DE2853467C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwenkfutter für Drehmaschinen, ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Schwenkfutter werden meist im Zuge der beidseitigen Bearbei­ tung von Bohrungen und Stirnflächen von Werkstücken verwendet, wobei nur ein einmaliges Aufspannen erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Schwenkfutters bei der Bearbeitung von Rohrmuffen, die beidseitig ein konisches Gewinde erhalten sol­ len. Bekannte Schwenkfutter erlauben ein Wenden des eingespannten Werkstückes im automatischen Arbeitszyklus einer Drehmaschine ohne Stillsetzen der Arbeitsspindel. Bei der beidseitigen Bearbei­ tung von Muffen beträgt der Schwenkwinkel 180°. Darüber hinaus besteht in einigen Fällen die Notwendigkeit, die Werkstücke in mehr als zwei Stellungen zur Bearbeitung festzuhalten, die durch eine Teilrichtung verriegelt werden.

Neben rein von Hand betätigten Schwenkfuttern bei Einzelferti­ gung sind auch solche mit hydraulischem Schwenkantrieb bekannt. Die Schwenkbewegung wird dabei von einem Hydraulikzylinder aus­ gelöst, dessen Kolben mit einer Zahnstange in Verbindung steht, die in ein auf der Drehachse des Schwenkteils angeordnetes Ritzel eingreift. Aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse im Bereich der Schwenklager des Schwenkteiles und ihrer Anordnung auf den Schenkel des rotierenden gabelförmigen Futterkörpers (Gabel­ kopfes, können die mechanischen Elemente des Zahnstangengetriebes nicht ausreichend dimensioniert werden. Die Ritzel müssen klein gehalten werden und die Zahnstangen sowie Kolbenstangen der Hy­ draulikzylinder schwach ausgeführt werden. Gerade diese Bautei­ le sind jedoch sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer solcher Schwenkfuttersysteme sehr beschränkt ist. Zur genaueren Lageeinstellung der Werkstücke bzw. des Schwenk­ futters ist eine Teileinrichtung erforderlich. Sie besteht aus Bolzen oder Klinken, die außen am Schwenkteil angeordnet sind und mit korrespondierenden Marken am Gabelkopf zusammenarbeiten. Die exponierte Lage dieser die Arbeitsgenauigkeit des Futters be­ stimmenden Elemente bringt es mit sich, daß infolge von Verun­ reinigungen durch Späne und Kühlwasser Störungen auftreten bzw. Fehleinstellungen erfolgen, die zur Zerstörung des Werkstückes und zur Beschädigung der Maschine führen können.

Es ist auch ein Schwenkfutter bekannt, desen Achszapfen als Vierkant ausgebildet sind. Zur Ausführung der Schwenkbewegung sind zwei um einen Winkel von z. B. 45° zueinander versetzte Hy­ draulikzylinder vorgesehen, deren Kolbenstangen exzentrisch am Vierkant angreifen. Eine Schwenkung des Futters um 180° kann nur ruckweise durch vier Teilbewegungen von je 45° pro Hub ausgeführt werden.

Ferner ist ein Schwenkfutter zur Bearbeitung von Werkstücken unter mehreren sich kreuzenden Achsen bekannt, wobei ein gabel­ förmig ausgebildeter Futterkörper vorgesehen ist, der einen Schwenkteil mit Futterbacken trägt. Die Futterbacken können un­ mittelbar in den Futterkörper eingezogen werden. Zum Verschwen­ ken ist ein Schwenkwerk vorgesehen, das mit einem Zahnrad auf der Schwenkwelle zusammenarbeitet. Dieses Schwenkwerk kann ein Hydraulikmotor sein. Infolge der benötigten mechanischen Über­ tragungsmittel zwischen Hydraulikmotor und Schwenkwelle ergibt sich ein Spiel, das z. B. bei Zusammentreffen oberer Roleranzbe­ reiche beim Getriebe und bei der stirnverzahnten Verriegelung zur Fehlpositionierung des Werkstückes führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Kon­ struktion eines Schwenkfutters bei Drehmaschinen zu schaffen, die in den Endstellungen des Schwenkbereiches (meist 0° und 180°) auch das geringste Spiel für genaue, unwuchtfreie Bearbeitung auf einer Drehmaschine mit Sicherheit ausschaltet.

Dieses Ziel wird bei einem Schwenkfutter der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches er­ reicht.

Die spezielle Anordnung eines hydraulischen Schwenkmotors mit Endanschlägen einerseits und die Teileinrichtung mit Teilscheibe und Riegel, der gegen eine Keilfläche aufläuft, andererseits, ga­ rantiert zusammen die Beseitigung sämtlicher in diesem Bereich auf­ tretender Spiele. Der Drehkolben wird auf diese Weise gegen den Riegel verspannt. Die Anordnung bewirkt, daß der Riegel durch sei­ ne einseitige Anlage an einer Keilfläche einer Ausnehmung eine Vorspannung auf den an einem Anschlag des Schwenkmotorgehäuses anstehenden Drehkolben ausübt. Dadurch werden die Spiele in der Riegelführung selbst, zwischen Teilscheibe und Achszapfen, zwi­ schen Achszapfen und seiner Lagerung im Schenkel und zwischen Achszapfen und Drehkolben (wenn dieser auf dem Achszapfen auf­ gesetzt ist) "zusammengeschoben" und auf diese Weise neutralisiert. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn nach Erreichen einer der Endlagen des Schwenkfutters (z. B. 0° und 180°) der Schwenkmotor nicht mehr unter dem Einfluß des hydraulischen Druckes steht.

Man hat bisher versucht, bei einem Schwenkfutter, das im Be­ trieb infolge der Masse und der Rotation äußerst empfindlich auf jedes Spiel reagiert (Unwucht, Schwingungen, Ausschuß bei den Werkstücken), durch besonders verschleißfeste Bauteile und höchste Präzision bei der Herstellung jegliches Spiel in den Endstellun­ gen zu vermeiden. Es liegt aber in der Natur der Sache, daß auch bei größtem Aufwand (und höchsten Kosten) ein gewisses Spiel nicht ausgeschaltet werden konnte. Bei der Erfindung wird ein grundsätzlich anderer Weg eingeschlagen, nämlich Spielfreiheit in den Endstellungen nicht durch erhöhte Präzision, sondern durch ein Neutralisieren des bewußt zugelassenen Spiels im Bereich des Schwenkfutters zu bewirken. Damit konnte erstmals nicht nur eine besonders wirtschaftliche Herstellung des Schwenkfutters erzielt werden, sondern es wird auch ein sich durch Verschleiß einstellendes Spiel des Schwenkfutters ausgeglichen.

Zwischenstellungen zwischen den erfindungsgemäß spielfrei ge­ haltenen Endstellungen können dadurch verriegelt werden, daß der Riegel in eine entsprechend positionierte Ausnehmung der Teil­ scheibe einrastet und vom Schwenkmotor ein Drehmoment ausgeübt wird, das zu einem Andruck zwischen Riegel und Ausnehmung führt. In erster Linie sind jedoch die spielfrei gehaltenen End­ lagen (0° und 180°) gemäß der Erfindung von Bedeutung.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den gabelförmigen Futter­ körper eines Schwenkfutters mit in die Schnittebene gedrehten Schenkel und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Schwenkmotor gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Auf der Maschinenhauptspindel 1 einer Drehmaschine ist ein gabelförmiger Futterkörper 2 angeordnet. Die Schenkel 3, 4 des gabelförmigen Futterkörpers 2 nehmen die Achszapfen 5, 6 eines Haltekörpers 7 auf. Der in Fig. 1 als Ring ausgebildete Halte­ körper 7 ist mit Futterbacken 8 zum Spannen eines Werkstückes, z. B. einer Muffe ausgestattet. Beim Bearbeitungsvorgang nimmt der Haltekörper 7 eine um 90° gegenüber der Darstellung in Fig. 1 verdrehte Position ein, so daß die Achse des Werkstückes mit der Maschinenhauptachse fluchtet. Um die Rückseite des Werkstückes bearbeiten zu können, ohne die Maschine stillsetzen und umspannen zu müssen, ist der Schwenkteil 7 um 180° im Gabelkopf 2 drehbar. Die Drehung wird durch hydraulische Schwenkmotoren 9, 10 bewirkt, die in Fig. 1 auf beiden Schenkeln 3, 4 angeordnet sind und deren Drehkolben 11 jeweils auf den Achszapfen 5, 6 sitzen. Die Funktion der Schwenkmotoren ist in Fig. 2 am Beispiel des Motors 10 dargestellt. Auf den Achszapfen 6 ist ein als Kreisringabschnitt ausgebildeter Drehkolben 11 angeordnet, der das Zylindervolumen in zwei Kammern unterteilt, die von einem gehäusefreien Sektor 12 aus über Leitungen 13, 14 wahl­ weise mit Hydrauliköl beaufschlagbar sind. In Fig. 2 wird über die Leitung 13 Drucköl zugeführt und über die Leitung 14 Drucköl abgezogen, so daß eine Drehbewegung des Achs­ zapfens 6 und damit des Haltekörpers 7 im Uhrzeigersinn resultiert. Der Sektor 12 stellt dabei die Anschläge für 0° und 180° der Drehbewegung dar. In Fig. 2 (und Fig. 1) be­ findet sich der Schwenkteil 7 in der 90°-Stellung. Eine Teil­ einrichtung sorgt für die exakte Positionierung des Haltekörpers 7 in den gewünschten End- bzw. allenfalls Zwischenstellungen in denen eine Bearbeitung des Werkstückes erfolgen soll. Die Teileinrichtung besteht aus je einer mit keilförmigen Ausnehmungen versehenen Teil­ scheibe 15, 16 die auf den Achszapfen 5, 6 der Drehachse angeordnet sind und den keilförmig zulaufenden Riegeln 17, 18 die durch Hydraulikzylinder 19, 20 zur einseitigen An­ lage der Keilflächen gegeneinander in die Ausnehmungen einge­ schoben werden können. In Fig. 1 ist die 90°-Stellung des Haltekörpers 7 - lediglich als Beispiel für die Funktion der Teileinrichtung - verriegelt dargestellt. Die Teilscheiben 15, 16 können ausgetauscht werden und je nach Bedarf um beliebige Bogengrade versetzte keilförmige Ausnehmungen auf­ weisen.

Zur Kontrolle der Drehstellungen des Haltekörpers 7 sind eine mit der Drehachse verbundene Nockenscheibe 21 und ein End­ schalter 22 vorgesehen. Über die Nockenscheibe können die einzelnen Drehstellungen angesteuert werden.

In manchen Fällen wird ein einziger Drehzylinder zur Be­ tätigung des Schwenkfutters ausreichen. Auch die Teilein­ richtung könnte nur mit einer verriegelbaren Teilscheibe ausgestattet sein. Zur stabilen Lagefixierung des Halte­ körpers ist es jedoch zweckmäßig, verriegelbare Teilscheiben in beiden Schenkeln vorzusehen.

Claims (1)

1. Schwenkfutter für Drehmaschinen, bestehend aus einem an der Spin­ del der Drehmaschine anbringbaren gabelförmig ausgebildeten Futterkörper und einem in diesem um eine zur Spindelachse senk­ rechte Achse mittels diametraler Achszapfen zwischen zwei Endstel­ lungen hydraulisch verschwenkbarer Haltekörper für ein Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einem Achszapfen der Drehkolben (11) eines an sich bekannten hydraulischen Schwenkmo­ tors (9, 10) aufgesetzt oder mit dem Achszapfen einstückig ausge­ bildet ist, wobei das Gehäuse des Schwenkmotors am Gabelschenkel (3, 4) des Futterkörpers befestigt und mit zwei Endanschlägen, vor­ zugsweise bei 0° und 180°, zur Begrenzung des Schwenkwinkels des Haltekörpers (7) ausgestattet ist und daß eine an sich bekannte Teileinrichtung mit Teilscheibe (15, 16) und Riegel (17, 18) zur Lagefixierung des Schwenkfutters vorgesehen ist, wobei die Teil­ scheibe mit randseitigen, keilförmigen Ausnehmungen ausgebildet und der Riegel gegen eine der Keilflächen zur Verspannung der Teileinrichtung gegen den Drehkolben (11) und dadurch Beseitigung der Laufspiele im Bereich der Schwenkteile schiebbar ist.