Werkstiickhalter für Drehbänke, insbesondere für Maschinen zur Herstellung von
Holzschrauben.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Werkstückhalter für Drehbänke, insbesondere für Maschinen zur Herstellung von Holz schrauben, bei denen die Schlusslage der das
Werkstück einklemmenden Koi'per durch zwangsläuSige Führung derselben an im
Kreise angeordneten Druckflächen entlang erfolgt, die einen bogenförmigen, sich der
Werkstückoberfläche zu spiralig nähernden
Verlauf aufweisen und beruht auf der Er kenntnis, dass die Werkstückhalter eine Reihe schwerwiegender Nachteile aufweisen.
So hat man den zur Führung der Klemm- korper dienenden Käfig bisher aus einem Stück mit der seine Verdrehunggegenden Lagerkörper bewirkenden Spindel ausgeführt oder die Anordnung so getroffen, dass eine Auswechslung des Käfigs ohne Ausbau und gleichzeitige Auswechslung der Spindel un- möglich war.
Die schnelle und einfache Aus wechslung des Käfigs gewährt aber bedeu- tende Vorteile, wenn der Werkstückhalter schnell und ohne grosse Umstände Werk stücken verschiedenen Durchmessers angepasst werden soll ; eine Auswechslung des B : äfigs wird in jedem Fall notwendig, gleichgültig, ob die Anpassung des Werkstückhalters an die Werkstücke verschiedenen Durchmessers durch Änderung der Klemmkörpergrösse oder durch Änderung'des Widerlagers erfolgt, in dem die Druckflächen angeordnet sind.
GemäB der Erfindung wird daher der zur
Führung der Klemmkörper dienende Käfig getrennt von der seine Verdrehung gegen das Widerlager im Werkstückhalter bewirkenden Spindel leicht auswechselbar angeordnet.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des, und zwar stellt :
Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Werkstückhalter,
Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie A-B der Abb. 1,
Abb. 3 eine Aufsicht auf den Verlauf der Schlitzausnehmungen im Lager-und Spindelkörper des Werkstückhalters,
Abb. 4 eine Seiten-und Stirnansicht auf einen Klemmkorper,
Abb. 5 eine Stirnansicht und Aufsicht auf ein Abschlussorganeinzelteil,
Abb. 6 schliesslich einen teilweisen Längsschnitt durch den mit kugelförmigen Klemm- körpern versehenen Eopfteil des Werkstückhalters dar.
Es ist a der im Maschinengestell b drehbar gelagerte Werkstückhalter, dessen Eopf- teil a'der unmittelbaren Aufnahme des Werkstückes c dient ; ein Eäfig e führt die Klemmkörper d1, d2 und d3 bei der Schlusslage an im Kreise angeordneten Druckflächen f1, f2 und f3 entlang, die, wie die Abb. 2 zeigt, einen bogenförmigen, sich der Werkstückoberfläche zu spiralig nähernden Verlauf aufweisen. Diese Druckfläohen sind in einem Widerlager f vorgesehen, das im Kopf a'des Werkstückhalters aufgenommen und durch Schrauben f' mit ihm befestigt ist.
Bei einer Führung der Klemmkörper in ent gegengesetzter Drehrichtung zur Erzielung der Offnungslage gelangen die Elemmkugeln schliesslich in Aussparungen f1', f2' und f3', so dass zwischen ihnen genügend Platz zur Durchführung des verbreiterten Werkstückkopfes verbleibt. Der die Klemmkörper d führende Eäfig e ist in der unten näher beschriebenen Art und Weise mit einer Spindel starr verbunden, die von dem Korper a des Werkstückhalters hohlwellenartig umschlos- sen wird.
Wie Abb. 3 zeigt, sind in der Spindel. g und im Korper a im schiefen Winkel zur ge- meinsamen Achse verlaufende, aber sich kreuzende, schlitzförmige Ausnehmungen h bezw. i vorgesehen : wird ein in beiden Schlitzen gleitender Stein lo achsial verschoben, so erhalten seine parallel zu einem Durchmesser (von Spindel und Werkstückhalterkörper) verlaufenden Flanken die jeweils anliegenden Wandelemente der Schlitze h und i in einer Geraden, so dass eine relative Verdrehung zwischen Spindel g und Halterkörper a eintritt. In geeigneter, an sich bekannter Weise wird dabei durch die Lagervorrichtung @. die Achsialverschiebung des Steines 7G bei umlaufendem Werkstückhalter ermöglicht.
Die bei der Verschiebung des Steines 1 ; zwischen Eäfigspindel und dem Werkstückhalterkorper auftretenden Kräfte werden durch ein zweckmässig im Halterkopf angeordnetes Wechselliugellager rn aufgefangen. Eine Kappe n, die durch Schrauben n' mit dem Kopfteil a'fest verbunden ist, sichert die Elemmkörper gegen Herausfallen nach vorne und verhindert das Eindringen von Spänen, Zunder, Bohrwasser und dergleichen in die Ausnehmungen f1', f2', und f3'.
Gemäss der Erfindung ist der Eäfig e getrennt von der seine Verldrehung gegen den Lagerkörper a bezw. a' bewirkenden Spinclel @ @ angeordnet und dadurch leicht auswechsel- bar gestaltet, dass er muffenartig auf das Spindelende y aufgesteckt ist.
Gegen Verdre hung ist der Eäfig e gesichert, indem das Muffenende e'Schlitze 1, o2 aufweist, in clie sich in der Verstellspindel g starr angeordnete Mitnehmerbolzen p"P2 legen ; vor achsialer Verschiebung ist der Käfig e gesichert, indem die Käfigmuffe an ihrem Zende e"durch den Ansatz q' der mit der Verstellspindel g verschraubten Führung q für den Werkstückauswerfer r gehalten wird.
Soll der Käfig e zwecks Anpassung des Werkstückhalters an ein Werkstück andern Durchmessers ausge- wechselt werden, so ist es nur notwendig, nach Losung der Verschlusskappe und Entfernung des Widerlagers f die Verschraubung q zu lösen, um den Eäfig e von der Spindel abziehen und gegen einen andern austauschen zu können. Die Anpassung an das Werkstück kann dann durch Änderung des Durchmessers der Elemmrollen d oderdurchÄnderungdes Widerlagers f erfolgen.
Es war bereibs ausgeführt worden, dass im Widerlager f nischenartige Ausnehmungen f1', f2' und f3' vorgesehen sind, in welche die Klemmkorper d,, d2 und d3 unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft gelangen, wenn durch relative Verdrehung des Käfigs e gegen den Kopfteil a'bezw. gegen das mit diesem fest verbundene Widerlager f die Ausspannlage herbeigeführt worden ist ;
in dieser Lage entfernen sich die Elemmkorper so weit von der Werkstückoberfläche, da. ss das Werk stück c mit dem verbreiterten Kopfstück c' -a-ber die entsprechend gross gewählte Ausneh munis der Kappenstirnwand durch den Aus- werfer r unter Entspa-nnung der Feder ri, die sich gegen den Bund r2 der Auswerferstange anlegt, ausgeworfen wird.
Feder r1, die sich gegen die Führung r3 abstützt, wird selbsttätig bei der Einführung des Rohlinges c in den Werkstückhalter gespannt und so zur nächsten Auswurfsbewegung vorbereitet : Führung r3 ist mittelst eines Stiftes r in der Hohlspindel y befestigt. Damit nun nicht während der Bearbeitung des Werkstückschaftes c Drehspäne, Zunder und sonstige Fremdkörper durch die Einführung und Einspannung des Werkstiiekes in störender Menue in das Innere des Werkstückhalters gelangen können, tragen die Klemmkörper d zent-rale Zapfen t, die in entsprechende Ausnehmungen u der Einzelabschlussorgane v eingreifen.
Diese Einzelabschlussorgane v bestehen, wie Abb. l, 2 und 5 zeigen, aus Lamellen, deren Profilka. ntenverlauf so gewählt ist, dass die dem Werkstück c zugekehrte Profilkante @' dem Verlauf der Werkstückoberfläche auf dem dem betreffenden Einzelteile zugeordne- ten Abschnitt, hier auf ein Drittel des Werkstückumfanges, angepasst ist.
Die Profilkante @" dagegen, welche der Vante v'gegenüber liegt, wird an den Druckflächen f1, f2 und f3 geführt, so dass die Zap fen t von radialen Beanspruchungen vollig entlastet sind ; dieses ist notwendig, da durch die Lamellenausbildung der Einzelabschluss- organe v die den Zapfen t tragende Fläche klein wird und damit die spezifischen Flächendrücke so gross werden, dass nach kurzer Zeit ein grosser Verschleiss auftreten wiirde, wenn nennenswerte Kräfte zu über tragen wären.
Die beiden verbleibenden Profilkanten v"' sind unter sich parallel und werden in den- selben Ausschnitten des Käfigs e geführt, die der Führung der Klemmkorper d dienen.
Werden jetzt die Klemmkörper d1,d2,d3 aus der Einspannlage der Abb. 2 in die Aus- spannlage überführt, so wälzen sich die Klemmkorper auf den Spiraldruckflaclien f,, f2 und f 3 ab, während gleichzeitig die Abschlusseinzelorgane vi, v2, v3, geführt in den Käfigausschnitten, sich in geradliniger, radialer Bewegung von der Werkstückoberflache weg entfernen und schliesslich in dem Zeitpunkt, in dem die Klemmkorper dl, d2, d3 in die Nischen f2,f3,f1 gelangt sind, sich so weit von der Werkstückoberfläche entfernt haben, dass sie die Ausführung des Werk stüe, kkopfes c'aus dem Werkstückhalter ermöglichen.
SinngemäB nähern sie sich bei der Einspannbewegung der Klemmkörper. der Werkstückoberfläche bis auf einen, das Eindringen von Fremdkörpern nicht mehr ermög- lichenden Spielraum, wobei sich schliesslich die abgeschrägten Profilkanten zwischen der Kante @' und den Kanten v''' der einzelnen Abschlussorgane fugenlos aneinander legen.
Wie Abb. 6 zeigt, können statt der rollen formigen Klemmkorper d solche von kugel- förmiger Gestaltung verwandt werden, wodurch sich eine einfachere Beschaffung und billigere Herstellung derselben ergibt. Ausser- dem sind derartige Elemmkorper frei von innern Spannungen und von einer Form gebung, die sich dem Werkstück natürlich anpasstundeinegedrängteAnordnungermög- licht.
Eine besondere zweckmässige,. einfache und gedrängte Ausführungsform des Erfin dungsgegenstan, des ergibt sich, wenn die auf die Verstellspindel aufsteckbare Eäfigmuffe an einem Ende Schlitze aufweist in die sich in der Verstellspindel starr angeordnete Mitnehmer legen, während sie an ihrem andern Ende durch den eine achsiale Verschiejbung verhindernden Ansatz der mit der Verstespindel verschraubten Führung für den Werk stüokauswerfer gehalten wird.
Einer derartig gedrängten Anordnung war r aber auch die Art und Weise hinderlich, in der man bisher die relative Verdrehung des die Klemmkörper fährenden Käfigs zu dem das Widerlager der Klemmkörper aufnehmenden Werkstückhalterkorper bei um lamfenden naiterkörper ausführte ; eine der schlitzförmigenAusnehmungen in der die Verlängerung. des Käfigs bildenden Spindel und im Werkstüokhalterkorper würde parallel zur-Spindel-bezw.
Werkstückhalterachse aus- gebildet, so dass unverhältnismässig grosse Ver schiebewege des Steines notwendig waren, dessen parallel zu einem Durchmesser (von Spindel und Werkstückhalter) verlaufenden Flanken die jeweils anliegenden Wandele- mente der beiden Ausnehmungen in einer Geraden erhalten.
In weiterer Durchführung der Erfindung bildet nun jede der beiden schlitzförmigen Aüsnehmungen einen schiefen Winkel zur gemeinsamen Spindel-und Werkstückhalterachse, so dass schon bei kleinen Verstellwegen des Steines diejenigen relativen Verdrehun, ren zwischen Käfig und Widerlager erreicht werden, die für die Ein-und Ausspannung des Werkstückes notwendig sind.
Da aber entsprechend dieser Verkürzung des Verstellweges für den Stein, die unter anderem auch zu einer äusserst gedrängten Anordnung der Steuerungseinrichtungen der Steinverstellung führt, die bei der Verdrehung zwischen Käfigspindel und Werkstückhalterkörper auftre tenden Kräfte bedeutend wachsen, werden sie durch ein zweckmässig im Halterkopf angeordnetes Wechselkugellagerabgefangen.
Vorteile hinsichtlich einer gedrängten Anordnung erhält man weiter, wenn man die Klemmkörper so ausgestattet, dass sie sieh der natürlichen Form der Werkstücke anpassen ; bei Holzschrauben ist die vorteilhafteste Form die Kugelform. Es ist bekannt, dass man bisher vornehmlich rollenförmige Klemmkorper verwandte.
Derartige Rollen sind aber in der Herstellung teuer, beim Verlust, bei vollständiger Zerstörung, beispielsweise durch Härtefehler, oder bei Verschleiss schwierig ersetzbar und schliesslich in der Formgebung ungeeignet, weil einerseits in ihnen bei Ausäbung der Klemmkräfte ein seitig gerichtete, innere Spannungen auftreten, die bald zu Haarrissen, Ermüdungs- brüchen usw. führen; anderseits sie sich dem meist vorhandenen Versenkkopf der Holzschraube nicht anpassen und den sie aufnehmenden Teil des Werkstückhalters unnötig vergrössern.
Werden die Klemmkörper kugelförmig ausgebildet, so werden die Klemmkörper billig in der Herstellung, leicht beschaffbar, frei von innern Spannungen und von einer Formgebung, die sich dem Werkstück natiirlich anpasst und eine gedrängte Anordnung ermöglicht.
Die kugelförmige Ausgestaltung der Elemmkörper hat nicht nur Vorteile hinsicht- lich der gedrängten Anordnung, : der Herstellung und der Ersatzteilbeschaffung, sondern ist a, uoh besonders geeignet, bei Eindringen von Spänen, Zunder und andern Fremdkör- pern in den Werkstückhalter keinen Störungen unterworfen zu sein, indem die Fremd- körper von den Kugelflächen weggedrängt werden.
Da sich schliesslich jedoch durch Ansamm- lungen derartiger Fremdkörper in den Werkstückhalterkopf der Einfiihrung des Werkstückes selbst Schwierigkeiten entgegenstellen können, erscheint ein äusserer Abschluss des Werkstückhalters unumgänglich.
Dieser Abschluss ist zu steuern, da sich die Abschlussorgane bei der Einführung des Werkstückkopfes besonders weit öffnen und sich nach der Einführung des Werkstückkopfes schliessend an den dünneren Werk stückschaft anlegen müssen.
Man hat derartige Abschlussorgane für die Werkstiickhalter von Werkstücken, deren verbreitertes Kopfstück in dem Werkstückhalter unter Freigabe des Schaftes Aufnahme findet, bisher gesteuert, indem man die Steuerbewegungen von bewegten Teilen der Maschinenanordnungen, insbesondere der Holzschraubemaschinen, ableitete, in denen der Werkstüclçhalter Verwendung fand ; das auf diese Weise bewegte Orga. umfasste nach Einführung des Werkstückes scherenartig dessen Schaft.
Abgesehen davon, dass der Abschluss zwischen dem schnell umlaufenden WerkstückundderfeststehendenSchereun- vollkommen wurde, entstand ein unnötiger Aufwa. nd an bewegten Teilen ausserhalb des Werkstückhalters, der den übersichtlichen Aufbau der Maschinenanordnung erschwerte.
AIs weitere zweckmässige Anordnung wer- den daher die bei der Ein-und Ausführung des Werkstückkopfteils erforderlichen Sbeue- rungsbewegungen des Abschlussorganes von bei der Ein-und Ausspannung des Werk stiicles bewegten Teilen des Werkstückhalters unmittelbar abgeleitet.Esentfälltalso die Notwendigkeit eines äussern Steuerungs- antriebes für das Abschlussorgan, während der gemäss der Erfindung ausgebildete einfach und übersichtlich wird, so kann die Steuerungsbewegung des Abschlussorganes bezw.
der Abschlussorganeinzelteile von den bei der Ein-und Ausspannung des Werk stückes bewegten Elemmkorpern abgeleitet werden. Dabei wird zweckmässig der Käfig, der die Elemmkörper an den Druokfläohen entlang führt, gleichzeitig das Abschlussorgan bezw. die Abschlussorganeinzelteile geradlinig auf das Werkstück zu bezw. vom Werkstück weg führen.
Damit diese gerad- linige Bewegung jedoch nicht gestört wird, müssen die Verbindungsmittel zwischen den Abschlussorganeinzelteilen und den Elemm- körpern derart ausgeführt sein, dass die von den Elemmkorpern bei der Ein-und Ausspannung des Werkstückes ausgeführten Ab wälzbewegungen nicht auf die Einzelteile übertragen werden.
Eine besondere einfache Verbindung die- ser Art ergibt sich, wenn sie formschlüssig erfolgt, indem etwa ein zentraler Zapfen des Elemmkorpers in eine entsprechende Ausneh mung des Abschlussorganeinzelteils eingreift.
Von der gleichzeitigen Bewegung, die ein Klemmkörper durch radiale Entfernung bezw.
Annäherung von der Werkstückachse weg bezw. zur Werkstückachse hin und durch Drehung um sich selbst ausführt, wird auf diese Weise nur die in radiale Richtung fallende Bewegungskomponente auf ein Abschlussorganeeinzelteil übertragen, während sich im übrigen der Zapfen des Klemmkörpers in der ihm entsprechenden Ausnehmung des Einzelteils verdreht.
Die Abschlussorganeeinzelteile selbst bestehen aus zweckmässig zwischen Elemmkorper und Stirnwand des Werkstückhalters geführten Lamellen, deren dem Werkstiick zu- gekehrte Pro-filkantedemVerlaufder Werk stückoberfläche auf dem, dem betreffenden Einzelteil zugeordneten Abschnitt angepasst ist ; die Grösse des Abschnittes richtet sich clabei nach der Anzahl der Elemmkorper, die im allgemeinen drei beträgt. In diesem Falle umfasst jedes Abschlussorganeinzelteil ein Drittel des Werkstiickumfanges.
Die Profilkante der Abschlussorganeinzelteile, welche der der Werkstiickoberfläche an- gepassten gegenüber liegt, führt sich ebenfalls an den Druckflächen der Elemmkörper, so dass die Verbindungsmittel zwischen Klemm korper und Abschlusseinzelorgan vom Eräften entlastet sind, während die beiden restlichen Profilkanten unter sich parallel und in den Ausschnitten des Eäfiges, die zur Fiihrung des Elemmkörpers dienen, geradlinig auf das Werkstiick zu bezw. von dem Werkstück weggeführt sind.