählte Winkel zwischen den einzelnen Haltegliedern einer Aufspanneinrichtung
immer gleich bleibt.
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Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Verstellglied
und/oder die beiden äusseren Halteglieder mit Schräglächen versehen sind, durch
die der Zustellweg des
mittleren Haltegliedes in gleich bemessene
Zustellbewegungen der äusseren Halteglieder umsetzbar ist.
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Angebracht ist es hierbei, das Verstellglied oder jedes der Halteglieder
jeweils mit einer Schrägfläche zu versehen und an dem anderen zugeordneten Teil
eine oder mehrere Rollen drehbar zu lagern, die mit der Schrägfläche zusammenwirken,
und das Verstellglied gabelförmig auszubilden, so daß an dessen Enden die mit den
Haltegliedern zusammenwirkenden Schrägflächen anzubringen oder die Rollen zu lagern
sind.
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Der Neigungswinkel der an den Haltegliedern und/oder dem Verstellglied
vorgesehenen Schrägflächen ist auf äusserst einfache Weise zeichnerisch mittels
eines gleichschenkligen Dreieckes bestimmbar, dessen gleiche Seiten in der Größe
und in der Lage den Zustellwegen des mittleren HaltegLiedes und eines äusseren Haltegliedes
entsprechen und dessen diese verbindenden Seiten in ihrer Lage der Neigung der vorzusehenden
Schrägfläche entspricht.
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Vorteilhaft ist es des weiteren, die beiden äusserbn Halteglieder
jeweils unter einem Winkel von gröber als 900 zu dem mittleren Halteglied,vorzugs#
ise unter einem Winkel von 1200 und spiegelbildlich zueinander,assuordnent und die
Führungen der äusseren Halteglieder durch in das Gehäuse eingearbeitete abgesetzte
Aussparungen zu bilden. Ausserdem sind die Halteglieder
an dem
dem Werkstück zugak hrten Ende zweckmässigerweise gabelförmig auszubilden und zwischen
den Gabeln sind jeweils eine oder mehrere Rollen drehbar zu lagern. Auch können
an dem dem Werkstück zugekehrten Enden der Halteglieder jeweils Stopfen aus selbstschmierendem
Material, z.B.
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Bronze, vorzugsweise mittels angefo.-mter Gewindebolzen verstellbar
eingesetzt werden, und die Halteglieder können, um die Anwendbarkeit der Aufspanneinrichtung
zu erhöhen, mit auswechselbaren Aufsatzbacken versehen werden.
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Eine gemäss der ErDindung ausgebildete Einrichtung zum Aufspannen
und/oder zur Halterung eines Werkstückes auf Arbeitsmaschinen zeichnet sich sowohl
durch einen einfachen konstruktiden Aufbau und damit durch eine wirtschaftliche
Herstellung als auch durch eine hohe Genauigkeit bei stets exakter Selbstzentrierung
aus, Werden nämlich das Verstellglied und/oder die beiden äusseren Halteglieder
mit unter einem zu best#mmenden Winkel geneigten Schräg£1ächon versehen, so daß
der Verstellweg des mittleren Haltegliedes in gleichbemessene Zustellbewegungen
umsetztb@r ist, werden alle Halteglieder gleichmässig zur Werkstückachse bewegt,
so daß der Abstand von der Werk-.':ückachse immer gleich bleibt. Und der vorgewählte
Winkel, unter dem die Halteglieder auf das Werkstück einwirken, wird durch Verstellbewegungen
ebenfalls nicht verändert. Bei einer ent prechenden Abstützung eines Werkstückes,
beispielsweise b i einer um 1200 versetzten Anordnung, der Halteglieder wird
somit
das Werkstück in keinem Fall aus der Mitte gedrückt.
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Des weiteren baut die vorschlagsgemässe Aufspanneinrichtung sehr schmal
und sie weist eine grosse Maulweite auf, so daß Werkstücke rasch und zuverlässig
eingelegt ! :w. eingespannt und auch im eingespannten Zustand durch das offene Maul
bearbeitet werden können. Da die Halteglieder mit Rollen oder Bronzeeinsätzii versehen
sein können, ist eine vorteilhafte Verwendbarkeit auch auf Schleifmaschinen möglich.
Durch Aufsatzbacken kann dabei mit einer Ausführungsform ein großer Spannbereich
beherrskht werden.
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Eine nahezu problemlose Herstellung der erfindungsgemässen Aufspanneinrichtung
ist, da keine Kurven zu schleifen und nur Geradführungen vorhanden sind, auf wirtschaftliche
Weise gegeben. Dennoch ist eine sehr starre Halterung der Halteglieder im Gehäuse,
das wiederum starr auf der Maschine be-Vestigt ist, gewährleistet, so daß Schwingungen
mit Sicherheit ausgeschlossen sind. Die vorschlagsgemäße Aufspanneinrichtung zeichnet
sich somit durch eine vielseitige Verwendbarkeit bei großer Haltbarkeit aus.
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Weitere Einzelheiten der Einrichtung zum Aufspannen und/oder zur Halterung
eines Werkstückes auf ArLjitsmaschinen sind dem in der Zeichnung dargestelltn Ausführungsbeispiel,
das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehnlen. Hierbei zeigt:
Fig.
1 : Eine Aufspanneinrichtung in Vorderansicht ohne Gehäuseplatte und teilweise im
Schnitt und Fig. 2 : eine Darstellung der geometrischen Ermittlung des Neigungswinkels
der Schrägflächen bei der Au-fspanneinrichtunq, nach Fiq. 1.
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Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Aufspanneinrichtung
zur Halterung eines Werkstückes 2 auf Arbeitsmaschinen besteht im wes ntlichen aus
drei in einem Gehäuse 11 eingesetzten und auf das Wertstück 2 zentrisch einwirkende
Halteglieder 12, 13 und 14, die durch eine an dem Gehäuse 11 angeflanschte Servoeinrichtung
3 betätigbar sind. Die Servoeinrichtung 3 besteht hierbei aus einem in einem Zylinder
4 eingesetzten und von Druckmittel beaufschlagten Kolben 5, dessen Kolbenstange
6 mit dem Halteglied 12 fest verbunden ist. Wird dem Druckraum 7 des Zylinders 4
Druckmittel zugeführt£ so wird das Halteglied 12 in der Verstellebene A bewegt und
somit gegen das Werkstück 2 qepresst. Und da an dem Halteglied 12 ein Verstellglied
15 angebracht ist, das mit den Haltegliedern 13 und 14 zusanimenwirkt, werden auch
diese zentrisch in den durch B und C gekennzeichneten Ebenen zugestellt.
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Damit die Zustellbewegungen der Halteglieder 13 und 14 vollkommen
gleich sind der Zustellbewegung dt Haitegliedes 12, sind an dem gabelförmig ausgebildeten
Verstellglied 15 an dessen Enden Schrägflächen 16 und 17 angebracht und die Halteglieder
13
und 14 sind ebenfalls mit in gleicher Weise geneigten Schrägflächen 18 und 19 versehen,
die aneinander anliegen.
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Die Ermitt -# un# des Winkels .7Xlunter dem die Schrägflächen 16,
18 bzw. 17, 19 zu den unter einem Winkel 4 zu dem mittleren Halteglied 12 angeordneten
Führungen 23 und 24 der Halteglieder 13 und 14 geneigt sind, ist gemäss Fig. 2 zeichnerisch
derart durchzuführen, daß aus den gleichen Zustellwegen X des mittleren Haltegliedes
12 bzw. des Verstellgliedes 15 und eines der äusseren Halteglieder 13 oder 14 ein
gleichseitiges Dreieck gebildet wird. Und die Vvbindungslinie der beiden Dreieckseiten
X, die auch in ihrer Anordnung den Zustellwegen entsprechen, ergibt den NeigungswinkeloC
dtr Schrägflächen 16, 18 bzw. 17, 19.
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Die Neigung der Führungen 23 und 24, die als in das Gehäuse 11 eingearbeitete,
abgesetzte Ausnehmungen,als Schwalbenschwanzführungen oder in ähnl. Weise auszubilden
sind, unter dem Winkels zu dem mittleren Halteglied 12 kann gegebenenfalls für jede
Seite frei gewählt werden, zweckmässig ist es jedoch, diese spiegelbildlich und
unter einem Winkel ß von 1 anzuordnen.
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Um die Reibung an den zusammenwirkenden Schrägflächen zu mindern,
können, wie es strichpunktiert in Fig. 1 eingezeichnet ist, an den Enden des Verstellgliedes
15 auch Rollen 25 und 26 angebracht
sein, die mit den SchrägE hen
18 und 19 der Ilalteglieder 13 und 14 zusammenwirken.
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Die Halteglieder 12, 13 und 14 sind an ihren dem Werkstück 2 zugekehrten
Enden jeweils als Gabel 27, 28 und 29 ausgebildet, in denen Rollen 20, 21 und 22
drehbar gelagert sind. Auf diese Weise wird ebenfalls das Betriebsverhalten der
Aufspanneinrichtung 1 günstig beeinflusst. Anstelle der Rollen 20, 21 und 22 können
aber auch, wie es bei dem Halteglied 14 strichpunktiert eingezeichnet ist, Stopfen
30 aus selbstschmierendem Material z. B. Bronze vorgesehen werden. Mittels eines
Gewindeansatzes 31 können die Stopfen 30 in die Halteglieder eingeschraubt werden,
so daß eine Zustellung ohne weiteres möglich ist. Ausserdem können, wie es bei dem
Halteglied 13 ebenfalls strichpunktiert eingezeichnet ist, unterschiedlich groß
bemessene Aufsatzbacken 32 an den Haltegliedern 12, 13 und 14 angebracht werden.
Durch Auswechseln der Aufsatzbacken 32 kann somit der Spannbereich der Aurspanneinrichtung
1 erheblich erweitert werden.
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L e e r s e i t e