Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Spannvor richtung für Werkzeugmaschine, zum Festspannen von Werk stücken, bestehend aus einem Spannfutter mit radial Verstell baren Spannbacken, und mit Elementen zur Zuführung des
Druckmittels.
Bei der Durchführung von maschinellen Arbeitsvorgängen an Werkstücken, die sich in gleicher Form immer wiederholen, ist es wünschenswert, Elemente für das schnelle Einspannen der Werkstücke zu benutzen, und für diesen Zweck stehen schon eine Vielzahl von luftbetätigten Spannfuttern zur
Verfügung. Solchen bekannten Spannfuttern sind jedoch
Grenzen gesetzt. Beispielsweise haben sie einen verwickelten
Aufbau und sie unterliegen Instandhaltungs- bzw. Wartungs problemen. Andere Spannfutter lassen eine präzise und wiederholte Einspannung nicht zu, primär sollen jedoch druckmittelbetätigte Spannvorrichtungen ein schnelles und präzises Einspannen relativ zum Werkzeug ermöglichen.
Demgemäss liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine druckmittelbetätigte Spannvorrichtung zu schaffen, die diese
Nachteile nicht aufweist, dh., es sollen solche Spannvorrich tungen hinsichtlich einer individuellen Verstellung der Spann backen relativ zur Einstellmechanik verbessert werden auch in
Rücksicht auf wiederholbare äussere und innere Spannvor gänge mit hoher Präzision.
Ein weiteres Ziel besteht darin, die Spannvorrichtung so auszubilden, dass ihr ein Kühlmedium durch die Spindel der Antriebsmaschine zugeführt werden kann bei inneren Bearbeitungsvorgängen. Ferner besteht ein weiteres Ziel darin, eine solche druckmittelbetätigte Spannvorrichtung leicht von einer Maschine auf eine andere umspannen zu können, ohne die Notwendigkeit einer Neueinstellung der Spannbacken, wobei ein gegf. eingespanntes Werkstück gleich mit gewechselt werden kann.
Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung gelöst durch a) eine Mehrzahl von in Kanälen des Spannfutters geführten Hauptspannbacken, die mit gegenüber der Stellrichtung geneigten Einstellnuten versehen sind; b)einen innerhalb des Spannfutters angeordneten Zylinder; c) einen innerhalb des Spannfutters axial verschieblich angeordneten Kolben; d) von Kolben getragene Verstellelemente; und e) in die Einstellnuten eingreifende Keile an den Verstellelementen für die radiale Einstellungsveränderung des Hauptspannbacken.
Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung wird nachfolgend an Hand einer zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In dieser Darstellung zeigt
Fig. 1 eine Stirnansicht des Spannfutters;
Fig. 2 in Seitenansicht und teilweise geschnitten das Spannfutter gem. Fig. 1;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Spannfutter längs Linie 111-111 in Fig. 2;
Fig. 4 eine Ansicht der Spannhülse;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Spannhülse gem. Fig. 4;
Fig. 6 in perspektivischer Ansicht eine Spannbacke;
Fig. 7 eine Teilansicht des Spannfutters im Bereich der Spannbacken und
Fig. 8 einen Teilschnitt durch ein kühlbares Spannfutter.
Gemäss Fig. 1 ist das stählerne Spannfutter 12 mit Kanälen 14 versehen, in denen die Hauptspannbacken 15 radial verschieblich angeordnet sind. Eine der Klemmbacken 15 ist in perspektivischer Ansicht in Fig. 6 dargestellt. Eine rückseitige Platte 16 ist mit Schrauben 18 am Spannfutter 12 befestigt.
Eine 0-Ringdichtung 20 sorgt für einen luftdichten Abschluss zwischen der Platte 16 und dem Spannfutter 12. Eine Wandung 21 begrenzt einen Zylinder 22 für die Aufnahme eines Kolbens 24. Dieser Kolben ist gegen die Wandung 21 durch einen 0 Ring 26 abgedichtet. Der Kolben 24 ist mit einer mit Gewinde versehenen Kupplung 28 versehen, an die eine Luftzuleitung angeschlossen werden kann. Die Kupplung ist mit einer ersten Mündung 29 versehen, durch die Luft auf eine Seite des Kolbens 24 geleitet werden kann und mit einer zweiten Öffnung 31, durch die Luft auf die andere Seite des Kolbens 24 gelangen kann. Durch ein bekanntes Vierwegeventil (nicht dargestellt) kann Luft auf eine Seite des Kolbens geleitet werden für die wahlweise Klemmung oder Lösung der Klemmbacken. Gegen die Platte 16 ist die Kupplung mit einem 0-Ring 30 abgedichtet.
Der Kolben 24 trägt drei Verstellelemente 32, die zueinander um 120"versetzt sind. Jedes Verstellelement ist mit einem Fortsatz 34 versehen, der jeweils mit seinem mit Gewinde versehenen Ende 36 in einem Haltering 36' im Kolben 24 sitzt.
Diese Halteringe 36' sind bestimmt für die Befestigung des Verstellelementes 32 am Kolben 24, wobei ein Loch durch den Haltering 36' gebohrt und ein Zapfen 38 eingesetzt wird, um das Verstellement in einer permanenten Stellung zum Kolben 24 zu halten. Jedes Verstellelement 32 ist mit einer 0-Ringdichtung 40 versehen, die das Verstellelement gegen eine Bohrung 42 (Fig. 1) im Spannfutter 12 abdichtet. Jedes Verstellelement 32 ist mit einem Keil 44 versehen, der gegenüber der Achse des Verstellelementes geneigt verläuft. Aus Gründen einer einfachen Fertigung ist das Verstellelement aus zwei Stücken gebildet, von denen eins den geneigten Keil und das Gewinde trägt und aus einer Hülse, die den 0-Ring 40 trägt. Diese beiden Teile des Verstellelementes werden dann durch einen Zapfen 37 zusammengehalten.
Wenn Luft durch die Öffnung 29 in den Zylinder gegeben wird, bewegt sich der Kolben 24 in Richtung auf die Platte 16. Dies bewirkt eine Verstellung der Klemmbakken in radialer Richtung und gegen das Zentrum des Spannfutters, um dadurch einen Klemmvorgang zu bewirken. Wenn der Luftdruck durch die Öffnung 29 abgeblasen und Luft durch die Öffnung 31 eingegeben wird, werden die Klemmbacken zurückgezogen, und das Werkstück kann entnommen werden.
Gemäss Fig. 3 und 6 ist jede Klemmbacke mit einer Randkannte 50 versehen, die eine Nut 44' aufweist. Die Randkannte weist ferner Fortsätze 51 und 52 auf, die in entsprechenden Nuten 51 52' gleiten. Die Randkannte ist mit einer Schraube 52 gesichert, die gegen eine Wand 53 drückt.
Diese Schraube 52 kann mit einem Schlüssel erreicht werden durch eine Bohrung 54' und eine Schraube 54. Bei der Einstellung der Klemmbacken wird die Schraube 52 betätigt für die Bewegung des Teiles 50, um ein richtiges Fluchten relativ zum Keil 44 zu gewährleisten. Wenn die gewünschte Einstellung erreicht ist, wird die Schraube 54 gegen das Teil 50 gedreht, um dessen Bewegung zu verhindern.
Ein Stift 61 ist mit dem Ende einer Feder 62 verbunden, deren anderes Ende mit einem Zapfen 63 an der Spannbacke gehalten ist. Diese Feder 63 verhindert ein Verkanten des Teiles 50 und hält das Teil 50 gegen seinen Boden.
Die Spannhülse besteht aus drei jeweils 120 überstrei- chenden Segmenten 74, die durch Gummistücke 72 zusammengehalten werden, wie aus Fig. 4 und 5 erkennbar. Diese Segmente sind mit Nuten 73 (Fig. 5) versehen, die die Gummistücke 72 aufnehmen. Am Kopf der Segmente sind schwalbenschwanzartig hinterschnittene Schlitze 74 vorgesehen für die Aufnahme von im Querschnitt entsprechend geformten Keilen 76, die mit Schrauben 76 in dem Spannbacken 15 gehalten sind. Diese Spannbüchse mit ihren Gummistücken bewegt sich radial mit einem korrekten rechten Winkel relativ zu Spannfutterachse und legt sich nicht im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen gegen einen Konus an, sondern koaxial fluchtend zum eingespannten Werkstück.
Vorteilhaft kann dadurch diese Hülse an eine Reihe von Werkstücken angepasst werden und demgemäss ist nicht für jede Werkstück grösse eine spezielle Büchse erforderlich. Die Gummistücke 72 haben dabei die Aufgabe, die Segmente zueinander fluchtend zu halten.
In Fig. 8 ist eine spezielle Ausführungsform dargestellt, die für eine innere Bearbeitung bestimmt ist und wo eine offene Bohrung vorhanden sein muss und Elemente zum Ausbringen des abgespannten Materials aus dem Zentrum. Bei diesem Beispiel ist das Spannfutter 100 mit einer zentralen Bohrung 102 versehen. Eine Bodenplatte ist in der Bohrung 102 mit Schrauben 106 gehalten. Eine 0-Ringdichtung 108 dichtet die Platte 104 gegen das Spannfutter 100 ab. In der Bodenplatte 104 ist eine Hülse 110 befestigt und gegen diese durch einen 0 Ring 112 abgedichtet. Eine 0-Ringdichtung 116 dichtet die Büchse 110 gegen ein inneres Rohr 114 ab. Eine Büchse 120 ist mit Innengewinde 122 versehen, in dem miteinementsprechenden Aussengewinde ein Aussenrohr 124 sitzt. Eine rückwärtige Platte 125 ist mit Schrauben 126 auf dem Spannfutter 100 gehalten.
Das Rohr 114 wird von einem Rohr 117 durch einen kreisförmigen Ring 119 auf Distanz gehalten, der mit Öffnungen für die Durchleitung von Luft versehen ist. Das Rohr 117 wird gegenüber des äusseren Rohr 124 durch einen Ring 127 auf radialer Distanz gehalten. Die Teile können relativ zueinander drehen, wofür eine Teflondichtung 130 vorgesehen ist. Drehbare Anschlüsse (nicht dargestellt) führen Luft zu den zwei koaxialen Kammern 132 und 134 für die Betätigung des Kolbens 24, während das Kühlmittel durch das zentrale Rohr 114 zufliesst, dem es durch einen entsprechenden drehbaren und dichten Anschluss zugeführt wird. Solche drehbaren Anschlüsse sind bekannt und bedürfen keiner Beschreibung.
In Fig. 6 ist eine typische Klemmbacke für die Feststellung von Werkstücken dargestellt. Gewindebohrungen 152 in Fig. 1 können für die Anbringung von Hilfshaltern vorgesehen sein.
Wie in Fig. 7 verdeutlicht, können zentral zusammenpassende Klemmbacken anstelle der Spannbüchse 70 vorgesehen werden.
Falls ein Einwegventil in Verbindung mit der Kupplung 28 benutzt wird, wird Luftdruck innerhalb des Zylinders aufrechterhalten. Da der Kolben unter Druck steht, kann das Spannfutter mit einem eingespannten Werkstück bewegt werden, so dass das Spannfutter und das Werkstück zusammen von einer Maschine auf eine andere Maschine gewechselt werden kann.
Die grosse Ausnehmung bzw. Bohrung 102, bzw. 41 zentral im Spannfutter 100 bzw. 12 erlaubt die Einspannung von Teilen mit vorspringenden Bereichen, Naben oder Zapfen ohne die Notwendigkeit der Benutzung besonderer Klemmbacken.
Da die Hauptklemmebacken radial individuell eingestellt werden können, können gehärtete Klemmbacken 155 benutzt werden, da sie nach ihrer Montage in der richtigen Stellung eingestellt werden können.
Mit einer derartigen Vorrichtung können Werkstücke konzentrisch gehalten werden, selbst bei Durchmesserabweichungen von etwa 0,9 mm. Mit der Hauptklemmbackeneinstellung kann die Spannbüchse für eine konzentrische Einspannung eingestellt werden, um geringfügige Ungenauigkeiten zu kompensieren. Ähnlich kann, falls gewünscht, die Einstellung so vorgenommen werden, dass die Spannbüchse um etwa 0,9 mm exzentrisch läuft.
Anstelle der erwähnten Luftbeaufschlagung können natürlich auch andere Gase oder Flüssigkeiten benutzt werden.
The invention relates to a fluid-operated Spannvor direction for machine tools, pieces for clamping work, consisting of a chuck with radially adjustable ble jaws, and with elements for feeding the
Pressure medium.
When performing machine operations on workpieces that repeat themselves over and over again, it is desirable to use elements for quickly clamping the workpieces, and a variety of air-operated chucks are available for this purpose
Available. Such known chucks are, however
Limits. For example, they have an intricate one
Structure and they are subject to maintenance and servicing problems. Other chucks do not allow precise and repeated clamping, however, pressure-operated clamping devices are primarily intended to enable quick and precise clamping relative to the tool.
Accordingly, the invention is based on the object of creating a pressure-medium-operated tensioning device which
Does not have disadvantages, ie. Such Spannvorrich lines with regard to an individual adjustment of the clamping jaws relative to the adjustment mechanism are also improved in
Consideration of repeatable external and internal clamping processes with high precision.
Another aim is to design the clamping device in such a way that a cooling medium can be supplied to it through the spindle of the drive machine during internal machining operations. Another aim is to be able to easily reclamp such a pressure-medium-operated clamping device from one machine to another without the need to readjust the clamping jaws. clamped workpiece can be changed at the same time.
This object is achieved with a clamping device of the type mentioned according to the invention by a) a plurality of main clamping jaws guided in channels of the chuck which are provided with adjusting grooves inclined with respect to the adjusting direction; b) a cylinder disposed within the chuck; c) a piston arranged axially displaceably within the chuck; d) adjustment elements carried by pistons; and e) wedges engaging in the adjustment grooves on the adjustment elements for the radial adjustment change of the main clamping jaw.
The clamping device according to the invention is explained in more detail below with reference to a graphic representation of embodiments.
In this illustration shows
Fig. 1 is an end view of the chuck;
Fig. 2 in side view and partially sectioned according to the chuck. Fig. 1;
3 shows a partial section through the chuck along line 111-111 in FIG. 2;
4 shows a view of the clamping sleeve;
Fig. 5 is a plan view of the clamping sleeve according to. Fig. 4;
6 shows a clamping jaw in a perspective view;
7 shows a partial view of the chuck in the area of the clamping jaws and
8 shows a partial section through a coolable chuck.
According to FIG. 1, the steel chuck 12 is provided with channels 14 in which the main clamping jaws 15 are arranged to be radially displaceable. One of the clamping jaws 15 is shown in a perspective view in FIG. A back plate 16 is attached to the chuck 12 with screws 18.
An O-ring seal 20 ensures an airtight seal between the plate 16 and the chuck 12. A wall 21 delimits a cylinder 22 for receiving a piston 24. This piston is sealed against the wall 21 by an O ring 26. The piston 24 is provided with a threaded coupling 28 to which an air supply line can be connected. The coupling is provided with a first opening 29 through which air can be directed to one side of the piston 24 and with a second opening 31 through which air can reach the other side of the piston 24. A known four-way valve (not shown) can lead air to one side of the piston for either clamping or releasing the clamping jaws. The coupling is sealed against the plate 16 with an O-ring 30.
The piston 24 carries three adjustment elements 32 which are offset from one another by 120 ". Each adjustment element is provided with an extension 34, each of which is seated with its threaded end 36 in a retaining ring 36 ′ in the piston 24.
These retaining rings 36 ′ are intended for fastening the adjusting element 32 to the piston 24, a hole being drilled through the retaining ring 36 ′ and a pin 38 being inserted in order to hold the adjusting element in a permanent position relative to the piston 24. Each adjustment element 32 is provided with an O-ring seal 40 which seals the adjustment element against a bore 42 (FIG. 1) in the chuck 12. Each adjustment element 32 is provided with a wedge 44 which is inclined with respect to the axis of the adjustment element. For reasons of simple production, the adjustment element is formed from two pieces, one of which carries the inclined wedge and the thread, and a sleeve that carries the O-ring 40. These two parts of the adjusting element are then held together by a pin 37.
When air is fed into the cylinder through the opening 29, the piston 24 moves in the direction of the plate 16. This causes an adjustment of the clamping jaws in the radial direction and towards the center of the chuck, thereby effecting a clamping action. When the air pressure is released through opening 29 and air is introduced through opening 31, the jaws are retracted and the workpiece can be removed.
According to FIGS. 3 and 6, each clamping jaw is provided with an edge 50 which has a groove 44 '. The edge also has extensions 51 and 52 which slide in corresponding grooves 51 52 '. The edge edge is secured with a screw 52 which presses against a wall 53.
This screw 52 can be reached with a key through a bore 54 'and a screw 54. When adjusting the clamping jaws, the screw 52 is actuated to move the part 50 in order to ensure correct alignment relative to the wedge 44. When the desired setting is achieved, the screw 54 is turned against the part 50 to prevent its movement.
A pin 61 is connected to the end of a spring 62, the other end of which is held by a pin 63 on the clamping jaw. This spring 63 prevents the part 50 from tilting and holds the part 50 against its bottom.
The clamping sleeve consists of three segments 74 which each extend over 120 and are held together by rubber pieces 72, as can be seen from FIGS. 4 and 5. These segments are provided with grooves 73 (FIG. 5) which receive the rubber pieces 72. At the head of the segments, dovetail-like undercut slots 74 are provided for receiving wedges 76 correspondingly shaped in cross section, which are held in the clamping jaw 15 with screws 76. This clamping sleeve with its rubber pieces moves radially at a correct right angle relative to the chuck axis and does not lie against a cone in contrast to known devices, but coaxially aligned with the clamped workpiece.
As a result, this sleeve can advantageously be adapted to a number of workpieces and accordingly a special sleeve is not required for every workpiece size. The rubber pieces 72 have the task of keeping the segments in alignment with one another.
In Fig. 8 a special embodiment is shown, which is intended for internal machining and where an open bore must be present and elements for removing the anchored material from the center. In this example, the chuck 100 is provided with a central bore 102. A base plate is held in the bore 102 with screws 106. An O-ring seal 108 seals the plate 104 from the chuck 100. A sleeve 110 is fastened in the base plate 104 and is sealed against it by an O ring 112. An O-ring seal 116 seals the sleeve 110 from an inner tube 114. A bushing 120 is provided with an internal thread 122, in which an external tube 124 sits with a corresponding external thread. A rear plate 125 is held on the chuck 100 with screws 126.
The tube 114 is held at a distance from a tube 117 by a circular ring 119 which is provided with openings for the passage of air. The tube 117 is held at a radial distance from the outer tube 124 by a ring 127. The parts can rotate relative to one another, for which a Teflon seal 130 is provided. Rotatable connections (not shown) lead air to the two coaxial chambers 132 and 134 for actuation of the piston 24, while the coolant flows through the central tube 114, to which it is supplied through a corresponding rotatable and sealed connection. Such rotatable connections are known and require no description.
In Fig. 6, a typical jaw for locking workpieces is shown. Threaded bores 152 in FIG. 1 can be provided for the attachment of auxiliary holders.
As illustrated in FIG. 7, centrally mating clamping jaws can be provided instead of the clamping sleeve 70.
If a one-way valve is used in conjunction with clutch 28, air pressure is maintained within the cylinder. Since the piston is under pressure, the chuck can be moved with a clamped workpiece so that the chuck and the workpiece can be changed together from one machine to another.
The large recess or bore 102 or 41 centrally in the chuck 100 or 12 allows parts with protruding areas, hubs or pins to be clamped without the need to use special clamping jaws.
Since the main clamping jaws can be adjusted radially individually, hardened clamping jaws 155 can be used, since they can be adjusted in the correct position after their assembly.
With such a device, workpieces can be kept concentric, even with diameter deviations of about 0.9 mm. With the main jaw adjustment, the clamping sleeve can be adjusted for concentric clamping in order to compensate for minor inaccuracies. Similarly, if desired, adjustment can be made so that the collet is eccentric by approximately 0.9 mm.
Instead of the aforementioned air admission, other gases or liquids can of course also be used.