DE4207113C2 - Vorrichtung zum Positionieren und Halten von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren und Halten von an einer oder zwei gegenüberliegenden Stirnseiten zu bearbeitenden Werkstücken.

In der deutschen Offenlegungsschrift 29 27 071 ist eine Vorrichtung mit einem in einem Gestell mit waagerechter Drehachse gelagerten Drehteller, mit gleichmäßig verteilten Werkstückhaltevorrichtungen beschrieben. Dieser Drehteller läßt sich schrittweise von einer Werkstückeingabestellung über eine Werkstückbearbeitungsstellung in eine Werkstückentnahmestellung bewegen. In der Werkstückbearbeitungsstellung wird das Werkstück spangebend bearbeitet. Diese Vorrichtung wird besonders zum Gewindebohren in Schraubenmuttern verwendet.

Da sich der Drehteller mit der Werkstückhaltevorrichtung vor die Bearbeitungswerkzeuge bewegt und während der Bearbeitung stillsteht, während sich die Bearbeitungswerkzeuge bewegen, ist es erforderlich, die Werkstückhaltevorrichtung im entriegelten Zustand in den Bereich einer Werkstückeinlege- und Positioniervorrichtung zu bringen, das Werkstück einzulegen, die Werkstückhaltevorrichtung zu verriegeln, den Drehteller in den Bereich der Bearbeitungswerkzeuge weiterzubewegen und dort festzuhalten, nach Beendigung der Bearbeitung den Drehteller eine Station weiterzudrehen und dort die Werkstückhaltevorrichtung zu entriegeln, um das fertig bearbeitete Werkstück aus dem Drehteller zu entnehmen.

Bei der bekannten Vorrichtung besteht die Werkstückhaltevorrichtung aus einem Schwenkhebel, der durch Federbeaufschlagung das Spannen des Werkstücks bewirkt, während das Lösen durch Anheben des Hebels durch eine Nockenscheibe bewirkt wird.

Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Haltekraft der Spannvorrichtung ausschließlich durch die auf den Schwenkhebel wirkende Feder bestimmt ist, so daß die Haltekraft verschiedenen Einflüssen unterliegt, wie z. B. Ermüdung der Feder, Abmessungstoleranzen des zu spannenden Werkstücks usw. Andererseits ist die umgekehrte Betätigung, d. h. Spannen des Hebels durch die Nockenscheibe wegen der Abmessungstoleranzen des zu spannenden Werkstücks nicht möglich, da bei Abmessungsabweichungen die Spannkräfte in so großem Maße variieren können, daß bei zu kleinen Werkstücken die Spannkraft nicht ausreicht und bei zu großen Werkstücken eine Beschädigung der Spannvorrichtung eintritt.

Bei einer weiteren aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 37 279 bekannten Vorrichtung zum Bearbeiten von linearen, stangen- oder stabförmigen, insbesondere kreisförmigen Querschnitt aufweisenden länglichen Werkstücken sind an einem Drehteller Werkstückhaltevorrichtungen angeordnet, die durch einen im Drehteller angeordneten und betätigten Mechanismus verriegelt und entriegelt werden. Bei dieser Vorrichtung sollen die Spanneinrichtungen für die Werkstücke um sich selbst drehbar sein, um eine Bearbeitung mit feststehenden Werkzeugen zu ermöglichen. Diese Vorrichtung ist somit kompliziert aufgebaut, da die Betätigungsvorrichtungen für die Spanneinrichtungen über die Drehachse des Drehtellers gesteuert werden müssen.

Schließlich ist noch aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 00 009 eine Vorrichtung bekannt, bei der Werkstücke mittels drehbarer Ladescheiben an einen feststehenden Spannstock übergeben werden, wo die Bearbeitung der Enden der Werkstücke erfolgt. Die Ladescheiben dienen ausschließlich als Werkstückzufuhrvorrichtungen zum feststehenden Spannstock und weisen keinerlei Werkstückhaltevorrichtungen, in denen sich die zu bearbeitenden Werkstücke während der Bearbeitung halten lassen, auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte gattungsgemäße Vorrichtung entsprechend der deutschen Offenlegungsschrift 29 27 071 so zu verbessern, daß sich die Werkstückhaltevorrichtungen am Drehteller auf einfache Weise sicher verriegeln und entriegeln lassen, ohne daß zu hohe oder zu niedrige Spannkräfte auftreten können und ohne daß dazu komplizierte, dem Drehteller zugeleitete Steuerungen erforderlich sind.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird eine Vorrichtung zum Positionieren und Halten von an einer oder an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten zu bearbeitenden Werkstücken vorgeschlagen, die erfindungsgemäß aus einem in einem Gestell gelagerten Drehteller, mindestens einer außermittig am Drehteller angeordneten Werkstückhaltevorrichtung, einer selbsthemmenden Spannvorrichtung an der Werkstückhaltevorrichtung, einer Werkstückeinlege- und -positioniervorrichtung, einer Werkstückentnahmevorrichtung und mindestens einer am Gestell ortsfest angeordneten, an der Spannvorrichtung angreifenden Betätigungsvorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln der Werkstückhaltevorrichtung besteht. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, komplizierte Betätigungsvorrichtungen auf dem Drehteller anzuordnen, die entweder mechanisch oder durch über die Welle des Drehtellers zugeführte Energiebeaufschlagung betätigt werden. Die Erfindung geht vielmehr von der Überlegung aus, daß es genügt, die Werkstückhaltevorrichtungen auf dem Drehteller so zu gestalten, daß sie sowohl in der verriegelten als auch in der entriegelten Stellung ihre Position beibehalten und daß das Verriegeln und Entriegeln der Werkstückhaltevorrichtungen über vom Drehteller unabhängige, am Gestell ortsfest angeordnete Betätigungsvorrichtungen erfolgt.

Diese Betätigungsvorrichtungen können aus ortsfesten, im Bereich des Umfangs des Drehtellers angeordneten Kurvenbahnen bestehen, die direkt auf die Werkstückhaltevorrichtungen einwirken und in einer bestimmten Winkelstellung des Drehtellers das Verriegeln bzw. Entriegeln bewirken.

Vorzugsweise können die Werkstückhaltevorrichtungen aus mindestens zwei Spannbacken und der selbsthemmenden Spannvorrichtung bestehen. Bei einer selbsthemmenden Spannvorrichtung ist nur erforderlich, jeweils die Verriegelung bzw. Entriegelung zu betätigen, während die selbsthemmende Spannvorrichtung nach der Betätigung in ihrer jeweiligen Stellung verbleibt.

Als selbsthemmende Spannvorrichtungen lassen sich drehbare Gewindespindeln einsetzen, die in der jeweiligen Verriegelungs- bzw. Entriegelungsstellung mit am Gestell der Vorrichtung angeordneten Drehvorrichtungen kuppelbar sind.

Bevorzugterweise können die Spannbacken an zwei im Drehteller schwenkbar gelagerten Spannbügeln gelagert sein und können die Spannbügel mittels im Drehteller gelagerter Spannexzenter verriegelt werden. Spannexzenter sind vorteilhaft, da sie nur eine geringe Winkelbewegung benötigen, um die Spannbacken zu verriegeln bzw. zu entriegeln. Des weiteren läßt sich ein Spannexzenter mit einem Betätigungshebel versehen, der mit der am Gestell ortsfest angeordneten Betätigungsvorrichtung zusammenwirkt.

Um die Spannbügel mit den daran gelagerten Spannbacken stets zentrisch zu spannen, kann der Spannexzenter zwei Kurvenbahnen für je eine an jeweils einem Spannbügel gelagerte Kurvenrolle aufweisen. Diese Kurvenbahnen bestehen aus einer Spirale, die so gestaltet ist, daß in jeder Winkelstellung die Selbsthemmung gewährleistet ist.

Die Betätigungsvorrichtungen zum Verriegeln und Entriegeln der Werkstückhaltevorrichtungen können bevorzugterweise aus in die Bewegungsbahn des Spannhebels des Spannexzenters bewegbaren Betätigungshebeln bestehen. Diese Betätigungshebel lassen sich mittels einer Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit betätigen und in die Bewegungsbahn des Spannhebels hineinbewegen oder aus diesem herausbewegen. Das Bewegen der Betätigungshebel mittels der Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgt vorzugsweise während des Stillstandes des Drehtellers.

Die Beanspruchung der Bearbeitungswerkzeuge und die Bearbeitungszeiten lassen sich auf einen Kleinstwert herabsetzen, wenn die an gegenüberliegenden Stirnseiten zu bearbeitenden Werkstücke so in die Werkstückhaltevorrichtungen eingelegt und positioniert werden, daß der Bearbeitungsaufwand auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten gleich ist. Im einfachsten Fall bedeutet dies, daß bei einer Bearbeitung, z. B. eines Rohrstücks, auf genaue Länge die Bearbeitungszugaben auf beiden Seiten gleich sein sollten.

Um dieses zu erreichen, kann die Werkstückeinlege- und Positioniervorrichtung koaxial zur Werkstückhaltevorrichtung in der Werkstückeinlegestellung des Drehtellers angeordnet sein und aus einem ersten, gegen eine Stirnseite des Werkstücks zwischen zwei einstellbaren Anschlägen bewegbaren Haltekopf und einem zweiten, koaxialen, gegen die gegenüberliegende Stirnseite des Werkstücks bewegbaren Haltekopf bestehen. Die beiden einstellbaren Anschläge für den ersten Haltekopf dienen dazu, die Werkstückeinlege- und Positioniervorrichtung an die axiale Länge der zu bearbeitenden Werkstücke anzupassen und diese genau mittig in die Werkstückhaltevorrichtung einzulegen. Nach dem Spannen der Werkstückhaltevorrichtung lassen sich die beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Werkstücks in der gleichen Zeit bearbeiten, da die Bearbeitungszugaben an beiden Stirnseiten gleich groß sind.

Zur Aufnahme eines Werkstücks werden die Halteköpfe in ihre durch Anschläge begrenzte, auseinandergefahrene Stellung gebracht. Ein Werkstück gelangt zwischen die Halteköpfe, und danach werden die Halteköpfe mittels je einer die Halteköpfe axial gegeneinander bewegenden Betätigungsvorrichtung so weit zusammenbewegt, bis das zu bearbeitende Werkstück zwischen den Halteköpfen eingeklemmt ist. In dieser Stellung befindet sich das Werkstück noch außerhalb des Bereichs der Werkstückhaltevorrichtungen und muß daher axial in diesem Bereich bewegt werden. Zu diesem Zweck kann die Betätigungsvorrichtung für den ersten Haltekopf eine größere Axialkraft entwickeln als die für den zweiten Haltekopf, so daß der erste Haltekopf das Werkstück gegen die Kraft des zweiten Haltekopfs in den Bereich der Werkstückhaltevorrichtung bis zum Auftreffen auf den entsprechenden Anschlag verschiebt. Am einfachsten läßt sich dies durch Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheiten mit unterschiedlichen Durchmessern zum Betätigen der Halteköpfe erreichen.

Die Anschläge für den ersten Haltekopf können vorteilhafterweise mittels Gewindespindeln verstellt werden, die entweder von Hand mittels eines Drehknopfes oder automatisch, falls die Vorrichtung mit einer CNC-Steuerung ausgerüstet ist, betätigt werden.

Ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau läßt sich erreichen, wenn zwei Gewindespindeln koaxial in gegenüberliegenden Lagerplatten drehbar angeordnet sind, je eine Verstellplatte mit je einer Gewindespindel im Eingriff steht, mittels paralleler Klemmschrauben mit einer Anschlaggabel verbunden ist, die Verstellplatten und Anschlaggabeln parallele Führungsleisten zwischen sich einschließen und an diesen geführt sind.

Zusätzlich kann mit dem ersten Haltekopf eine zur Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit der Betätigungsvorrichtung parallele, durch eine Anschlaggabel hindurchgeführte Anschlagwelle gekuppelt sein, die mittels eines Druckstücks größeren Durchmessers auf dem Weg zwischen den Anschlaggabeln begrenzt ist.

Um eine Anpassung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser vornehmen zu können, können eine höhenverstellbare prismatische Aufnahme für koaxial zur Werkstückhaltevorrichtung zu positionierende Werkstücke in Verbindung mit der Werkstückzufuhr- und Vereinzelungsvorrichtung vorgesehen sein.

Da der Drehteller einen im Verhältnis zu seiner axialen Erstreckung großen Durchmesser aufweist, müßte die den Drehteller tragende Welle mit ihren Lagern, aber auch der Drehteller selbst sehr steif und damit sehr schwer gebaut sein, wenn die Bearbeitungskräfte ausschließlich durch die Gestaltfestigkeit des Drehtellers und der ihn tragenden Welle in das Gestell der Vorrichtung geleitet werden sollten.

Demgegenüber läßt sich eine sehr leichte Bauweise des Drehtellers erreichen, wenn der Drehteller während der Bearbeitung des Werkstücks durch eine im Bereich der Werkstückbearbeitungsstellung des Drehtellers angreifende Klemmvorrichtung festgehalten wird.

Der Drehteller kann vorzugsweise drei gleichmäßig verteilte Werkstückhaltevorrichtungen und einen umlaufenden Flansch aufweisen, wobei die Werkstücksbearbeitungsstelle der unteren Stellung einer Werkstückhaltevorrichtung entsprechen kann und die Klemmvorrichtung aus beiderseits einer senkrechten, die Drehtellerachse und die Werkstückhaltevorrichtungsachse schneidenden Ebene und etwa in einer waagerechten, die Werkstückhaltevorrichtungsachse schneidenden Ebene angeordneten Klemmkeilpaaren besteht. Dabei können jeweils zwei Klemmkeile an dem Flansch des Drehtellers beiderseits einer jeden Werkstückhaltevorrichtung und zwei radial mittels einer Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit verstellbare Keile am Gestell angeordnet sein. Schließlich können noch am Gestell ortsfeste Gegenhalter im Bereich der radial verstellbaren Keile angeordnet sein und den Flansch des Drehtellers zwischen sich einschließen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine entlang der Linie B-B in Fig. 2 geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung,

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Werkstückhaltevorrichtung,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Werkstückeinlege- und Positioniervorrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Klemmvorrichtung für den Drehteller und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Klemmvorrichtung gemäß Fig. 7.

Ein einfaches, aus Rechteckrohren zusammengeschweißtes Gestell 1 dient als Träger für einen Drehteller 2, der mittels Wälzlagern 6 auf einer mit dem Gestell 1 verspannten Welle 5 drehbar gelagert ist. Der Drehteller 2 weist drei gleichmäßig mit Abstand zur Drehtellerachse 40 angeordnete Ausnehmungen 85 auf, deren Zweck weiter unten erklärt wird. An einer Seite des Drehtellers 2 ist ein Flansch 3 befestigt, der auf seinem Umfang eine Verzahnung trägt. In diese Umfangsverzahnung 4 greift ein von einem Schrittmotor 8 angetriebenes Antriebsritzel 7 ein.

In jeder Ausnehmung 85 ist eine Werkstückhaltevorrichtung aus einem Spannbackenpaar 9 und Spannbügeln 10 angeordnet. Die Spannbügel 10 sind mittels Lagerbolzen 11 im Drehteller 2 schwenkbar angelenkt. Die Spannbacken 9 sind in den Spannbügeln 10 mittels Haltestiften 12 und Klemmstücken 13, die mittels Befestigungsschrauben 14 festgezogen werden, gehalten. Die Spannbacken 9 sind der Form und dem Durchmesser der aufzunehmenden Werkstücke angepaßt. Handelt es sich um Werkstücke mit Kreisquerschnitt, können die Spannbacken 9 den gezeigten kreisförmigen Durchlaß aufweisen. Dieser Durchlaß ist in seinem Durchmesser dem Durchmesser eines aufzunehmenden, zu bearbeitenden Werkstücks angepaßt.

Für jedes Spannbügelpaar 10 ist ein Spannexzenter 15 mittels eines Gelenkbolzens 16 im Drehteller 2 gelagert. Der Spannexzenter 15 setzt sich in einen über den Umfang des Drehtellers 2 hinausragenden Spannhebel 20 fort, auf dessen Ende eine Betätigungsrolle 21 mittels eines Lagerzapfens 22 drehbar gelagert ist. Der Lagerzapfen 22 ist mittels einer Mutter 23 im Spannhebel 20 festgezogen. In den Spannexzenter 15 sind zwei Kurvenbahnen 17 eingefräst, in die jeweils eine Kurvenrolle 19 eingreift. Jede Kurvenrolle 19 ist mittels eines Exzenterbolzens 18 im Spannexzenter 15 drehbar gelagert. Die Exzenterbolzen 18 durchgreifen die Spannbügel 10, wodurch eine Bewegungsverbindung zwischen den Spannbügeln 10 und dem Spannexzenter 15 hergestellt ist.

Die Kurvenbahnen 17 sind spiralig gebogen, so daß bei einem Schwenken des Spannexzenters 15 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung ein Lüften der Spannbügel 10 in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Auf diese Weise wird ein zwischen den Spannbacken 9 gehaltenes Werkstück entriegelt, während bei einer Bewegung im Uhrzeigersinn ein Verriegeln erfolgt.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Drehtellers 2 befindet sich die untere Werkstückhaltevorrichtung (Spannbacken 9, Spannbügel 10) in der Bearbeitungsstellung des Werkstücks. In dieser Stellung werden an eine oder an gegenüberliegende Stirnseiten des eingespannten Werkstücks nicht gezeigte Bearbeitungswerkzeuge herangefahren. Die Bearbeitung der Stirnseiten kann spanlos oder spanabhebend erfolgen. So ist es z. B. möglich, auf Rohlänge zugeschnittene Rohrstücke auf genaue Länge zu bearbeiten, anzufasen und zu entgraten. Rundes oder mehreckiges Stangenmaterial läßt sich ebenfalls durch Bohren, Fräsen, Schleifen u. dgl. spanabhebend bearbeiten. Des weiteren ist es möglich, die Stirnseiten und das Innere eines Rohrstücks durch Rollen spanlos zu bearbeiten.

Die im einzelnen nicht sichtbare linke obere Werkstückhaltevorrichtung befindet sich im Bereich einer Werkstückeinlege- und -positioniervorrichtung 52, während sich die rechte obere Werkstückhaltevorrichtung im Bereich einer Werkstückentnahmevorrichtung 53 befindet. Nach dem Einlegen und Positionieren eines Werkstücks mittels der Werkstückeinlege- und -positioniervorrichtung 52 wird der Spannhebel 20 des Spannexzenters 15 mittels eines an der Betätigungsrolle 21 angreifenden Betätigungshebels 29 im Sinne eines Verriegelns betätigt. An einem Ende einer in einer Konsole 30 drehbar gelagerten Welle 31 ist daher der Schwenkhebel 29 und am anderen Ende ein weiterer Schwenkhebel 32 drehfest befestigt. Der Schwenkhebel 32 wird mittels eines ebenfalls an der Konsole 30 gelagerten Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 33 geschwenkt.

Das Entriegeln des Spannexzenters 15 erfolgt mittels eines Betätigungshebels 34, der an einer in einer Konsole 35 drehbar gelagerten Welle 36 befestigt ist. Am entgegengesetzten Ende der Welle 36 ist ein Schwenkhebel 37 drehfest befestigt, der durch eine Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 38, die ebenfalls an der Konsole 35 gelagert ist, betätigt wird. Der Schwenkwinkel der Betätigungshebel 29 und 34 ist so bemessen, daß der Spannhebel 20 im Stillstand des Drehtellers 2 über einen ausreichenden Weg betätigt wird, um die Spannbügel 10 zu verriegeln oder zu entriegeln. Nach dem Verriegeln bzw. Entriegeln mittels der Betätigungshebel 29, 34 schwenken diese Hebel 29, 34 in die dargestellte Ausgangsstellung zurück, so daß sich der Drehteller 2 frei um eine weitere Station drehen kann. Die Kurvenbahnen 17 in den Spannbügeln 10 sind so geformt, daß sie selbsthemmend sind, so daß der Spannexzenter 15 stets in der verriegelten oder entriegelten Stellung stehenbleibt, auch wenn sich der Drehteller 2 mit hoher Geschwindigkeit von einer Station zur anderen Station weiterdreht.

Zum Positionieren des Drehtellers 2 in jeder Station ist am Flansch 3 ein Axialzapfen 24 angeordnet, den bei Erreichen der vorgegebenen Position eine Gabel 28 umgreift. Diese Gabel läuft in einer an einem Querträger 25 befestigten Führung 27 und wird durch eine Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 26 zum gegebenen Zeitpunkt verschoben.

Da auf das Werkstück und damit den Drehteller 2 während des Bearbeitungsvorgangs erhebliche axiale Kräfte wirken können, die zu einer ungünstigen Kippbelastung des Drehtellers 2 führen können, sind am Gestell 1 Klemmvorrichtungen 39 angeordnet, die beiderseits mit gleichem Abstand zu einer durch die Drehtellerachse 40 und die Werkstückhaltevorrichtungsachse 41 laufende Ebene angeordnet sind. Die Klemmvorrichtungen 39 greifen am Flansch 3 an, und zwar in der Nähe einer durch den Lagerbolzen 11, die Haltevorrichtungsachse 41 und den Gelenkbolzen 16 verlaufenden Ebene. Auf diese Weise werden in Richtung der Werkstückhaltevorrichtungsachse 41 wirkende Axialkräfte von diesen Klemmvorrichtungen 39 direkt aufgenommen und in das Gestell 1 eingeleitet. Die Welle 5 und die Wälzlager 6 werden somit von Kippmomenten entlastet.

Im einzelnen besteht jede Klemmvorrichtung 39 aus einem am Flansch 3 des Drehtellers 2 befestigten Klemmkeil 42 und einem radial verschiebbaren in einer Klemmkeilaufnahme 29 geführten Klemmkeil 43, der mittels einer Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 44 verschiebbar ist. Auf der anderen Seite des Flansches 3 ist eine Gegenhalterplatte 45 angeordnet, die nach Einstellen des Spiels zum Flansch 3 mittels einer Einstellschraube mit Kontermutter 47 mittels einer Klemmschraube 48 auf einem T-Stück 46 festgespannt wird.

Selbstverständlich müssen die Klemmvorrichtungen 39 jedesmal gelöst werden, nachdem ein Bearbeitungsvorgang beendet ist und der Drehteller 2 um eine Position weitergeschaltet werden soll.

An einer Konsole 50 mit Stützarm 51 sind eine Werkstückeinlege- und Positioniervorrichtung 52 sowie eine Werkstückzufuhr- und -vereinzelungsvorrichtung 84 befestigt. An der Konsole 50 sind zwei voneinander beabstandete Lagerplatten 55, 56 angeordnet, die als Lager für eine Gewindespindel 57 und 58 dienen. Auf den äußeren Seiten der Lagerplatten 55, 56 sind auf den Gewindespindeln 57, 58 Drehknöpfe 59 befestigt. Ein Druckring 60 bildet einen axialen Anschlag für die Gewindespindel 57, während auf der anderen Seite der Lagerplatte 55 ein Paar verkonterte Nutmuttern 61 angeordnet sind, wodurch sich das Axialspiel der Gewindespindel 57 in der Lagerplatte 55 auf einfache Weise auf einen geringen Wert einstellen läßt. Die Gewindespindel 58 ist in derselben Weise in der Lagerplatte 56 gelagert.

Auf jeder Gewindespindel 57, 58 ist eine mit einer Gewindebohrung versehene Verstellplatte 62 angeordnet, die sich bei Drehen der Gewindespindel 57 oder 58 axial auf dieser verschiebt. Über jeweils ein Paar Klemmschrauben 63 mit an ihren freien Enden angeordneten Klemmhebeln 64 sind eine Anschlaggabel 65 und eine Anschlaggabel 66 an den Verstellplatten 62 befestigt. Die Verstellplatten 62 und die Anschlaggabeln 65, 66 schließen zwischen sich parallele Führungsleisten 67 ein, mit denen sich die Verstellplatten 62 und die Anschlaggabeln 65, 66 durch Betätigen der Klemmschrauben 63 mittels der Klemmhebel 64 festklemmen lassen. Auf diese Weise lassen sich die Anschlaggabeln 65, 66 mit großer Genauigkeit in jede gewünschte Position innerhalb des durch die Länge der Gewindespindeln 57, 58 bestimmten Verfahrbereichs einstellen und unverrückbar festklemmen.

Eine Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 68 ist zwischen den Lagerplatten 55, 56 befestigt und über ein Kupplungsstück 70 mit einem ersten Haltekopf 54 und einer Anschlagwelle 69 gekuppelt. Die Anschlagwelle 69 ist in einer Kugelbüchse 71 in der Lagerplatte 56 nahezu spiel- und reibungsfrei geführt. Am freien Ende der Anschlagwelle 69 ist ein Druckstück 72 befestigt, das einen größeren Durchmesser als die Anschlagwelle 69 aufweist. Dieses Druckstück 72 begrenzt den Weg des ersten Haltekopfs 54 nach rechts durch Anschlag an die Anschlaggabel 66. Ein Elastomerpuffer 73 mildert den Stoß beim Auftreffen auf die Anschlaggabel 66.

Nach links begrenzt die Anschlaggabel 65 den Weg der Anschlagwelle 69 und damit des ersten Haltekopfes 54. Koaxial zum Haltekopf 54 ist ein zweiter Haltekopf 74 angeordnet, der über ein Kupplungsstück 75 mit einer Führungswelle 76 und einer Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 77 gekuppelt ist. Diese Teile sind an einer Konsole 91 befestigt.

Seitlich vom Drehteller 2 ist im Bereich des ersten Haltekopfes 54 eine prismatische Aufnahme 78 für ein zu bearbeitendes Werkstück angeordnet. Eine Tragplatte 79 für einen zwischen Führungsleisten 80 geführten Schlitten 81 ist an der Konsole 50 befestigt. Der Schlitten 81 läßt sich mittels einer Stellschraube 82 mit Drehknopf 83 höhenverstellen, so daß sich die prismatische Aufnahme 78 an den Durchmesser eines zu bearbeitenden Werkstücks so anpassen läßt, daß die Achse des zu bearbeitenden Werkstücks mit der Achse 42 der Werkstückhaltevorrichtung in der Aufnahmeposition für ein Werkstück übereinstimmt. Eine weitere Konsole 87 am Gestell 1 trägt eine Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 86, die über ein Kupplungsstück 90 mit einem Ausstoßkopf 89 und einer Führungswelle 88 in der gleichen Weise gekuppelt ist, wie z. B. der erste und der zweite Haltekopf 54, 74.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet sich jeweils eine Werkstückhaltevorrichtung im Bereich der Werkstückeinlege­ und -positioniervorrichtung 52, im Bereich der nicht dargestellten Bearbeitungswerkzeuge und im Bereich der Werkstückentnahmevorrichtung 53. In dieser Stellung ist der Drehteller 2 durch die Gabel 28, die den Axialzapfen 24 umgreift, verriegelt. Ein Werkstück wird durch die im einzelnen nicht beschriebene Werkstückzufuhr- und -vereinzelungsvorrichtung 84 freigegeben, gelangt auf die prismatische Aufnahme 78 und wird durch Betätigen der Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 77 zwischen den Halteköpfen 54, 74 festgeklemmt. Danach wird die Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 68 mit Druckmittel beaufschlagt. Da der Durchmesser dieser Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 68 größer als derjenige der Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 77 ist, wird das Werkstück gegen die Kraft dieser Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 77 verschoben, bis das Druckstück 72 an der Anschlagwelle 69 auf die Anschlaggabel 65 trifft. Die Stellung dieser Anschlaggabel 65 wurde durch Drehen der Gewindespindel 58 möglichst genau so bestimmt, daß das Werkstück genau mittig in der Werkstückhaltevorrichtung zu liegen kommt. Jetzt wird der Betätigungshebel 29 über die Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 33 und den Schwenkhebel 32 betätigt, trifft auf die Betätigungsrolle 21 am Spannhebel 20 des Spannexzenters 15 und spannt die Spannbügel 10 mit den Spannbacken 9 zentrisch um das Werkstück. Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird die Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 38 betätigt, schwenkt den Betätigungshebel 34 über den Schwenkhebel 37 und entriegelt die entsprechende Werkstückhaltevorrichtung. Danach wird die Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit 86 betätigt und stößt das Werkstück mittels des Ausstoßkopfes 89 aus der Werkstückhaltevorrichtung aus. Des weiteren wird ein in der unteren Stellung eingespanntes Werkstück beidseitig bearbeitet. Nach Beendigung dieser Vorgänge kehren die Werkstückeinlege- und -positioniervorrichtung 52, die Verriegelungs- und Entriegelungsvorrichtungen und die Verriegelungsgabel 28 in ihre Ausgangsstellung zurück, so daß sich der Drehteller 2 mittels des Schrittmotors 8 um eine weitere Position verdrehen läßt und der ganze Vorgang von neuem beginnen kann.

In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels können der Betätigungshebel 29 zum Verriegeln und der Betätigungshebel 34 zum Entriegeln durch feststehende Nocken ersetzt werden, die ein Verriegeln und Entriegeln während der Drehbewegung des Drehtellers 2 bewirken. Allerdings ist bei dieser Art Betätigung zu beachten, daß sich die Werkstücke über einen kurzen Weg im ungespannten Zustand bewegen, was nur bei geringen Anforderungen an das genaue Positionieren der Werkstücke annehmbar ist.

Des weiteren läßt sich die ganze Vorrichtung an eine CNC-Steuerung anschließen, die das Einstellen der Anschlaggabel 65, 66, der Einstellhöhe der prismatischen Aufnahme 78 und der Breiteneinstellung der Werkstückzufuhr- und -vereinzelungsvorrichtung 84 automatisch in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Werkstück vornimmt.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Positionieren und Halten von an einer oder an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten zu bearbeitenden Werkstücken mit

• - einem in einem Gestell (1) gelagerten Drehteller (2),
• - mindestens einer außermittig am Drehteller angeordneten Werkstückhaltevorrichtung (9, 10),
• - einer selbsthemmenden Spannvorrichtung (15) an der Werkstückhaltevorrichtung (9, 10),
• - einer Werkstückeinlege- und -positioniervorrichtung (52),
• - einer Werkstückentnahmevorrichtung (53),
• - mindestens einer am Gestell (1) ortsfest angeordneten, an der Spannvorrichtung (15) angreifenden Betätigungsvorrichtung (29, 33; 34, 38) zum Verriegeln und Entriegeln der Werkstückhaltevorrichtung (9, 10) und
• - einer Werkstückzufuhr- und -vereinzelungsvorrichtung (84).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhaltevorrichtung (9, 10) aus mindestens zwei Spannbacken (9) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (9) an zwei im Drehteller (2) schwenkbar gelagerten Spannbügeln (10) gelagert sind und die Spannbügel mittels im Drehteller (2) gelagerter Spannexzenter (15) verriegelt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannexzenter (15) zwei Kurvenbahnen (17) für je eine an jeweils einem Spannbügel (10) gelagerte Kurvenrolle (19) und einen Spannhebel (20) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen (29, 33; 34, 38) zum Verriegeln und Entriegeln der Werkstückhaltevorrichtung in die Bewegungsbahn des Spannhebels (20) des Spannexzenters (15) bewegbare Betätigungshebel (29, 34) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshebel (29, 34) mittels Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheiten (33, 38) betätigbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückeinlege- und positioniervorrichtung (52) koaxial zur Werkstückhaltevorrichtung (9, 10) in der Werkstückeinlegestellung des Drehtellers (2) angeordnet ist und aus einem ersten, gegen eine Stirnseite des Werkstücks zwischen zwei einstellbaren Anschlägen (65, 66) bewegbaren Haltekopf (54) und einem zweiten, koaxialen, gegen die andere, gegenüberliegende Stirnseite des Werkstücks bewegbaren Haltekopf (74) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Halteköpfe (54, 74) axial gegeneinander bewegende zweite Betätigungsvorrichtungen (68; 77), von denen die Betätigungsvorrichtung (68) für den ersten Haltekopf (54) eine größere Axialkraft entwickelt als die für den zweiten Haltekopf (74).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Betätigungsvorrichtungen (68, 77) für die Halteköpfe (54, 74) aus Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheiten mit unterschiedlichem Durchmesser bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mittels Gewindespindeln (57, 58) verstellbare Anschläge (65, 66).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gewindespindeln (57, 58) koaxial in gegenüberliegenden Lagerplatten (55, 56) drehbar angeordnet sind, je eine Verstellplatte (62) mit je einer Gewindespindel (57, 58) in Eingriff steht, mittels paralleler Klemmschrauben (63) mit einer Anschlaggabel (65, 66) verbunden ist und die Verstellplatten (62) und Anschlaggabeln (65, 66) parallele Führungsleisten (67) zwischen sich einschließen und an diesen geführt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Haltekopf (54) eine zur Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben-Zylinder-Einheit der Betätigungsvorrichtung (68) parallele, durch eine Anschlaggabel (65) hindurchgeführte Anschlagwelle (69) gekuppelt ist, die mittels eines Druckstücks (72) größeren Durchmessers auf dem Weg zwischen den Anschlaggabeln (65, 66) begrenzt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine höhenverstellbare prismatische Aufnahme (78) für koaxial zur Werkstückhaltevorrichtung (9, 10, 15) zu positionierende Werkstücke.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Werkstückbearbeitungsstellung des Drehtellers (2) angreifende Klemmvorrichtung (39) für den Drehteller (2).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller drei gleichmäßig verteilte Werkstückhaltevorrichtungen (9, 10) und einen umlaufenden Flansch (3) aufweist, die Werkstückbearbeitungsstellung der unteren Stellung einer Werkstückhaltevorrichtung (9, 10) entspricht und eine Klemmvorrichtung (39) aus beiderseits einer senkrechten, die Drehtellerachse (40) und die Werkstückhaltevorrichtungsachse (41) schneidenden Ebene und etwa in einer waagerechten, die Werkstückhaltevorrichtungsachse (41) schneidenden Ebene angeordneten Klemmkeilpaaren (42, 43) besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Klemmkeile (42) an dem Flansch (3) des Drehtellers (2) beiderseits einer jeden Werkstückhaltevorrichtung (9, 10) und zwei radial mittels einer Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit (44) verstellbare Keile (43) am Gestell (1) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell (1) ortsfeste Gegenhalter (45) im Bereich der radial verstellbaren Keile (43) angeordnet sind und den Flansch (3) des Drehtellers (2) zwischen sich einschließen.