DE4032881A1 - Aligning and clamping mandrel for gear blanks, etc. - has expanding collet to centre and clamp blank, with locking spring loaded rods for face support - Google Patents
Aligning and clamping mandrel for gear blanks, etc. - has expanding collet to centre and clamp blank, with locking spring loaded rods for face supportInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspannen eines zu bearbeitenden, mit einer Bohrung versehenen Werkstücks, wobei das Werkstück in Achsrichtung seiner Bohrung abge stützt und radial verspannt wird sowie eine Vorrichtung zum Einspannen eines zu bearbeitenden, mit einer Bohrung versehenen Werkstücks, mit mindestens einer radial wir kenden Spannbüchse.The invention relates to a method for clamping a workpiece to be machined, provided with a bore, the workpiece abge in the axial direction of its bore supports and is radially clamped and a device for clamping one to be machined with one hole provided workpiece, with at least one radial we kending bush.
Gegossene Werkstücke, wie beispielsweise, aber nicht aus schließlich, Zahnräder müssen weiterbearbeitet werden. Beispielsweise muß ein Verzahnungsschleifen vorgenommen werden. Hierbei greift eine Schleifscheibe mit einer Be wegungskomponente in Richtung der Achse des Zahnrads an diesem an und bewirkt daher eine achsparallele Kraft auf dieses. Diese Axialkraftkomponente muß durch eine Ab stützeinrichtung aufgenommen werden.Cast workpieces, such as, but not from finally, gears need to be further machined. For example, gear grinding must be carried out will. Here, a grinding wheel with a loading grips motion component in the direction of the axis of the gear this and therefore causes an axially parallel force this. This axial force component must be from an Ab support device can be included.
Hierzu wird in der Regel ein Abstütztisch mit einer planparallelen Ober fläche genommen, die im übrigen senkrecht zur Achse ei ner Radialspannvorrichtung für das Werkstück liegt.For this, in the Usually a support table with a plane-parallel top taken area, the rest perpendicular to the axis egg ner radial clamping device for the workpiece.
Ein solches Werkstück kann unregelmäßige Stirnseiten auf weisen. Beim Verspannen und Zentrieren mittels einer Ra dialspanneinrichtung wird dies dazu führen, daß das Werk stück nur lokal auf der Abstützscheibe aufliegt, während es in anderen Bereichen mit einem Spalt zu dieser frei liegt. Dies kann beim Bearbeiten aufgrund der einwirken den Axialkräfte zu Ungenauigkeiten führen.Such a workpiece can have irregular end faces point. When tensioning and centering using an Ra dialspanneinrichtung this will cause the work piece only rests locally on the support disc while it free in other areas with a gap to this lies. This can affect when editing the axial forces lead to inaccuracies.
Um dies zu vermeiden wird bisher vorgesehen, daß das Werkstück mindestens auf einer Stirnseite plan ge schliffen wird mit einer Ebene, die zu seiner Achse senkrecht steht. Dies ist aufwendig, umso mehr, als ei ne solche bearbeitete Stirnseite beim späteren Einsatz des Werkstücks selbst, wie eines Zahnrads in einem Ge triebe, keine eigene Aufgabe erfüllt und daher nicht notwendig ist.In order to avoid this, it has so far been provided that the Work piece at least on one end face is ground with a plane that is on its axis is vertical. This is complex, even more so than egg ne machined end face for later use of the workpiece itself, like a gear in a ge drives, not fulfilling its own task and therefore not necessary is.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten derartiger Werkstücke zu vereinfachen, indem insbesondere die Not wendigkeit eines vorherigen Schleifens der Stirnseite vermieden wird.The invention is therefore based on the object, a Ver drive and a device for processing such To simplify workpieces, in particular the need maneuverability of grinding the end face beforehand is avoided.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Ver fahren der eingangs genannten Art gelöst, welches da durch gekennzeichnet ist, daß das Werkstück vor dem Ra dialverspannen mit einer Stirnseite kardanisch gelagert wird. Eine Vorrichtung zur Lösung der vorgenannten Aufga be sieht vor, daß im Bereich der Spannbüchse eine karda nische Lagerung für die Werkstücke sowie in Ruhestellung von den Werkstücken abgezogene, in Betriebsstellung die se nach Zentrierung und radialer Blockierung abstützende und gegen Axialbewegung in einer Richtung abstützende Abstützteile vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved by a ver driving of the type mentioned solved, which there is characterized in that the workpiece before the Ra gimbal mounted with one end face becomes. A device for solving the aforementioned problems be provides that a carda in the area of the clamping sleeve African storage for the workpieces and at rest withdrawn from the workpieces, in the operating position supportive after centering and radial blocking and supporting against axial movement in one direction Support parts are provided.
Durch die kardanische Lagerung des Werkstücks wird zu nächst eine Vorausrichtung desselben vorgenommen, so daß die Radialspannvorrichtung, die eine Zentrierung und ko axiale Ausrichtung des Werkzeugs bewirkt, an diesem an greifen und ihre Aufgabe erfüllen kann. Nach Radialver spannen des Werkzeugs weist dieses die gewünschte Aus richtung auf. Die Radialverspannung kann aber auch den Axialkräften nicht hinreichend entgegenwirken. Unabhängig von Unebenheiten der Stirnseite greifen nun elastische Abstützelemente an dieser an, die, wenn sie gegebenen falls zu unterschiedlich hohen Anlagen an der Stirnseite des Werkstücks gelangt sind, ihrerseits blockiert werden, so daß damit eine zuverlässige Abstützung des Werkstücks in axialer Richtung bewirkt wird. Durch die einzelnen Abstützelemente, die unterschiedlich hoch gegen das Werk zeug bewegt werden können, entfällt die Notwendigkeit einer planebenen Stirnseite des Werkstücks und damit die Notwendigkeit einer Vorbearbeitung der Stirnseite desselben. Die Abstützung wird insbesondere dadurch un terstützt, daß die Abstützelemente weit außen am Umfang des Werkstücks angreifen. In weiterer bevorzugter Aus gestaltung ist vorgesehen, daß das Werkstück nach Radial verspannung axial zumindestens in Gegenbewegung in einer Richtung blockiert wird.Due to the cardanic bearing of the workpiece next it is pre-aligned so that the radial clamping device, the centering and ko causes axial alignment of the tool on this can grasp and accomplish their task. According to radial ver clamping of the tool shows the desired Aus direction up. The radial bracing can also Do not counteract axial forces sufficiently. Independently elasticity is now gripped by unevenness on the end face Support members on this, if given if there are systems of different heights on the front of the workpiece have been blocked, so that a reliable support of the workpiece is effected in the axial direction. By the individual Support elements that differ in height against the work can be moved, the need is eliminated a flat face of the workpiece and thus the need for preprocessing the face the same. The support is particularly un supports that the support elements far outside on the circumference of the workpiece. In another preferred Aus Design is provided that the workpiece is radial bracing axially at least in counter motion in one Direction is blocked.
Andere bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß nach Radialblockierung des Werkstücks mehrere Abstützbolzen elastisch gegen eine Stirnseite des Werkstücks verfahren und nach Anlage an dieser zur axialen Blockierung dessel ben blockiert werden und daß die Abstützbolzen zur Anlage an das Werkzeug auf seiner Ruhestellung freigegeben wer den. In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die ein zelnen Schritte durch einen einzigen Steuerkolben bewirkt werden, wobei insbesondere durch einen einzigen Steuer kolben nacheinander zunächst die radiale Spannung des Werkstücks, anschließend die Freigabe der Abstützbolzen zur elastischen Anlage an einer Stirnseite des Werkstücks und schließlich deren Blockierung bewirkt wird. Die Ver spannung kann hydraulisch oder mechanisch erfolgen.Other preferred configurations provide that after Radial blocking of the workpiece several support bolts Move elastically against one end of the workpiece and after this on the axial blocking of the same ben are blocked and that the support bolts to the system released to the tool in its rest position the. In training it can be provided that the one individual steps caused by a single control piston be, in particular through a single tax first the radial tension of the Workpiece, then the release of the support bolts for elastic contact on one end of the workpiece and finally blocking it. The Ver tension can be hydraulic or mechanical.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung sieht in Weiterbildung vor, daß die kardanische Lagerung für das Werkstück aus zwei übereinander angeordneten, um zueinander senkrechte Achsen schwenkbare Ringe gebildet sind, deren oberer Ring am unteren Ring gelagert ist, wobei weiterhin die Abstütz teile für die Werkstücke aus elastisch gegen die Werk stücke drückbare Abstützbolzen gebildet sind.A device according to the invention is a further development before that gimbal for the workpiece two superimposed, perpendicular to each other Axes swiveling rings are formed, the upper ring is mounted on the lower ring, with the support still parts for the workpieces made of elastic against the work pieces of pressable support bolts are formed.
Eine Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ab stützbolzen in ihrer dem Werkstück abgewandten Stirnseite eine Sackbohrung aufweisen, in der eine Schraubenfeder angeordnet ist, die ihr weiteres Widerlager an einem sta tionären Teil findet und daß eine Sperreinrichtung zum Halten der Abstützeinrichtung in einer vom Werkstück zu rückgezogenen Ruhestellung vorgesehen ist. Die Abstütz einrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Abstützeinrichtung nach Zentrierung und radialer Ver spannung des Werkstücks auf ihrer Ruhestellung in ihrer Abstützstellung freigebbar ist und daß die Abstützein richtung in ihrer elastisch am Werkstück anliegenden Be triebsstellung blockierbar ist.A further development is characterized in that the Ab support bolts in their end facing away from the workpiece have a blind bore in which a coil spring is arranged, the other abutment on a sta tional part takes place and that a locking device for Hold the support device in one of the workpiece retracted rest position is provided. The outrigger device is preferably designed such that the support device after centering and radial Ver clamping of the workpiece in its rest position in its Support position can be released and that the support direction in its elastic contact with the workpiece drive position is lockable.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß ein zentrisch ange ordneter Hubkolben vorgesehen ist, der sukzessiv eine Spanneinrichtung für das Werkstück und eine Blockierein richtung für die Unterstützungseinrichtung beaufschlagt sowie daß der Kolben eine Schulter zur Freigabe einer Sperreinrichtung für die Abstützeinrichtung des Werkstücks aufweist.It can also be provided that a centric Ordered reciprocating piston is provided, which successively one Clamping device for the workpiece and a blocking device direction for the support device and that the piston has a shoulder to release a Locking device for the support device of the workpiece having.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläu tert ist. Dabei zeigt die einzige Figur eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spann vorrichtung im Längschnitt.Further advantages and features of the invention result from the claims and from the description below, in the a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing in detail is tert. The only figure shows a preferred embodiment the instep according to the invention device in longitudinal section.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 weist ein sta tionäres Halteteil 2 auf, mit dem fest ein Auflagetisch 3 für ein Werkstück 4 verbunden ist.The clamping device 1 according to the invention has a sta tionary holding part 2 , with which a support table 3 for a workpiece 4 is fixedly connected.
Das Halteteil 2 weist einen zentralen Durchbruch auf, in dem zentrisch ein Kolben 6 geführt ist. Der Kolben 6 kann in seinem unteren Ende 7 mit einer linear wirken den Antriebseinrichtung (die nicht dargestellt ist) ver bunden werden. Das Teil 2 überragt mit einem koaxialen Ansatz 8 den Auflagetisch 4 und weist an seinem Umfang eine Spannbüchse 9 mit Spannteilen 11 auf. Die Spann büchse 9 steht mit einem Fluidraum 12 in Verbindung, in dem ein Kolben 13 beweglich ist. Der Kolben 13 kann über einen radial verbreiterten Ansatz 14 des Kolbens 6 der art angetrieben werden, daß Fluid aus dem Fluidraum 12 in die Spannbüchse 9 gedrückt wird und die Spannbacken 11 radial nach außen drückt, wodurch ein aufgelegtes Werkstück 4 mit der Spannvorrichtung 1 radial verspannt wird. Da die Spannbacken 11 zylindrische koaxial zur Achse A des Halteteils 2 ausgebildete Flächen aufwei sen, wird das Werkstück 4 ebenfalls konzentrisch zur Achse A zentriert. Im Auflagetisch 3 ist eine kardani sche Lagerung 16 vorgesehen, die aus zwei übereinander angeordneten Pendelscheiben besteht, die unter senkrecht zueinander stehenden Achsen schwenkbar gelagert sind, wobei die obere Scheibe schwenkbar auf der unteren ge lagert ist. Beim Auflegen des Werkstücks 4 nach Über schieben desselben über den Ansatz 8 wird dieses bei Aufliegen auf den kardanischen Lager vorausgerichtet, kann sich aber, wenn beispielsweise seine Unterseite un eben ist, bei der Zentrierung durch Verspannen mittels der Spannbüchse noch bewegen und damit der Zentrierwir kung folgen.The holding part 2 has a central opening, in which a piston 6 is guided centrally. The piston 6 can act in its lower end 7 with a linear drive device (which is not shown) connected. The part 2 projects beyond the support table 4 with a coaxial extension 8 and has a clamping sleeve 9 with clamping parts 11 on its circumference. The clamping sleeve 9 is in communication with a fluid chamber 12 in which a piston 13 is movable. The piston 13 can be driven via a radially widened extension 14 of the piston 6 in such a way that fluid is pressed out of the fluid space 12 into the clamping sleeve 9 and presses the clamping jaws 11 radially outward, as a result of which a placed workpiece 4 is clamped radially with the clamping device 1 becomes. Since the jaws 11 cylindrical surfaces coaxial to the axis A of the holding part 2 sen, the workpiece 4 is also centered concentrically to the axis A. In the support table 3 , a kardani cal bearing 16 is provided, which consists of two superposed pendulum discs, which are pivotally mounted under mutually perpendicular axes, the upper disc is pivotally supported on the lower ge. When placing the workpiece 4 after pushing it over the shoulder 8 , this is pre-aligned when lying on the gimbal bearing, but can, if, for example, its underside is uneven, still move during centering by clamping by means of the clamping sleeve and thus the centering effect consequences.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin über ihren Umfang verteilt mehrere, im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel fünf Abstützbolzen 17 auf. Die Bolzen 17 sind durch einen Arretierstift 18 in einer Stellung arre tierbar, bei der ihre Stirnseite 19 unterhalb der Ober seite der kardanischen Aufhängung 16 liegt. Die Bolzen 17 werden durch ihre als eine achsparallel ausgerichtete Schraubenfeder 20 mit in ihrer Stirnseite 19 gegen die Unterseite des Werkstücks 4 gedrückt, wenn sie durch den Arretierstift 18 freigegeben werden. Der Arretierstift 18 weist auf der dem Bolzen zugewandten Seite eine Kugel auf, die in eine Dreieckausnehmung des Bolzens 17 hinein ragt. An seiner dem Kolben 6 zugewandten Seite ist er ebenfalls mit einer Kugel versehen. Der Kolben 6 verjüngt sich über eine Schulter 21. Nach Spannen des Werkstücks 4 durch die Spanneinrichtung 9 aufgrund der Abwärtsbewe gung des Kolbens 6 gibt die Schulter 21 den Arretier stift 18 frei, so daß dieser radial nach innen gleiten kann. Hierdurch wird der Abstützbolzen 17 freigegeben, so daß er unter der Wirkung der Feder 18 sich an der Un terseite des auf dem Ansatz 8 radial verspannten Werk stücks elastisch anlegen kann. Unabhängig von Unebenhei ten der Unterseite des Werkstücks 4 legen sich sämtliche Bolzen 17 an diesen in der durch die vorgenommene Zen trierung gegebenen Position an, wobei je nach Unebenhei ten der eine oder andere Abstützbolzen sich weniger auch oder weiter hoch bewegen kann.The device according to the invention furthermore has a plurality of support bolts 17 distributed over its circumference in the exemplary embodiment shown. The bolts 17 are arre animalable by a locking pin 18 in a position in which their end face 19 is below the upper side of the gimbal 16 . The bolts 17 are pressed against the underside of the workpiece 4 by their helical spring 20, which is aligned as an axially parallel, in their end face 19 when they are released by the locking pin 18 . The locking pin 18 has a ball on the side facing the bolt, which projects into a triangular recess in the bolt 17 . It is also provided with a ball on its side facing the piston 6 . The piston 6 tapers over a shoulder 21 . After clamping the workpiece 4 by the clamping device 9 due to the downward movement of the piston 6 , the shoulder 21 releases the locking pin 18 so that it can slide radially inwards. As a result, the support bolt 17 is released so that it can elastically create under the action of the spring 18 on the underside of the piece on the approach 8 radially braced work piece. Regardless of Unebenhei th the underside of the workpiece 4 , all the bolts 17 put on this in the position given by the tren cen tration, and depending on the unevenness, one or the other support bolt can also move less or further up.
Dem Bolzen 17 sind ebenfalls Radialspannvorrichtungen 22 zugeordnet. Diese weisen einen Fluidraum 23 auf, der mit einem Zylinder 24 mit einem Kolben 26 in Verbindung steht. Der Kolben 26 wird vom Kolben 6 beaufschlagt, nach dem zunächst der Kolben 13 beaufschlagt wurde und an schließend der Arretierstift 18 freigegeben wurde. Wenn der Kolben 6 mit seinem Teil 14 am Kolben 26 angreift, so drückt das im Fluidraum 23 befindliche Hydrauliköl unter Einwirkung des Kolbens die Spannteile der Spannvor richtung 22 nach außen, so daß die Abstützbolzen 17 fi xiert werden und daher im folgenden ihre Lage nicht mehr ändern können. Damit wird auch eine Abstützung des Werk stücks 4 in axialer Richtung erreicht. Wenn am Werkstück 4 Werkzeuge, wie eine Schleifschreibe mit Kräften an greifen, die eine Axialkomponete nach unten aufweisen, so wirken diesen Kräften die blockierten Abstützbolzen 17 entgegen, so daß das Werkstück 4 gegen diese Kräfte zuverlässig gehalten ist.Radial clamping devices 22 are also assigned to the bolt 17 . These have a fluid space 23 which is connected to a cylinder 24 with a piston 26 . The piston 26 is acted upon by the piston 6 , after which the piston 13 was first acted on and the locking pin 18 was finally released. When the piston 6 engages with its part 14 on the piston 26 , the hydraulic oil located in the fluid chamber 23 presses the clamping parts of the clamping device 22 outwards under the action of the piston, so that the support bolts 17 are fixed and therefore no longer have their position in the following can change. This also supports the workpiece 4 in the axial direction. If on the workpiece 4 tools, such as a grinding wheel with forces that have an axial component downward, these forces are counteracted by the blocked support bolts 17 , so that the workpiece 4 is held reliably against these forces.
Zusammengefaßt wirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung al
so wie folgt:
Nach Auflegen des Werkstücks 4, hier eines Zahnrads, über
den Ansatz 8 auf die vom Auflagetisch 3 getragene karda
nische Lagerung 16 wird der Kolben 6 durch eine an seinem
Ende 7 angreifende sich linear bewegende Hubvorrichtung
nach unten gesenkt. Er greift mit seinem überstehenden
Teil 14 zunächst am Kolben 13 an. Dieser wirkt auf das
im Raum 12 befindliche Fluid und rückt damit die Spann
backen 11 der Spannvorrichtung 12 nach außen, so daß das
Werkstück 4 zentriert und radial verspannt wird. Bei wei
terer Abwärtsbewegung des Kolbens 6 wird der Arretier
stift 18 freigegeben. Die Abstützbolzen 17 können sich
unter der Wirkung ihrer Federn 20 nach oben gegen die
Unterseite des Werkstücks 4 bewegen und kommen an dieser
zur Anlage - bei unebener Stirnseite des Werkstücks 4
in unterschiedlicher Höhe. Bei weiterem Absenken des
Kolbens 6 greift dessen überragendes Teil 14 am Kolben
26 an und verspannt über das im Raum 23, 24 befindliche
Fluid und die Spannteile 22 die Abstützbolzen 17, so daß
diese eine feste blockierte Halterung für das Werkstück
4 gegen in Achsrichtung auf die Abstützbolzen 17 zuwir
kende Arbeitskräfte einer das Werkzeug 4 bearbeitenden
Vorrichtung, wie einer Schleifscheibe, entgegenwirken.In summary, the device according to the invention acts as follows:
After placing the workpiece 4 , here a gear wheel, over the shoulder 8 onto the cardanic bearing 16 carried by the support table 3 , the piston 6 is lowered by an acting on its end 7 linearly moving lifting device down. With its protruding part 14, it initially engages piston 13 . This acts on the fluid in the space 12 and thus moves the clamping jaws 11 of the clamping device 12 to the outside, so that the workpiece 4 is centered and clamped radially. With white further downward movement of the piston 6 , the locking pin 18 is released. The support bolts 17 can move under the action of their springs 20 upwards against the underside of the workpiece 4 and come to rest against it - with an uneven end face of the workpiece 4 at different heights. When the piston 6 is lowered further, its projecting part 14 engages the piston 26 and clamps the support bolts 17 via the fluid in the space 23 , 24 and the clamping parts 22 , so that these provide a fixed, blocked holder for the workpiece 4 against in the axial direction Support bolt 17 zuwir kende workers of a tool 4 processing device, such as a grinding wheel, counteract.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |