DE2104904B2

DE2104904B2 - Spannvorrichtung fuer drehmaschinen u.dgl. werkzeugmaschinen mit schnellwechsel der aufsatzspannbacken

Info

Publication number: DE2104904B2
Application number: DE19712104904
Authority: DE
Inventors: Erhard 4811 Ubbedissen Schalles
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: SMW Schneider and Weisshaupt GmbH
Priority date: 1971-02-03
Filing date: 1971-02-03
Publication date: 1973-09-06
Also published as: FR2125100A5; US3744125A; GB1341675A; DE2104904C3; IT949397B; DE2104904A1

Description

(20) entsprechenden Lage satzweise festlegbar io bevorzugt für kleinere Losgrößen zum Einsatz komsind und daß in den Außenflächen der Grund- men und demzufolge oft umgerüstet werden müssen, backen Längsnuten (9) vorgesehen sind, deren ergibi sich die Forderung nach schneller Auswechs-Seitenflächen unterbrochene Längsrippen, Spitz- lung der Werkstück-Spannvorrichtung,
verzahnungen od. dgl. (11) aufweisen, während Bei rechnergesteuerten Werkzeugmaschinen werdie Aufsatzspannbacken (1) rückseitig mit seltli- 15 den vielfach mehrere Maschinen zu einer Bearbeichen Längsrippen, Spitzverzahnungen od. dgl. (6) tungseinheit verkettet und mittels einer Optimieversehene Paßfedern (4) tragen, die in einer vor- rungsstrategie gleichmäßig ausgelittet. Diese Verketbestimmten Stellung der Grundbacken in die tung hat einen häufigen Wechsel der Bearbeitungs-Längsnuten (9) einführbar, durch Radialbewe- programme an den einzelnen Maschinen zur Folge, gung der Grundbacken (8) formschlüssig mit die- 20 Dieser Programmwechsel wird vom Rechner gesteusen kuppelbar und durch in den Grundbacken (8) ert und erfordert häufig ebenfalls ein schnelles Ausabgeloderte Bolzen (15) formschlüssig mit den wechseln der Werkstück-Spannvorrichtung.
Grundbacken (8) verriegelbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Spannvorrichtung zu schaffen, die ein schnelles gekennzeichnet, daß uin Maschinenständer ein in as selbsttätiges Auswechseln der Aufsatzspannbacken Richtung der Arbeitsspindelachse verschiebbares von kraftbetätigten Werkstückspannfuttern mit im Magazin (28) zur Aufnahme mehrerer Paletten Futterkörper radial bewegbaren Grundbacken er-

(21) sowie ^:tie Plattenübergabeeinrichtung vor- möglicht.

gesehen ist, die zwei auf einer in Richtung der Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsge-Arbeitsspindelachse axial verschiebbaren Welle 30 maß darin, daß die Aufsatzspannbacken auf mit festsitzende Schwenkarme (32^s mit je einem Plat- Führungsleisten und Durchbrüchen versehenen Patengreifer (34) aufweist. letten in einer den Grundbacken des Spannfutters

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch entsprechenden Lage satzweise festlegbar sind und gekennzeichnet, daß in den für den Eingriff der daß in den Außenflächen der Grundbacken Längsnu-Verriegelungsbolzen (15) vorgesehenen Bohrun- 35 ten vorgesehen sind, deren Seitenflächen unterbrogen (13) der Aufsatzspannbacken (1) und der chene Längsrippen, Spiizverzahnungen od. dgl. auf-Paßfedern (4) Bolzen (18) begrenzt axial ver- weisen, während die Aufsatzspannbacken rückseitig schiebbar gelagert sind. mit seitlichen Längsrippen, Spitzverzahnungen

4. Spannvorrichtung nach Anspruch I und 2, od. dgl. versehene Paßfedern tragen, die in einer vordadurch gekennzeichnet, daß jeder Palettengrei- 40 bestimmten Stellung der Grundbacken in die Längsfer aus einem halbringförmigen Bügel (34) mit nuten einführbar, durch Radialbewegung der Grundzwei darin angeordneten, sich diametral gegen- backen formschlüssig mit diesen kuppelbar und überliegenden Greiffingern (36) besteht und die durch in den Grundbacken abgefederte Bolzen formvorzugsweise kreisrunden Paletten (21) am Um- schlüssig in den Grundbacken verriegelbar sind.

fing mit je zwei ;ich diametral gegenüberliegen- 45 Bei programm- oder rechnergesteuerten Werk-

den Aussparungen (41) für den Eingriff der Fin- zeugmaschinen werden am Maschinenständer ein in

ger (36) versehen sind. Richtung der Arbeitsspindelachse verschiebbares

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Magazin zur Aufnahme mehrerer Platten sowie eine gekennzeichnet, daß jede Palette (21) drei um Plattenübergabeeinrichtung vorgesehen, die zwei auf 120° gegeneinander versetzte Aussparungen (23) 50 einer in Richtung der Arbeitsspindelachse axial verfür den Eingriff der Aufsatzspannbacken (1) so- schiebbaren Welle festsitzende Schwenkarme mit je wie drei Paar parallel zueinander verlaufende einem Plattengreifer aufweist. Dabei erfolgt die Führungsleisten (22) für die Aufsatzspannbacken Steuerung der Bewegungen des Plattenmagazins und (1) aufweist. der Übergabeeinrichtung von der Maschinensteue-

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 55 rung aus.

gekennzeichnet, daß in den auf den Palellen (21) Durch die Übergäbeeinrichtung wird jeweils eine befestigten Führungsleisten (22) Kugelrasten (24) mit einem Satz Aufsatzspannbacken bestückte Paangeordnet sind und die Aufsatzspannbacken (1) lette aus dem Magazin entnommen und vor das an ihren Seitenflächen keilförmige Längsnuten Spannfutter bewegt, dessen Grundbacken sich in der (27) für den Eingriff der Kugelrasten (24) auf- 60 »LOS«-Stellung befinden. Dann wird die Übergabeweisen, einrichtung mit der Palette axial in Richtung zum

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, Spannfutter bewegt, so daß die auf der Palette bedadurch gekennzeichnet, daß in den Paletten (21) findlichen Aufsatzspannbacken mit den Grundbak-Federbolzen (37) zum Eingriff in die Bohrungen ken des Futters in Eingriff kommen. Anschließend (13) der Aufsatzspannbacken (1) vorgesehen und 65 führen die Grundbacken des Spannfutters einen im Bereich der Federbolzen (37) Rückmelde- Spannhub aus, wodurch zunächst die formschlüssige schalter (40) angebracht sind. Verbindung zwischen Aufsatz- und Grundbacken

und am Ende des Spannhubes das selbsttätige Ver-

riegeln der Aufsatzspannbacken mit den Grundbakken erfolgt.

Es ist zwar schon eine Einrichtung zum Auswechseln der Aufsatzspannbacken von kraftbetätigten Werkstückspannfuttern bekannt (französische Auslegeschrift 2 034 655), jedoch hat diese bekannte Einrichtung den Nachteil, daß das Auswechseln der Aufsatzspannbacken einzeln und von Hand erfolgen muß und somit verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nimmt, zumal dazu auch ein gewisser Kraftaufwand erforderlich ist. Außerdem ist durch die bei dieser bekannten Einrichtung vorgesehene kraftschlüssige Verbindung keine exakte Lagegenauigkeit der Aufsatzspannbacken gegenüber den Grundbakken gewährleistet.

Ferner ist ein programmierbares Spannfutter für numerisch gesteuerte Maschinen bekannt, bei dem die Aufsatzspannbacken auf den Grundbacken in radialer Richtung verstellbar, d. h. auf einen anderen Spannbereich einstellbar sind. Ein satzweises Auswechseln der Aufsatzspannbacken und damit ein Anpassen an eine andere Werkstückform ist bei diesem bekannten Spannfutter nicht möglich.

Schließlich ist auch schon eine Werkzeugwechselvorrichtung mit einem Magazin und einer Übergabeeinrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 3 344 511), bei der zwischen dem Magazin und der Übergabeeinrichtung noch eine Transportvorrichtung vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines in Richtung der Arbeitsspindelachse verschiebbaren Magazins erübrigt sich die Anordnung einer Transporteinrichtung zwischen Magazin und Übergabeeinrichtung. Außerdem erübrigt sich ein Wenden der Paletten, weil die Paletten der Übergabeeinrichtung lagegerecht präsentiert werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht einer mit einer erfindungsgemäßen Schnellwechseleinrichtung ausgestatteten Einspindel-Drehmaschine,

F i g. 2 eine Teilansicht der Frontseite der Maschine nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Aufsatzspannbacke im Längsschnitt,

F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine der in einem Spannfutterkörper angeordnete Grundbacke,

F i g. 6 eine Ansicht der im Futterkörper angeordneten Grundbacke in Richtung A (F i g. 5),

F i g. 7 einen parallel zur Frontseite des Spannfutters verlaufenden Teilschnitt durch den Futterkörper mit darin angeordneter Grundbacke und in diese eingeführter Aufsatzspannbacke vor dem formschlüssigen Verbinden und Verriegeln mit der Grundbacke,

Fig.8 einen Teilschnitt durch eine Palette mit darin angeordneter Aufsatzspannbacke vor deren Verriegelung mit einer im Futterkörper angeordneten Grundbacke,

F i g. 9 die Ansicht einer Palette mit drei darauf angeordneten Aufsatzspannbacken,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 9,

F i g. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9.

Die in den Fig.3 und4 gezeigte Aufsatzspannbacke 1 weist an ihrer Unterseite eine Längsnut 2 mit einer durch Schrauben 3 darin befestigten Paßfeder 4 und eine quer zur Längsnut 2 verlaufende Anschiagfläche5 auf. Die außerhalb der Nut liegenden Teile der sich gegenüberliegenden Seitenflächen der Paßfeder 4 sind mit in Längsrichtung verlaufenden Spitzverzahnungen 6 versehen, die durch Ausfräsungen 7 unterjochen sind.

Die Grundbacke 8 nach F i g. 5 und 6 weist an ihrer Außenfläche eine Längsnut 9 auf, die zur Aufnahme der in der Aufsatzspannbacke 1 befestigten

ίο Paßfeder 4 dient und an ihren einander zugekehrten Innenseiten mit in Längsrichtung verlaufenden, durch Aussparungen 10 unterbrochenen Spitzverzahnungen 11 versehen ist.

Die Aussparungen 7 und 10 sowie die Spitzverzah-

nungen 6 und 11 der Paßfeder 4 und der Grundbacke 8 sind so lang bemessen, daß die Paßfeder 4 in Richtungß (Fig.I) in die Längsnut9 der Grundbacke 8 eingeführt werden kann (F i g. 7).

Nach dem Einführen der Paßfeder 4 in die Längs-

ao nut 9 der Grundbacke 8 können die Spitzverzahnungen 6 und 11 durch Relatiwerschiebung der Bakken 1 und 8 miteinander in Eingriff gebracht werden, wod :rch eine formschlüssige Verbindung in Richtung der Drehachse des Spannfutters hergestellt wird.

Die vorerwähnte Relatiwerschiebung der Backen 1 und 8 zueinander wird durch die an der Aufsatzspannbacke 1 vorgesehene Anschlagfläche 5 und eine entsprechende Anschlagfläche 12 der Grundbacke 8 begrenzt.

In der Paßfeder 4 und der Aufsatzspannbacke 1 ist eine Bohrung 13 vorgesehen, in die, wenn nach erfolgter formschlüssiger Verbindung der Backen 1 und 8 deren Anschlagflächen 5 und 12 aneinanderliegen, ein in einer Bohrung der Gruudbacke 8 gelager-

ter, ständig unter der Wirkung einer Schraubenfeder 14 stehender Bolzen 15 einrastet und somit eine gegenseitige Verriegelung der Backen 1 und 8 in dieser Stellung bewirkt. Um diese Verriegelung aufheben zu können, ist in einer koaxial zur Bohrung 13 angeord neten Aussparung 16 in der Bohrung 13 der Aufsatz spannbacke 1 ein mit einem Bund 17 versehener Bolzen 18 begrenzt axial bewegbar gelagert. Durch Druck aut die äußere Stirnfläche dieses Bolzens 18 kann der Federbolzen IS aus der Bohrung 13 der

Paßfeder 4 herausgedrückt und anschließend die

formschlüssige Verbindung zwischen den Backen 1 und 8 durch entgegengesetzte Relatiwerschiebung dieser Backen zueinander wieder gelöst werden.

Vorzugsweise sind jeweils drei Grundbacken 8 in

radial verlaufenden Führungsbahnen 19 eines Futterkörpers 20 verschiebbar gelagert. Der Antrieb dieser Gmndbacken erfolgt in bekanntet Weise mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch. Die Aufsatzspannbacken 1 sind zwecks automati-

scher Zuführung zum Spannfutter 20 satzweise auf Paletten 21 angeordnet, die gemäß F i g. 1 und 9 als kreisrunde Scheiben ausgebildet und mit drei Durchbrüchen 23 für den Eingriff dor Spannklauen der Aufsatzspannbacken 1 sowie mit drei Paar Führungs-

leisten 22 fvr die Aufsatzspannbacken 1 versehen sind. Ferner sind in den einander zugekehrten Flächen der Führungsleisten 22 Kugelrasten 24 (Fig. 11) vorgesehen, die, wenn die Spannflächen 25 der Aufsatzspannbacken 1 gegen die Planfläche der

Palette 21 anliegen, in in den Seitenflächen der Aufsatzspannbacken 1 vorgesehene keilförmige Längsnuten 27 eingreifen und somit die Backen 1 auf der Palette 21 festhalten.

5 6

Die mit je drei Aufsatzspannbacken 1 bestückten· IS durch die Bolzen 37 und die in den Aufsatzspann-Paletten 21 werden in einem Magazin 28 gespeichert, backen 1 angeordneten Bolzen 18 aus den Bohrundas gemäß F i g. 1 und 2 in Richtung der Drehspin- gen 13 herausgedrückt. Durch dieses Zurückdrücken delachse 35 verschiebbar am Maschinenständer 31 der Bolzen 15 aus den Bohrungen 13 ist die Verrieangeofdnet ist. Eine am äußeren Umfang jeder Pa- 5 gelung der Aufsatzspannbackenl gegenüber den Iette21 vorgesehene Aussparung29 (Fig.9 und 10) Grundbacken8 aufgehoben. Bei dem anschließend und eine im Magazin 28 vorgesehene Leiste 30 erfolgenden Rückhub der Grundbacken 8 im Futteral g. 1) bewirken eine lagegenaue Fixierung der Pa- körper 20 entgegen der Richtung des Pfeiles A letten 21 im Magazin 28. (Fig. 5) kommen die Spitzverzahnungen 6 und 11

Auf dem Maschinenständer 31 ist ferner eine io der Backen 1 und 8 außer Eingriff, da die in der Pa-

Übergabeeinrichtung für die Paletten 21 angeordnet. lette 21 liegenden Aufsatzspannbacken 1 der Radial-

Diese Einrichtung weist gemäß F i g. 1 und 2 zwei auf bewegung der Grandbacken 8 nicht folgen können,

einer parallel zur Drehspindelachse 35 verlaufenden, so daß die formschlüssige Verbindung zwischen den

drehbar sowie begrenzt axial verschiebbar gelagerten Backen 1 und 8 aufgehoben ist und die Palette 21 mit

Achse 32 befestigte Arme 33 mit an den Enden vor- 15 den von ihr aufgenommenen Aufsatzspannbacken 1

gesehenen Halbringen 34 auf. In den Halbringen 34 durch axiale Verschiebung der Übergabeeinrichtung

sind je zwei sich diametral gegenüberliegende Finger aus dem Bereich des Futters herausbewegt werden

36 vorgesehen, während die Paletten 21 je zwei sich kann.

ebenfalls diametral gegenüberliegende Randausspa- Jetzt wird das Magazin 28 erneut in Richtung D

rangen 41 (Fig. 1 und9) für den Eingriff der Finger ao (Fig. 2) verschoben, so daß der zweite Halbring 34

36 aufweisen. der Übergabeeinrichtung die nächste, mit Aufsatz-

Zum programmgemäßen Abrufen der mit Aufsatz- spannbacken 1 bestückte Palette 21 erfassen kann, spannbackensätzen bestückten Paletten 21 aus dem die daraufhin vor das Spannfutter 20 geschwenkt Magazin 28 werden entweder die Paletten 21 oder wird. Anschließend erfolgt das Einführen der auf der deren Plätze im Magazin 28 codiert. Das Magazin 28 *$ Palette 21 befindlichen Aufsatzspannbacken 1 in die wird so lange in RichtungD (Fig.2) bewegt, bis die Grundbacken8 des Futters die daraufhin durch richtige Palette 21 mit der Übergabeeinrichtung in einen Krafthub in entgegengesetzter Richtung wie gleicher Vertikalebene liegt. Nun wird die Übergabe- vorher, d. h. in Richtung A (F i g. 5) radial versehe einrichtung in RichtuigE (Fig. 1) zum Magazin 28 ben werden, bis die Anschlagflächen 12 der Grandgeschwenkt. Dabei erfassen die Greiffinger 36 zu- 30 backen 8 auf die Anschlagflächen 5 der Aufsatzspannnächst eine leere Palette 21. Jetzt erfolgt durch rück- backen 1 treffen. Bei der nun erfolgenden Axialbeläufiges Schwenken der übergabeeinrichtung ein Ab- wegung der Palette 21 in Richtung vom Spannfutter heben der leeren Palette aus dem Magazin 28 und 20 rasten die Federbolzen 15 der Grandbacken 8 in anschließend eine rückläufige Bewegung des Maga- die Bohrungen 13 der Aufsatzspannbacken 1 ein, die zins 28. so daß jetzt der die leere Palette 21 tragende 35 dadurch mit den Grandbacken 8 verriegelt sind.
Halbring 34 der übergabeeinrichtung in Richtung E Zur Rückmeldung dieser Verriegelung sind in der bis vor das Spannfutter 20 der Maschine geschwenkt Palette 21 im Bereich der Federbolzen 37 Schalter werden kann. Jetzt wird die Übergabeeinrichtung mit 40 angeordnet, die beim Eintauchen der Federbolzen der darin befindlichen leeren Palette 21 zum Spann- 15 in die Bohrungen 13 der Aufsatzspannbacken 1 futter 20 hin bewegt, nachdem zuvor das Futter mit 40 durch die Federbolzen 37 betätigt werden. Die Rückden darin befindlichen Grandbacken durch eine In- meldesignale der Schalter 40 werden durch Ferndexiereinrichtung so positioniert wurde, daß die Auf- übertragung an die Programmsteuerung der Masatzspannbacken 1 bei dieser Bewegung der Palette schine weitergeleitet.

21 in deren Aussparungen 23 sowie zwischen deren In dem dargestellten und beschriebenen Ausfüh· Leisten 22 gleiten und mit ihren Planflächen gegen 45 ningsbeispiel sind die Aufsatzbacken 1 &'.i Außen- die Planfläche der Palette 21 anliegen. Bei dieser Be- spannbacken ausgebildet. Die Übertragung der wegung der Palette 21 treffen die in der Palette an- Spannkräfte von den Gnmdbacken 8 auf die Aufsatzgeordneten Federbolzen 37 auf die in den Aufsatz- spannbacken 1 erfolgt ner durch die emaadertiegenspannbacken 1 angeordneten Bolzen 18 und werden den Flächen 5 und 12 dieser Backen. Es ist naturge· nach diesem Auftreffen gegen die Wirkung der Fe- 5· maß auch möglich, an Stell« der dargestellten dem 38, die schwächer sind als die auf die Bolzen 15 AuBenspannbacken auch Tnnenspannbacken zu vereinwirkenden Federn 14, ruckläufig verschoben, bis wenden. In diesem Falle massen die Anschlagflä· sie auf rückseitige Anschläge 39 treffen, die eine wet- dien 5 und 12 an den gegenüberliegenden Stirnseiten tere rückläufige Verschiebung der Federbolzen 37 der Backen 1 und 8 vorgesehen werden und die zum verhindern. Bei weiterer Bewegung der Palette 21 in 55 formschlüssigen Ver- und Entriegeln der Aufsatz-Richtung zum Spannfutter 20 werden die bis dahin in spannbacken 1 erforderlichen Radialbewegungen der die Bohrungen 13 der in den Aufsatzspannbacken 1 Gnmdbacken 8 im Spannfutter 20 in umgekehrter befestigten Paßfedern 4 hineinragenden Federbolzen Richtung erfolgen.

Hierzu !Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Patentansprüche: Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für

1. Spannvorrichtung für Drehmaschinen und Drehmaschinen und dergleichen Werkzeugmaschinen dergleichen Werkzeugmaschinen mit Schnell- mit Schnellwechsel der Aufsatzspannbacken von im wechsel der Aufsatzspannbacken von im Futter- Futterkörper radial bewegbaren Grundbacken,
körper radial bewegbaren Grundbacken, da- 5 Im Zuge der Weiterentwicklung und Automatisier durch gekennzeichnet, daß die Aufsatz- rung von Werkzeugmaschinen wird außer einer Respannbacken (1) auf mit Führungsleisten (22) duzierung von Haupt- und Nebenseiten Lach die Re- und Durchbrüchen (23) versehenen Paletten (21) duzierung der Umrüstzeiten der Maschine gefordert, in einer den Grundbacken (8) des Spannfutters Besonders bei programmgesteuerten Maschinen, die