DE970877C - Vorrichtung zum Feststellen der axial verschiebbaren Arbeitsspindelhuelse einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. NOVEMBER 1958

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der axial verschiebbaren Arbeitsspindelhülse einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Bohr- und Fräsmaschine, mittels einer aus einem Stück bestehenden geschlitzten Ringschelle, die in einer ihrer Form angepaßten Aussparung des Spindelstockes um die Spindelhülse herum angeordnet ist und durch eine in dem Spindelstock gelagerte, auf ihre Spannlappen einwirkende Spannschraube mit der Spindelhülse radial verklemmt wird.

Durch die Erfindung sollen Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und Fräsmaschinen, verbessert werden, bei denen die Arbeitsspindel drehbar in einer Hülse befestigt ist, die im Spindelstock in axialer Richtung verschiebbar ist. Diese axiale Bewegung soll das Werkzeug entweder an das Arbeitsstück bringen oder von diesem abheben und gestattet dessen Vorschub bei allen Arbeitsvorgängen, bei denen eine axiale Verschiebung der Spindel erforderlich ist.

Gewisse Arbeiten, vor allem Fräsarbeiten, wie beispielsweise Plan- und Nutenfräsen von Werkstücken, werden durch eine Verschiebung des Tisches auf seinen Gleitschienen ausgeführt, die senkrecht zur Achse der Arbeitsspindel verlaufen. Die Spindel wird in einem vorbestimmten Abstand oberhalb des Tisches axial festgeklemmt. Diese Festklemmung muß genügend kräftig sein, um den

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axialen Druck des Werkzeuges während der Arbeit auszuhalten.

Es ist bekannt, daß das Fräsen durch den nacheinander erfolgenden Eingriff der Zähne in das Arbeitsstück Schwingungen hervorruft, die die Güte der Arbeit sehr beeinträchtigen. Diese Schwingungen nehmen mit dem Schneidedruck und der Ausladung des Werkzeuges außerhalb des Spindelstockes stark zu.
to Bei Fräsarbeiten ist es daher erforderlich, eine starre Befestigung der Spindelhülse zu gewährleisten und die Ausladung des Werkzeuges auf den geringstmöglichen Betrag herabzusetzen, um diese Schwingungen zu unterdrücken und die bestmögliehe Leistung zu erzielen.

Außerdem ist es für Arbeiten von hoher Genauigkeit, z. B. bei einer Lehrenbohr- und Fräsmaschine, sehr wichtig, daß die Lage der Spindel in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück sich nicht verändert und die Spindelhülse nach ihrer vorherigen sehr genauen Einstellung durch das Festklemmen nicht verschoben wird. Diese Lageveränderung beim Feststellen der Spindelhülse tritt aber bei Vorrichtungen auf, die aus einer gewöhnliehen, am Spindelstock angebrachten Spannschraube bestehen, die die Spindelhülse unmittel-' bar mit dem Spindelstock verklemmt, wobei eine leichte Dezentrierung unvermeidbar ist.

Es ist eine Anordnung bekannt, bei der die Spindelhülse durch eine um sie gelegte und in einer Aussparung des Spindelstockes gelagerte Ringschelle sowie eine die Ringschelle festklemmende tangentiale Spannschraube verriegelt wird. Die Spannschraube wirkt auf entsprechende Spannlappen der Ringschelle ein und verklemmt letztere radial mit der Spindelhülse. Um die Wirkung des radialen Spiels auszuschalten, das die Spindelhülse notwendigerweise zur freien Verschiebung im Spindelstock haben muß, ist es jedoch notwendig, daß eine derartige Ringschelle bei der Verriegelung gleichzeitig selbst in ihrem Lager festgeklemmt wird. Erst dann ist es möglich, eine einwandfreie Verriegelung mit vollkommener Zentrierung zu erreichen. Diese Aufgabe wird erst durch die vorliegende Erfindung gelöst, die eine wesentliche Verbesserung der eben erwähnten, bekannten Vorrichtung vorschlägt.

Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, neben der radialen Verklemmung der Spindelhülse eine gleichzeitige axiale Klemmwirkung zu erzielen, was bereits an Bohrspindelhülsen zum Zweck der Benutzung der Spindel als Frässpindel verwirklicht wurde.

In einer bekannten Anordnung erfolgt dabei die Verspannung der Spindelhülse mittels einer eine äußere Konusfläche aufweisenden Klemmhülse, die in einem Innenkonus des Spindelstocks verschiebbar gelagert ist. Beim Nachstellen der Klemmhülse, etwa durch eine Überwurfmutter, tritt gleichzeitig eine axiale und radiale Klemmung der Spindelhülse ein.

Es ist ferner bei Radialbohrmaschinen bekannt, die Außensäule, die den Ausleger trägt, drehbar auf einer festen Innensäule anzuordnen und in der gewünschten Winkelstellung mittels eines geschlitzten; die Außensäule umschließenden, konischen Klemmrings festzustellen, wobei die Außensäule und vorzugsweise auch die Tnnensäule, paarig angeordnete konische Klemmflächen aufweist, und unter Zuhilfenahme eines in den konischen Klemmring eingelegten, ebenfalls konisch ausgebildeten Spreizrings eine radial und axial gerichtete Klemmwirkung erzielt wird.

Demgegenüber bezieht sich die Erfindung, wie bereits einleitend erwähnt, auf eine Vorrichtung zum Feststellen einer axial verschiebbaren Spindelhülse. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, daß die Spannlappen der Ringschelle schräg zur Richtung der Spindelachse verlaufende, ebene Flächen aufweisen und daß wenigstens ein Keil mit entsprechenden Gegenflächen in der Aussparung des Spindelstockes angeordnet ist, der beim radialen Verklemmen der Ringschelle mit der Spindelhülse die erstere auch axial mit dem Spindelstock verklemmt.

Durch diese Ausbildung wird es möglich, die genannte kombinierte radiale und axiale Verklemmung einer verschiebbaren Spindelhülse im Spindelstock auch mit einer Ringschelle zu ermöglichen. Ferner wird die Wirkung ohne jede Verwendung konischer Klemmflächen erreicht. Die verwendeten Klemmelemente weisen lediglich ebene Flächen auf und zeichnen sich daher durch ihre einfache Herstellbarkeit aus.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und eine Variante desselben. Es zeigt

Fig. ι eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Lehrenbohrmaschine,

Fig. 2 die Ansicht eines Teiles dieser Maschine mit einem Schnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt entsprechend der Linie IH-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer Variante dieser Ausführungsform und

Fig. 5 einen waagerechten Schnitt entsprechend der Linie V-V in Fig. 4.

Das untere Ende des Spindelstockes der dargestellten Maschine ist mit 1 bezeichnet. Ein Gehäuse 2, das fest mit dem Spindelstock 1 verbunden ist und eine Verlängerung desselben bildet, hat in seinem Inneren eine kreisförmige Aussparung 3 für eine Ringschelle 4, die mit leichtem Spiel die Spindelhülse 5 umgibt, in der die Spindel .6 drehbar befestigt ist. Die beiden Spannlappen bildenden Enden 4a und 46 der Ringschelle 4 gleiten in einem Teil 7 der Aussparung 3, der eine tangentiale Führung bildet. Die Spannlappen 4a und \b der Ringschelle 4 haben schräg zur Richtung der Spindelachse liegende Flächen 8 a und 8&, die mit entsprechenden Gegenflächen ga, gb zweier in der Führung 7 gelagerter Keile 10 α und iob zuammenarbeiten.

Die Spannlappen"4a und 4b sowie der Keil lob sind mit einer Öffnung versehen, die den freien

Durchgang einer Spannschraube 12 gestattet. Das Ende der Spannschraube ist mit einem Gewinde 12a versehen, das sich in den Keil 10 α einschraubt. Die Schraube 12 besitzt eine Schulter 12 b, die sich gegen die äußere Fläche 13 des Keiles 10b abstützt. Der glatte zylindrische Teil der Schraube, der eine Fortsetzung der Schulter 12 & darstellt, wird in einer öffnung 14 des Gehäuses 2 gehalten. Die Schraube besitzt außerdem einen Handgriff 15.

Bei Drehung des Handgriffes 15 in der einen Richtung üben die Keile ioa und iob einen Druck auf die Spannlappen 4a und 4b der Ringschelle 4 aus und klemmen damit die Spindelhülse 5 fest. Durch das Gleiten der schrägen Flächen 8 a und 8 b auf den Gegenflächen ga und gb wirken gleichzeitig axiale Kräfte zwischen den oberen und den unteren Wänden der Führung 7, so daß beim radialen Verklemmen der Ringschelle 4 mit der Spindelhülse 5 die Ringschelle 4 gleichzeitig· auch axial mit dem Spindelstock verklemmt wird.

Beim Drehen des Handgriffes 15 in der anderen Richtung werden die Spannlappen 4a und 4b der Ringschelle wieder freigegeben. Die Ringschelle 4 öffnet sich infolge ihrer Elastizität und gibt die Spindelhülse frei. Die Elastizität der Ringschelle 4 reicht normalerweise aus, um eine besondere Rückstellfeder in dem Raum 16 zwischen den beiden Spannlappen 4a und 4b zu erübrigen.

Die Lage des Gehäuses 2 an dem unteren Ende des Spindelstockes 1 verringert den Überhang des Werkzeuges während des Festklemmens der Spindelhülse auf einen minimalen Betrag und trägt so dazu bei, die beim Fräsen entstehenden Vibrationen zu vermindern.

In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 ist nur ein einziger Keil 17 vorhanden, der zwei schräge Flächen 18a und 18b besitzt und zwischen den Spannlappen bildenden äußeren Enden 19 a und 19b mit den schrägen Flächen 20a und 20 & der mit 19 bezeichneten Ringschelle angeordnet ist. Die Spannschraube 12 schraubt sich in ein Gewinde ein, das im Spannlappen 19 a der Ringschelle 19 vorgesehen ist, und stützt sich an ihrem anderen Ende gegen eine Außenfläche 21 des Spannlappens 19 & der Ringschelle 19 ab. Die Arbeitsweise entspricht genau der der ersten Ausführungsform.

Claims (3)

1. PAT E NTA N S P R 0 C H E:

   ι. Vorrichtung zum Feststellen der axial verschiebbaren Arbeitsspindelhülse einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Bohr- und Fräsmaschine, mittels einer aus einem Stück bestehenden geschlitzten Ringschelle, die in einer ihrer Form angepaßten Aussparung des Spindelstocks um die Spindelhülse herum angeordnet ist und durch eine in dem Spindelstock gelagerte, auf ihre Spannlappen einwirkende Spannschraube mit der Spindelhülse radial verklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannlappen (4a, 4b) der Ringschelle (4) schräg zur Richtung der Spindelachse verlaufende ebene Flächen (8 a, 8 b bzw. 20 a, 20 b) aufweisen und daß wenigstens ein Keil (10 α, ίο & bzw. 17). mit entsprechenden Gegenflächen (ga, gb bzw. 18α, i8b) in der Aussparung (3, 7) des Spindelstocks angeordnet ist, der beim radialen Verklemmen der Ringschelle (4) mit der Spindelhülse (5) die erstere (4) auch axial mit dem Spindelstock verklemmt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (8 a, 8 b) außen an den Spannlappen (4a, 4b) angeordnet sind und je ein Keil (ioa, 10 b) an ihnen anliegt, und die Spannschraube (12) sich in den einen Keil (ioa) einschraubt und sich mit einer Schulter (12 b) gegen den anderen Keil (10 b) abstützt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (20 a, 20 b) innen an den Spannlappen (19, 19 b) angeordnet sind und ein mit zwei Schrägflächen (18a, 18 b) versehener Keil (17) zwischen den Spannlappen liegt und die Spannschraube (12) sich in den einen Spannlappen (19a) einschraubt und mit einer Schulter gegen den anderen Spannlappen (19 b) abstützt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 457701, 465533,

   718199; Hütte, Taschenbuch für Betriebsingenieure,

   3. Auflage, 1929, S. 1074.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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