DE19511420A1 - Rotierende Spannvorrichtung und Verfahren zum Einspannen und automatischen Drehen eines Werkstückes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein rotierende Spannvorrichtungen und insbesondere Spannfutter zum Drehen eines Werkstückes um zwei verschiedene Achsen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einspannen und Drehen ei­ nes Werkstückes um zwei verschiedene Achsen.

Werkzeugmaschinen verwenden rotierende Spannfutter für eine Vielzahl von Bearbeitungsarten, einschließlich dem Schleifen und Drehen von Durchmessern von Drehteilen. Bei Dreh- und Schleifmaschinen ist normalerweise ein Futterkörper auf ei­ ner drehbare Spindel oder Welle montiert, und der Futterkör­ per weist eine Vorrichtung zum Greifen eines Werkstückes, welches gedreht werden soll, auf. Das Futter und das Werk­ stück werden dann gemeinsam gedreht, um das Werkstück zu be­ arbeiten.

In einigen Fällen ist es notwendig, einen zweiten Durchmes­ ser an einem Werkstück auszubilden oder zu bearbeiten, der mit dem ersten bearbeiteten Durchmesser nicht konzentrisch ist. Das Werkstück wird dann in ein rotierendes Futter oder eine Spannvorrichtung eingeklemmt, welche die Hauptachse so halten kann, daß sie von der Drehachse abweicht, so daß das Teil um die Drehachse gedreht und nachfolgend bearbeitet werden kann, wobei ein exzentrischer Durchmesser erzeugt wird.

Ein weit verbreitetes Werkstück, welches exzentrische Durch­ messer aufweist, ist die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschi­ ne, wobei die Kurbelwelle eine Hauptdrehachse aufweist, wel­ che in Hauptlagern eines Motors gelagert ist, und mit dieser einstückig ausgebildete exzentrische Kurbelzapfen aufweist, an denen jeweils eine Pleuelstange eines Kolbens angebracht ist.

Bekannte Einrichtungen zum Halten und Bewegen einer Kurbel­ welle in einer Schleifmaschine sind beispielsweise in den folgenden Dokumenten gezeigt:

Die US-A-4,269,001, von H.G. Bottomley, erteilt am 26. Mai 1981, mit dem Titel Work Clamping Fixture (Spannvorrich­ tung), zeigt eine Werkstückauflage zum Halten des Hauptla­ ger-Durchmessers einer Kurbelwelle mit zwei Kurbelzapfen, wobei eine Hebelspannvorrichtung den Hauptlager-Durchmesser in der Spannvorrichtung festhält. Bei einem ersten Bearbei­ tungsschritt wird der erste Kurbelzapfen koaxial zur Dreh­ achse der Spannvorrichtung und der Maschinenspindel angeord­ net. Während dieses Schrittes kreisen der Hauptlager-Durch­ messer und der zweite Kurbelzapfen um die Achse des ersten Kurbelzapfens. Die Maschine wird dann angehalten, das Werk­ stück wird ausgespannt, und das Werkstück wird um die Achse seines Hauptlagers gedreht, so daß das Teil um 180° gedreht wird, und der zweite Kurbelzapfen wird dadurch koaxial zu der Drehachse der Spannvorrichtung angeordnet, das Teil wird dann wieder eingespannt, und der zweite Kurbelzapfen wird bearbeitet. Die Spannvorrichtung weist einen über einen Kol­ ben angetriebenen schwenkbaren Klemmhebel auf. Die Vorrich­ tung umfaßt ferner Federn zur Unterstützung der Bewegung des Klemmhebels und eine Zahnstangenvorrichtung zur Verschiebung des Hebeldrehpunktes, um einen Freiraum zum Einbringen eines Werkstückes zu schaffen.

Die US-A-3,583,108, von K. Oishi et al., erteilt am 8. Juni 1971, mit dem Titel Machine Tool for Grinding Pins of a Crankshaft (Bearbeitungswerkzeug zum Schleifen der Zapfen einer Kurbelwelle), betrifft ebenfalls eine Spannvorrichtung zum Festklemmen des Hauptlager-Durchmessers einer Kurbelwel­ le. Eine Schaltscheibe ist an der Kurbelwelle befestigt, und mehrere Kurbelzapfen werden umschichtig bei der zentralen Drehachse der Spindel positioniert. Das Werkstück wird peri­ odisch automatisch durch ein Radpaar, oder Getriebe, um sei­ ne Hauptlager-Achse gedreht, wobei ein Rad an einer zur Spindelachse konzentrischen Welle befestigt ist und ein pas­ sendes Rad an der Schaltscheibe befestigt ist, so daß die Kurbelwelle umgedreht werden kann. Wenn der entsprechende Kurbelzapfen bei der Spindelachse positioniert werden soll, wird die Schaltscheibe gedreht, so daß sie gegen einen An­ schlag zu liegen kommt.

Bei den obigen Patenten muß die Klemmkraft von dem Werkstück gelöst werden, so daß das Werkstück relativ zu dem Futter oder der Spannvorrichtung neu positioniert werden kann.

Die US-A-5,249,394, von R.E. Griswold, erteilt am 5. Oktober 1993, mit dem Titel Chuck Indexing Method (Schaltverfahren für ein Spannfutter), zeigt eine Maschine zum Bearbeiten eines Kurbelzapfens, bei der ein Futterkörper während der Bearbeitungsschritte auf einer Maschinenspindel festgeklemmt ist, und bei der der Futterkörper nach dem ersten Schritt relativ zu der Befestigungsspindel gedreht wird, um die Kur­ belzapfen bei der Spindelachse zu positionieren. Eine Dre­ hung des Futters relativ zu der Spindel wird durch ein Ge­ triebe bewirkt, das an dem Futterkörper befestigt ist und von einem Ritzel eines hydraulischen Schaltmotors angesteu­ ert wird, der an dem Spindelkasten der Maschine montiert ist. Nach dem Weiterschalten wird das Ritzel axial aus dem Getriebe ausgerückt, und der Futterkörper wird erneut auf die Maschinenspindel aufgeklemmt, um die nächsten Kurbelzap­ fen-Durchmesser zu bearbeiten.

Die oben beschriebenen Einrichtungen weisen einen komplexen Mechanismus zum Einspannen, Ausspannen und erneuten Einspan­ nen entweder des Werkstückes oder Futterkörpers auf, wenn das Werkstück um die Spannfutterachse weiterbewegt oder -ge­ schaltet werden soll. In allen Fällen wird der zweite zu bearbeitende Durchmesser in derselben Richtung um die Spin­ delachse gedreht, in der auch der erste Durchmesser bearbei­ tet wurde.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verein­ fachte Spannvorrichtung vorzusehen, die ein Werkstück real­ tiv zu einer Futterspindel weiterbewegen oder -schalten kann, ohne daß das Werkstück zu der Schaltzeit ein- und aus­ gespannt werden muß.

Die vorliegende Erfindung soll ferner eine vereinfachte Spannvorrichtung angeben, welche ein Werkstück relativ zu einer Futterspindel weiterschalten kann, ohne daß das Futter zum Zeitpunkt des Weiterschaltens relativ zur Spindel ein- und ausgespannt werden muß.

Schließlich soll die vorliegende Erfindung ein Spannfutter angeben, welches ein Werkstück relativ zum Futterkörper durch Einfluß von Trägheitskräften weiterschalten oder -be­ wegen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 2 gelöst.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der Ein­ richtungen nach dem Stand der Technik, indem sie eine ver­ einfachte exzentrische Schalteinrichtung vorsieht, welche allein durch Trägheitskräfte zwischen zwei Positionen umge­ schaltet wird. Dabei müssen weder das Werkstück noch der Futterkörper für aufeinander folgende Schaltbewegungen ein- und ausgespannt werden.

Die Erfindung wird durch eine rotierende Spannvorrichtung zum automatischen Drehen eines Teiles um unterschiedliche Drehachsen verkörpert, welche folgende Merkmale aufweist: einen Spannfutterkörper mit einer Körper-Drehachse; eine Nockeneinheit; eine Lagervorrichtung, die an dem Körper be­ festigt ist, um die Nockeneinheit für eine Drehung um eine erste Achse der Nockeneinheit relativ zu dem Körper zu hal­ ten und um zu ermöglichen, daß sich die Nockeneinheit inner­ halb eines vorgegebenen Bogens, nach Maßgabe der Drehung des Futterkörpers und der auf die Nockeneinheit wirkenden Träg­ heitskräfte frei dreht; eine Spannfuttervorrichtung, die an der Nockeneinheit befestigt ist, um ein Werkstück relativ zu einer zweiten Achse der Nockeneinheit zu halten, wobei die erste und die zweite Achse der Nockeneinheit parallel zuein­ ander sind und einen Abstand zueinander aufweisen; und eine Stoppvorrichtung zum Begrenzen der rotierenden Bewegung der Nockeneinheit relativ zu dem Spannfutterkörper in entgegen­ gesetzten Richtungen, wobei eine Richtungsänderung der Dre­ hung des Spannfutterkörpers um seine Körperachse bewirkt, daß sich die Nockeneinheit relativ zu dem Spannfutterkörper um ihre erste Achse dreht und ihre zweite Achse und das Werkstück für eine Bearbeitung des Werkstückes relativ zur Körperachse positioniert.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Drehmaschine mit einer Spindel,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Drehmaschine von Fig. 1, wobei sich die Spindel in der entgegengesetzten Richtung dreht,

Fig. 3 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Darstel­ lung des in der Maschine von Fig. 1 verwendeten Spannfutters,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung längs der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Spannfutters von Fig. 3, wobei dessen innere Teile relativ zu dem Spannfutterkörper gedreht sind,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung längs der Linien 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung durch das Spannfutter von Fig. 1, welche weitere Einzelheiten der Bauweise zeigt,

Fig. 8 und 9 Draufsichten auf ein Spannfutter zur Bearbeitung einer Kurbelwelle und

Fig. 10a bis 10d aufeinander folgende Draufsichten auf eine Drehma­ schine mit einer Hauptspindel und einer Nebenspin­ del.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Drehmaschine 10 mit zwei Achsen zum Drehen eines Werkstückes 11. Bei solchen Drehvorgängen wird ein Schneidwerkzeug 12 gegen ein sich drehendes Werkstück 11 vorgerückt. Ein Werkzeug-Revolverkopf 13 wird von X- und Z-Schlitten 14, 15 getragen, welche längs Koordinatenachsen bewegbar sind, wobei der X-Schlitten 14 radial zu dem Werkstück 11 beweglich ist und der Z-Schlitten 15 axial zu dem Werkstück 11 beweglich ist. Wenn ein Spann­ futter 16, welches an der Maschinenspindel 17 montiert ist, das Werkstück 11 hält und in einer einzelnen Drehrichtung antreibt, welche durch den breiten Pfeil 18 angezeigt ist, wird ein erster Durchmesser 19 des Werkstücks erzeugt, und es können leicht weitere konzentrische Durchmesser (nicht gezeigt) erzeugt werden. Es sei hier bemerkt, daß viele her­ kömmliche Spannvorrichtungen dazu geeignet sind, Werkstücke mit nur konzentrischen Durchmessern herzustellen. Im Fall des in Fig. 1 gezeigten Werkstückes 11 soll die Maschine 10 jedoch einen zweiten Durchmesser 20 (siehe Fig. 2), der zu dem ersten Durchmesser 19 exzentrisch ist, während eines nachfolgenden Bearbeitungsschrittes erzeugen.

Um eine Verschiebung der Hauptachse 21 des Werkstückes rela­ tiv zu der Drehachse 22 der Maschinenspindel 17 zu bewirken, wird das Spannfutter 16 einfach in der entgegengesetzten Richtung gedreht, die durch den breiten Pfeil 23 in Fig. 2 angezeigt ist. Der Fachmann mit durchschnittlichen Kenntnis­ sen auf dem Gebiet der Drehtechnik wird dabei sofort erken­ nen, daß die Schneidkante des Werkzeuges 24 zum Durchführen des nachfolgenden Drehvorgangs für einen fehlerfreien Schneidvorgang relativ zu dem umgekehrt rotierenden Werk­ stück 11 richtig orientiert sein muß. Fig. 3 bis 5 bilden eine bevorzugte Ausführungsform ab und zeigen in vereinfach­ ter Form die Grundsätze dieses speziellen Spannfutters 16.

In Fig. 3 weist das Spannfutter 16 einen Spannfutterkörper 25 auf, der an der Maschinenspindel 17 zur Drehung mit die­ ser um die Spindelachse 22 montiert ist, d. h. die Spindel­ achse 22 ist die Drehachse des Körpers. Der Spannfutterkör­ per 25 ist mit einer zentralen Durchgangsbohrung 26 ausge­ bildet, die zur Spindelachse 22 exzentrisch ist, und geeig­ nete Wälzlager 27, vorzugsweise Kugellager, sind in die Boh­ rung 26 eingepaßt, um eine Nockeneinheit 28 frei und drehbar zu lagern.

In Fig. 4 kann man erkennen, daß die Nockeneinheit 28 einen Schlitz 29 aufweist, der in ihren Umfang über einen vorgege­ benen Kreisbogen eingeformt ist, und ein an dem Spannfutter­ körper 25 befestigter Zapfen 30 ist radial in den Schlitz 29 eingefügt. Der Zapfen 30 weist eine Stoppvorrichtung, oder einen Anschlag, zur Begrenzung der Rückwärtsdrehung der Nockeneinheit 28 relativ zu dem Spannfutterkörper 25 auf; die bogenförmige Bewegung beträgt in diesem Beispiel 90°. Der radiale Zapfen 30 liegt zwischen den Lagern 27 längs der Länge der Nockeneinheit 28. Die Nockeneinheit weist eine erste Achse 31 auf, welche durch die Kugellager 27 bestimmt wird, und die gegenüber der Achse 22 der Spindel um eine Exzentrizität e₁ versetzt ist. In die Nockeneinheit 28 ist eine versetzte Spannfuttervorrichtung 32 eingesetzt, die aus einer beliebigen Vielzahl von bekannten Vorrichtungen zum Halten eines Werkstückes ausgewählt werden kann; beispiels­ weise eine Spannzange, ein Membranspannfutter usw. Bei dem Aufbau von Fig. 3 ist die Spannfuttervorrichtung 32 an der Nockeneinheit 28 um eine zweite Achse 33 der Nockeneinheit herum montiert, welche koaxial zur Spindelachse 22 ist, so daß ein erster Durchmesser 19 koaxial zur Spindelachse 22 verarbeitet oder bearbeitet werden kann. Es sei jedoch be­ merkt, daß es für andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig sein kann, die Spannfuttervorrichtung 32 und die Achse 33 der Nockeneinheit gegenüber der Spindel­ achse 22 zu versetzen, und eine derartige Anwendung wird später in Verbindung mit Fig. 8 und 9 erörtert. Aus Fig. 3 und 4 ist weiter ersichtlich, daß dann, wenn die Spindel 17 den Spannfutterkörper 25 in der gezeigten Richtung antreibt, der Spannfutterkörper 25 und die Nockeneinheit 28 sich ge­ meinsam um die Spindelachse 22 drehen, weil der radiale Zap­ fen 30 mit dem Ende 34 des Schlitzes 29 im Eingriff ist.

Wir wenden uns nun Fig. 5 und 6 zu. Wenn die Richtung der Spindeldrehung geändert wird, bewegen sich der Spannfutter­ körper 25 und sein radialer Zapfen 30 selbstverständlich in die Richtung des breiten Pfeiles 35 von Fig. 5, aufgrund der Trägheit der Nockeneinheit 28, der Spannfuttervorrichtung 32 und des Werkstückes 11 wird die Nockeneinheit 28 dieser Be­ wegungsumkehr jedoch nicht sofort folgen; d. h., ein Teil der Bewegung geht verloren, und die freie Relativbewegung zwi­ schen dem Spannfutterkörper 25 und der Nockeneinheit 28 be­ wirkt, daß der radiale Zapfen 30 mit dem anderen Ende 36 des bogenförmigen Schlitzes 29 in Eingriff kommt. Zu diesem Zeitpunkt drehen sich der Spannfutterkörper 25 und die Noc­ keneinheit 28 gemeinsam in die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Richtung 35. Diese freie Relativbewegung zwischen der Noc­ keneinheit 28 und dem Spannfutterkörper 25 bewirkt, daß sich die Achse 21 des ersten verarbeiteten Durchmessers 19 rela­ tiv zu der Spindelachse 22 (d. h. der Achse des Spannfutter­ körpers) aus der Mitte wegbewegt. Da ein zweiter Durchmesser 20 um die Spannfutterkörper- und Spindelachse 22 herum be­ arbeitet oder verarbeitet wird, wird das sich ergebende Werkstück dann zueinander um die Exzentrizität e₂ versetzte erste und zweite Durchmesser 19 bzw. 20 aufweisen.

In Fig. 7 sind weitere Einzelheiten des Aufbaus gezeigt, wobei man erkennen kann, daß der Spannfutterkörper 25 einen Flansch 37 aufweist und auf einem Führungsdurchmesser 38 der Spindel 17 montiert ist. Schrauben 39, welche durch den Flansch 37 hindurch gehen, befestigen den Spannfutterkörper 25 an der Spindel 17. Ein Paar Kugellager 27, welche in ge­ genüberliegenden Stirnbohrungen 26a, 26b in dem Spannfutter­ körper 25 montiert sind, dienen zur Lagerung der Nockenein­ heit 28. Die Nockeneinheit 28 weist einen Lager-Durchmesser 40 und einen vorderen Flansch 41 auf, der auf seinem äußeren Durchmesser 42 ein Gewinde trägt. Eine Lager-Haltekappe 43 ist mittels Schrauben 44 an der Rückseite der Nockeneinheit 28 befestigt, um die Nockeneinheit 28 gegenüber dem Lagern 27 festzusetzen. Auf das vordere Ende der Nockeneinheit 28 ist eine Kappe 45 aufgeschraubt, die relativ zu der Nacken­ einheit 28 mit einem Satz Schrauben 46 einstellbar positio­ niert wird, wobei die Schrauben durch die Stirnseite der Kappe 45 gehen und in Schlitze 47 in dem Flansch eingreifen. Die Kappe 45 weist eine Bohrung 48 mit einem Freiraum auf und wird von einer sphärischen oder kugelförmigen Sitzfläche 49 abgeschlossen.

Die zentrale Bohrung 50 der Nockeneinheit 28 nimmt eine Hül­ senanordnung 51 mit einem ersten und einem zweiten Hülsen­ teil 52, 53 auf. Das erste Hülsenteil 52 ist in der Bohrung 50 der Nockeneinheit verschiebbar, und eine hintere Kappe 54 ist an ihm befestigt. Die hintere Kappe 54 ist um die Nabe 55 eines mit einem Flansch versehenen Lagergliedes 56 mon­ tiert, wobei die Kappe 54 zwischen einem Drucklager 57 und einem Haltering 58 an einer axialen Relativbewegung gehin­ dert ist. Die Nabe 55 weist eine Gewindebohrung 59 auf, wel­ che eine Zugstange 60 mit einem Außengewinde aufweist. Die Zugstange 60 wird durch eine Antriebsvorrichtung (nicht ge­ zeigt) für eine axiale Bewegung betätigt. Das zweite Hülsen­ teil 53 weist einen geschlitzten, nach hinten konvergieren­ den konischen Kopf 61 auf, der von einer passenden konischen Bohrung 62 des ersten Hülsenteiles 52 aufgenommen wird, so daß dann, wenn eine axiale Relativbewegung zwischen dem er­ sten und dem zweiten Hülsenteil 52, 53 auftritt, der Kopf 61 radial ausgelenkt wird, wie es bei geschlitzten Hülsen all­ gemein bekannt ist, um ein Werkstück 11 zu greifen. Das zweite Hülsenteil 53 weist eine zentrale Bohrung 63 auf, die eine zum Aufnehmen des Werkstücks 11 geeignete Größe hat. Der Kopf 61 liegt gegen die sphärische Sitzfläche 41 der vorderen Kappe 45 an, so daß eine Druckbewegung nach vorne (d. h. in Fig. 7 nach rechts) des ersten Hülsenteiles 42 nur eine radiale Bewegung des Kopfes 61 bewirkt. Das zweite Hül­ senteil 53 hat ferner einen rohrförmigen zylindrischen Ab­ schnitt 64, welcher sich zur Rückseite des ersten Hülsentei­ les 52 hin erstreckt. Ein Zapfen 65 erstreckt sich durch die Wand des ersten Hülsenteiles 52, in der Nähe der Rückseite, in einen ersten und einen zweiten axialen Schlitz 66, 67, die in der Nockeneinheit 28 bzw. dem zweiten Hülsenteil 53 ausgebildet sind, so daß sich die Nockeneinheit 58 und die Hülsenanordnung 51 gemeinsam drehen, dabei jedoch eine axia­ le Relativbewegung des ersten Hülsenteiles 52 zulassen. Die Abschlußkappe 54 des ersten Hülsenteiles 52 weist eine Boh­ rung mit Freiraum oder Spiel auf, so daß ein gewisser Grad an radialer Bewegung zugelassen wird, wenn die Nockeneinheit 28 das Werkstück 11 beaufschlagt und dabei seine Achse ver­ lagert. Der radiale Stopp- oder Anschlagzapfen 30 ist als ein breiter mit einem Paar Schrauben 48 gesicherter Block ausgebildet und erstreckt sich in einen breiten bogenförmi­ gen Schlitz 29 (siehe Fig. 4), der in die Nockeneinheit 28 eingeformt ist.

Fig. 8 und 9 zeigen alternative Ausführungsformen eines Spannfutters gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen, wel­ ches eine Kurbelwelle 70 hält, welche einen ersten und einen zweiten Kurbelzapfen 71, 72 aufweist, die um 180° zueinander versetzt um die Hauptlagerachse 73 angeordnet sind. In die­ sem Fall ist der Durchmesser 74 des Hauptlagers exzentrisch zur Achse 75 des Spannfutterkörpers und der Spindelachse eingespannt. Nachdem der erste Kurbelzapfen 71 bearbeitet ist, wird die Nockeneinheit 76, welche einen 180°-Schlitz 77 aufweist, inertial in die entgegengesetzte Richtung ver­ dreht, so daß der zweite Kurbelzapfen 72 in die Position von Fig. 9 bewegt wird, wo er nachfolgend bearbeitet wird. Es sei hierbei bemerkt, daß Maschinen zum Durchführen von Be­ arbeitungsvorgängen von Kurbelwellen häufig beide Enden der Kurbelwelle antreiben, um eine Verdrehung des Werkstücks zu vermeiden.

Fig. 10a bis d sind aufeinanderfolgende Draufsichten auf eine alternative Ausführungsform abgebildet. Fig. 10a zeigt eine Drehmaschine 78 mit zwei Achsen, welche eine Hauptspin­ del 79 und eine ausfahrbare Hilfsspindel 80 aufweist, die einander gegenüberliegen und zueinander koaxial sind, um einen ersten und einen zweiten Bearbeitungsschritt an einem Werkstück 81 auszuführen, d. h. Arbeitsvorgänge an beiden Enden. Bei Maschinen dieser Art wird ein Schneidwerkzeug 82 von X- und Z-Schlitten (nicht gezeigt) gehalten, welche längs Koordinatenachsen bewegbar sind; das Schneidwerkzeug 82 ist sowohl in einer X-Richtung, radial zu dem Werkstück 81, als auch in einer Z-Richtung, axial zu dem Werkstück 81 bewegbar. Ein erstes an der Hauptspindel 79 montiertes Spannfutter 83 hält das Werkstück 81 und treibt es in eine erste Drehrichtung an, welche durch den breiten Pfeil 84 angezeigt ist. Das erste Spannfutter 83 kann ein beliebiges von vielen bekannten Spannfuttern sein, die zum Greifen und Freigeben des Werkstückes 81 mit Hilfskraft betätigbar sind. Aus Fig. 10b ist ersichtlich, daß nach dem Erzeugen eines ersten Durchmessers 85 um die gemeinsame Spindelachse 86 die Hilfsspindel 80 axial in Richtung auf das Werkstück 81 be­ wegt wird, während sich das Spannfutter 87 der Hilfsspindel in dieselbe Richtung wie das erste Spannfutter 83 dreht; das Spannfutter 87 der Hilfsspindel (das zu dem Spannfutter in Fig. 1 spiegelbildlich ist), ist gemäß den Grundsätzen der Fig. 3 und 4 konstruiert, so daß die Greifer 88 des Spann­ futters der Hilfsspindel konzentrisch zu der gemeinsamen Spindelachse 86 drehen. Das Spannfutter 87 der Hilfsspindel greift das Werkstück 81, noch während dieses sich dreht, und das erste Spannfutter 83 gibt das Werkstück 81 frei. Wie in Fig. 10c gezeigt ist, wird in Vorbereitung des zweiten Ar­ beitsvorgangs die Hilfsspindel 80 dann in ihre Ausgangsposi­ tion zurückgezogen. In Fig. 10d ist schließlich gezeigt, wie im zweiten Bearbeitungsschritt ein zweiter Durchmesser 89 erzeugt werden soll, der zu dem ersten Durchmesser 85 exzen­ trisch ist. Um eine Verschiebung der Hauptachse 90 des Werk­ stückes relativ zu der gemeinsamen Spindelachse 86 zu errei­ chen, wird das Spannfutter 87 der Hilfsspindel einfach gemäß den mit Bezug auf Fig. 5 und 6 dargelegten Grundsätzen in die entgegengesetzte Richtung gedreht, welche durch den breiten Pfeil 91 angezeigt ist. Für den Fachmann mit durch­ schnittlichen Kenntnissen auf dem Gebiet der Drehtechnik ist dabei sofort erkennbar, daß die Schneidachse des Werkzeuges 92 zum Durchführen des zweiten Drehvorganges mit der Hilfs­ spindel relativ zu dem umgekehrt rotierenden Werkstück 81 richtig orientiert sein muß, um richtig schneiden zu können.

Der Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, daß die vor­ liegende Erfindung auf Systeme anwendbar ist, welche Werk­ stücke an Innen- oder an Außenflächen greifen, sowie auf Systeme, welche innere oder äußere Oberflächen bearbeiten.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirk­ lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (2)

1. Rotierende Spannvorrichtung zum automatischen Drehen eines Werkstückes um zwei verschiedene Drehachsen, mit einem Spannfutterkörper (25), der eine Körper-Drehachse aufweist,
eine Nockeneinheit (28), eine Lagervorrichtung (27), die an dem Körper (25) befe­ stigt ist, um die Nockeneinheit (28) um eine erste Achse (31) der Nockeneinheit relativ zu dem Körper drehbar zu halten und um eine freie Drehung der Nockeneinheit in­ nerhalb eines vorgegebenen Bogens, in entgegengesetzten Richtungen abhängig von der Drehung des Spannfutterkör­ pers und von auf die Nockeneinheit wirkenden Trägheits­ kräften zuzulassen,
eine Spannfuttervorrichtung (32), welche an der Nocken­ einheit (28) befestigt ist, zum Halten eines Werkstückes relativ zu einer zweiten Achse (33) der Nockeneinheit, wobei die erste und die zweite Achse (31, 33) der Noc­ keneinheit parallel sind und einen Abstand zueinander aufweisen, und
eine Stoppvorrichtung (30) zum Begrenzen der Drehbewe­ gung der Nockeneinheit (28) relativ zu dem Spannfutter­ körper (25) in entgegengesetzten Richtungen,
wobei eine Richtungsänderung der Drehung des Spannfut­ terkörpers (25) um seine Körperachse bewirkt, daß sich die Nockeneinheit (28) relativ zu dem Spannfutterkörper (25) um ihre erste Achse (32) dreht und ihre zweite Ach­ se (33) und das für eine Bearbeitung des Werkstückes relativ zu der Körperachse positioniert.

2. Verfahren zum Einspannen und automatischen Drehen eines Werkstückes um verschiedene Drehachsen für Bearbeitungs­ vorgänge, mit den folgenden Verfahrensschritten:
Vorsehen einer Maschine mit einer Spindel (17), die um eine Spindelachse (22) umkehrbar drehbar ist,
Befestigen eines Spannfutterkörpers (25) an der Spindel (17), wobei der Spannfutterkörper eine Drehachse auf­ weist, die sich längs der Spindelachse erstreckt,
Montieren einer Nockeneinheit (28) in dem Körper (25), um eine Drehung um eine erste Achse (31) der Nockenein­ heit relativ zu dem Körper zu ermöglichen und um zuzu­ lassen, daß sich die Nockeneinheit innerhalb eines vor­ gegebenen Bogens abhängig von der Drehung des Spannfut­ terkörpers und von auf die Nockeneinheit (28) wirkenden Trägheitskräften frei in entgegengesetzte Richtungen dreht,
Befestigen einer Spannfuttervorrichtung (32) an der Nockeneinheit zum Halten eines Werkstückes relativ zu einer zweiten Achse (33) der Nockeneinheit, wobei die erste und die zweite Achse der Nockeneinheit parallel sind und einen Abstand zueinander aufweisen,
Vorsehen einer Stoppvorrichtung (30) zum Begrenzen der Drehbewegung der Nockeneinheit relativ zu dem Spannfut­ terkörper in umgekehrten Richtungen,
Drehen der Spindel (17) in einer ersten Richtung und ge­ meinsames Antreiben des Spannfutterkörpers (25), der Nockeneinheit (28) und des Werkstückes,
Bearbeiten eines ersten Durchmessers des Werkstückes, umgekehrtes Drehen der Spindel (17) und des Spannfutter­ körpers (25) in einer zweiten Richtung und Ausnutzen von Spiel zwischen der Nockeneinheit und dem Spannfutterkör­ per, wodurch der erste Durchmesser des Werkstücks aus der Spindelachse herausgedreht wird, und
Bearbeiten eines zweiten Durchmessers des Werkstücks, der zum ersten Durchmesser des Werkstücks exzentrisch ist.