DE1922682B2

DE1922682B2 - Spannfutter für Drehmaschinen u.dgl

Info

Publication number: DE1922682B2
Application number: DE1922682A
Authority: DE
Inventors: Pierre Edouard Colombes Hauts-De-Seine Renoux (Frankreich)
Original assignee: Cri-Dan, Paris
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1969-05-03
Publication date: 1979-10-31
Also published as: US3630535A; GB1216151A; BE732535A; DE1922682A1; DE1922682C3; FR1579674A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter für Drehmaschinen u. dgl. Werkzeugmaschinen mit in einem Futterkörper radial geführten Spannbacken, die mittels Spannhebeln über eine Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung verschiebbar sind, wobei die Spannhebel von Nockenflächen eines radial frei einstellbaren Druckringes verschwenkbar sind, der im Spannzustand reibungsschlüssig an eine Ringfläche einer auf der Spindel axial durch Stellmotoren verschiebbaren Flanschringbuchse anpreßbar ist, sowie mit einer Verriegelungsvorrichtung zur wahlweisen Blockierung der Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung.

Bei einem aus der US-PS 33 80 747 bekanntgewordenen Spannfutter der vorstehend beschriebenen Art ist die Verriegelungsvorrichtung zur wahlweisen Blockierung der Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung so ausgebildet, daß sie nur bei Stillstand der Maschine von Hand betätigt werden kann, wobei die hierfür notwendige Manipulation relativ aufwendig ist. Dies bedeutet, daß ein rascher Wechsel des Spannsystems einmal mit und einmal ohne Exzentrizitätsausgleich nicht möglich ist, was in vielen Bearbeitungsfällen, in denen häufig wechselnde Spannsysteme erforderlich sind, von erheblichem Nachteil ist und dies nicht nur wegen der Umständlichkeit der Umrüstung, sondern insbesondere auch wegen der damit verbundenen erheblichen Standzeiten der gesamten Werkzeugmaschine.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde,

ίο ein Spannfutter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Blockiervorrichtung ohne Entnahme des Werkstücks aus der Spindel einfach, vorzugsweise fernbetätigt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Spannfutter

is eier eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Verriegelungsvorrichtung Gleitsteine aufweist, die mittels eines zylindrischen Teils am Flansch der Flanschringbuchse axial verschiebbar angeordnet sind und zur Blockierung mit entsprechend konischen Ausnehmungen des Druckringes zusammenwirken, und daß zum Lösen der Verriegelungsvorrichtung in Lösesteiiung der Spannbacken die Gieitsteine mittels eines fernbetätigbaren Antriebsorgans aus den konischen Ausnehmungen des Druckringes an mit dem Spannfutterkörper einstellbar verbundene Anschläge verschiebbar sind.

Ein derartiges Spannfutter ist nicht nur billig und leicht herstellbar, sondern es bietet darüber hinaus neben der großen Funktionssicherheit den Vorteil, daß das Spannsystem durch Fernsteuerung, beispielsweise durch Drücken auf einen einfachen elektrischen Wählkontakt, gewechselt werden kann, ohne daß es erforderlich ist, das Werkstück aus der Spindel herauszunehmen. Dadurch wird die Betriebszeit der Werkzeugmaschine praktisch nicht unterbrochen, d. h. es entstehen beim Wechsel des Spannsystems neben der Arbeitsersparnis auch keinerlei Standzeiten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemä3en Spannfutters ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel sowie an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Stirnansicht eines Spannfutters für eine Drehmaschine, u. dgl.,

Fig.2 einen Axialschnitt längs der Linie H-Il in Fig.l,

Fig.3 einen Teilschnitt längs der Linie III-III in F i g. 1 und

Fig.4 einen der Fig.3 entsprechenden Teilschnitt, wobei sich die Teile des Spannfutters in einer anderen Betriebsstellung befinden.

Pas Spannfutter umfaßt einen zylindrischen Spannfutterkörper 1, in dem Spannbacken 2 radial gleitend gelagert sind. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind sechs Spannbacken 2 vorgesehen, die in einem äquidistanten Winkelabstand von 60° gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Der Spannfutterkörper 1 ist mirtels Schrauben 3 auf der Drehspindel 4 einer Drehmaschine befestigt. Der feste Teil des Spannfutters, d. h. sein nichtdrehendes Teil, ist mittels Schrauben 5 am Spindelstock 6 der Drehmaschine befestigt, wobei eine die Schutzhülle 8 des Spannfutters tragende Flanschscheibe 7 zwischengelegt ist. Ein Rohr 9, dessen Ende auf der Maschine bearbeitet werden soll, durchsetzt die Spindel 4 entlang ihrer Drehachse vollständig.

Die Spannbacken 2 werden durch eine bekannte

Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung betätigt, mittels der nach Belieben das öffnen oder Schließen der Spannbakken 2 erreicht werden kann und die geometrischen Abweichungen der eingespannten Oberfläche gegenüber der zentrierten Werkstückoberfläche innerhalb gewisser Grenzen ausgleichbar sind. Die Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung weist um Achsen 11 verschwenkbare und vom Spannfutterkörper 1 getragene Spannhebel 10 auf, die jeweils mittels ihres Endes 12 einen Spannbacken 2 betätigen. Das Ende 12 ist als Knochengelenk ausgebildet und wirkt mit einer im Spannbacken 2 entsprechend vorgesehenen Ausnehmung zusammen. Das andere Ende der Hebel 12 weist Lagerzapfen 13 auf, die mit an einem lose gelagerten Druckring 15 vorgesehenen geneigten Flächen 14 zusammenwirken. Der lose .gelagerte Druckring 15 ist mit einem bestimmten radialen Spiel auf eine verschiebbare Flanschringbuchse 16 aufgezogen.

Zwischen dem lose gelagerten Druckring 15 und der Flanschringbuchse 16 sind Scheiben 17 und 18 abwechselnd eingesetzt Die Scheiben 17 sind ohne Spiel im Druckring 15 zentriert, weisen jedoch gegenüber der Flanschringbuchse 16 ein bestimmtes Spiel auf. Dagegen sind die Scheiben 18 ohne Spiel auf der Flanschringbuchse 16 zentriert und weisen gegenüber dem Druckring 15 ein gewisses Spiel auf. Die Anzahl der Scheiben 17 und 18 hängt von der minimal gewünschten Einspannkraft des Spannfutters ab.

Die Flanschringbuchse 16 ist auf dem Spannfutterkörper 1 axial verschiebbar, ist jedoch mit diesem mittels einer oder mehrerer Paßfedern 19 drehfest verbunden. Die axiale Bewegung der Flanschringbuchse 16 erfolgt beispielsweise mittels Stellmotoren 20, wobei vorteilhafterweise Druckmittelmotoren verwendet werden, die auf der mit dem Spindelstock 6 der Drehmaschine kraftschlüssig verbundenen Flanschscheibe 7 befestigt sind. Die Kolbenstangen 21 der Stellmotoren 20 sind an einem. Flansch 22 befestigt, der über ein Axiallager 23 oder eine andere Drehverbindung, beispielsweise über ein Gleit- oder Rollenlager, mit der Flanschringbuchse 16 verbunden ist. Wenn das Druckmittel daher eine der Kolbenstirnseiten der Stellmotoren 20 beaufschlagt, so wird die Flanschringbuchse 16 in der entspiechenden Bewegungsrichtung verschoben, wodurch die Spannbacken 2 entweder das Rohr 9 mit Exzentrizitätsausgleich einspannen oder gelöst werden.

Das Spannfutter weist außerdem zum beliebigen radialen Festlegen des lose gelagerten Druckrings 15 gegenüber der Flanschringbuchse 16 eine Verriegelungsvorrichtung auf. Diese besteht im wesentlichen aus verschiebbar auf der Flanschringbuchse 16 angeordneten Gleitsteinen 24, deren Anzahl beim gezeichneten Ausführungsbeispiel sechs beträgt, jeder Gleitstein 24 weist einen konischen Teil 25 auf, der zum Wiederzentrieren und beliebigen Festlegen des lose gelagerten Druckrings 15 gegenüber der Flanschringbuchse 16 in entsprechend konische Ausnehmungen 26 der lose gelagerten Druckringe 15 eingreifen kann.

Die Gleitsteine 24 sind gegenüber der Flanschringbuchse 16 zwischen zwei Endstellungcn längsverschiebbar, die durch eine unter der Wirkung einer Feder 28 stehende Kugel 27 gebildet sind. Die Kugel 27 ist entweder in einer Nut 29 des Gleitsteines 24 eingerastet, was der Verriegelungsstellung des lose gelagerten Druckrings 15 entspricht, oder sie stützt sich auf dem konischen Teil 25 ar. was der Entriegelungsstellung entspricht.

Die Gleitsteine 24 weisen an jedem Ende einen Stößel 30 bzw. 31 auf. Jeder Stößel 30 ist einem mit dem Spannfutterkörper 1 kraftschlüssig verbundenen Anschlag 32 zugeordnet, wobei dieser Anschlag im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einer lösbaren Schraube besteht. Die Anschläge 32 sind von außen her über Ausnehmungen 33 zugänglich, die an der Stirnseite des Spannfutterkörpers 1 angeordnet und normalerweise durch Schraubstöpsel 34 verschlossen sind.

Die Stößel 31 wirken mit einem Ring 35 zusammen,

ίο der zwischen dem lose gelagerten Druckring 15 und dem Flansch 22 angeordnet ist und mittels Stellmotoren 36, gegenüber dem Spannfutterkörper 1 axial verschiebbar ist, um mit dem Ende der Stößel 31 in Berührung zu kommen. Die Kolbenstangen 37 der Stellmotoren 36 sind am Ring 35 befestigt, und durch Ausnehmungen des Flansches 22 hindurch verschiebbar. Wenn daher die Kolbenstangen 37 in der Zeichnung nach links verschoben werden, so wird lediglich der Ring 35 mitgenommen, während bei einer Verschiebung der Kolbenstangen 37 nach rechts auch der Flansch 22 mitgenommen wird. Wenn sich demgegenüber die Kolbenstangen 2i der Steiimoioren Ty nach iinks verschieben, so werden der Flansch 22 und der Ring 35 gleichzeitig mitgenommen, während bei einer Verschiebung der Kolbenstange 21 nach rechts lediglich der Flansch 7Λ mitgenommen wird.

Das Spannfutter ist daher mit zwei Arten von Druckmittelmotoren versehen: Mit Stellmotoren 20, deren Kolbenstangen 21 am Flansch 22 befestigt sind, und mit Stellmotoren 36, deren Kolbenstangen 37 am Ring 35 befestigt sind. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind je drei Druckmittelmotoren beider Arten vorgesehen, d. h. insgesamt sechs, -die in regelmäßigem Winkelabstand voneinander abwechselnd angeordnet sind.

Zur automatischen Versorgungsumkehr der Stellmotoren 36 ist ein Kleinkontakt 38 vorgesehen. Dieser ist an einem unbeweglichen Teil des Spannfutters, beispielsweise am Gehäuse eines Stellmotors 36, beft-.tigt

■to und stützt sich mittels einer Rolle auf einer waagrechten Ebene 39 des Flansches 22 ab. die an einem Ende mit einer Abschrägung 40 versehen ist.

Das beschriebene Spannfutter funktioniert folgendermaßen:

Bei jeder Öffnungsstellung der Spannbacken 2. d. h_ wenn sich die Flanschringbuchse 16 und der lose gelagerte Druckring 15 unter der Wirkung der Stellmotoren 20 aus der in F i g. 2 ersichtlichen Stellung nach links bewegen, kommen die Stößel 30 der Gleitsteine 24 am Ende des öffnens mit den Anschlägen 32 in Berührung. Dadurch werden die Gleitsteine 24 nach rechts gestoßen, sofern sie es noch nicht waren, und gewährleisten automatisch das Wiederzentrieren sowie ±is radiale Festlegen des lose gelagerten Druckrings 15 gegenüber der Flanschringbuchse 16. da ihr konischer Teil 25 mit der Ausnehmung 26 des lose gelagerten Druckrings 15 zusammenwirkt. Dieser Vorgang kann sich sogar dann abspielen, wenn das Spannfutter noch dreht, da die Gleitsteine 24 mit dem die Anschläge 32 tragenden Spannfutterkörper 1 drehfest verbunden sind. Daher ist der lose gelagerte Druckring 15 des Spannfutters zu Beginn immer verriegelt, und die Gleitsteine 24 nehmen die Stellung gemäß Fig. 2 oder 3 ein. wobei die Kugeln 27 in den Nuten 29 eingerastet sind.

Wenn nun die sechs Stellmotoren 20 und 36 zum Einspannen gleichzeitig derart betätigt werden, daß sich die Kolbenstangen 21 und 37 ins Gehäuseinnere der

Stellmotoren 20 und 36 zurückziehen, so werden die beweglichen Teile 22, 23, 35, 24, 15, 16, 17, 18 gleichzeitig mitgenommen. Die Spannbacken 2 klemmen nunmehr das Rohr 9 konzentrisch ein, da der lose gelagerte Druckring 15 durch die Gleitsteine 24 verriegelt bleibt.

Wenn dagegen zum Einspannen lediglich die drei Stellmotoren 20 betätigt werden, während die Stellmotoren 36 auf Öffnungsstellung geschaltet sind, so werden nur die beweglichen Teile 22, 23, 15, 16, 17, 18 mitgenommen, und der Ring 35 bleibt an seiner Stelle. Die Stößel 31 schlagen daher am Ring 35 an und schieben die Gleitsteine 24 aus den Ausnehmungen 26 des lose gelagerten Druckrings 5 nach links, bis sich die Kugeln 27, wie aus Fig. 4 ersichtlich, an den konischen Teilen 25 abstützen. Der lose gelagerte Druckring 15 des Spannfutters ist nun entriegelt und weist gegenüber der Flanschringbuchse 16 ein bestimmtes radiales Spiel aiii. i^iCSCr »ürgung LSi jcuOCl'i ΓιϋΓ iVlOgiiCf'i, wcni'i UdS Spannfutter stillsteht — was während des Einspannens des zu bearbeitenden Werkstücks praktisch immer der Fall ist -. da der Ring 35 mit dem Spindelstock 6 drehfest verbunden ist. während die Gleitsteine 24 mit dem Spannfutterkörper I drehen.

Nach einem vorher festgelegten Bewegungsablauf des Flansches 22 treibt die Abschrägung 40 der ebenen Fläche 39 die Rolle des Kleinkontaktes 38 an. was die Versorgungsumkehr der drei Stellmotoren 36 bewirkt. Die Kolbenstangen 37 der Stellmotoren 36 ziehen nun den Ring 35 und den Flansch 22 mit sich und wirken zusammen mit den drei Stellmotoren 20, um ein wirkungsvolles Klemmen der Spannbacken auf dem Umfang des Rohres 9 zu erreichen.

Wenn der lose gelagerte Druckring 15 entriegelt ist, so ist dieses Klemmen gleichzeitig mit einem Exzentrizitätsausgleich verbunden, d. h. die Spannbacken 2 passen sich der Außenfläche des Rohres 9 an. wobei lediglich eine unter den verschiedenen Spannbacken 2 ausgegli-

*> chene Klemmkraft ausgeübt wird. Die vom axialen Druck der Stellmotoren 20 und 36 erzeugten Reibungskräfte zwischen den Oberflächen der Scheiben 17 und 18 und den entsprechenden Oberflächen der Flanschringbuchse 16 und dem lose gelagerten Druckring 15 gewährleisten, daß der lose gelagerte Druckring 15 festgelegt ist und die Ausgleichsbewegung nicht mehr rückgängig gemacht wird.

Das Spannfutter kann demnach beliebig entweder auf zur Spindclachse konzentrisches Einspannen oder auf Einspannen unter Exzentrizitätsausgleich eingestellt werden, und zwar automatisch und fast ohne /eilverzug, beispielsweise mittels eines einfachen elektrischen Wählknopfes mit zwei Stellungen, der den Betrieb tier SieiiiiiuiuiL-M 20 und 36 sicucri. Darüber iimaus kann der Wählknopf aus einem in das Programm einer automatischen Maschine eingegliederten Relais bestehen.

Die Anschläge 3 können von Hand abgeschraubt werden, wobei zuvor die Schraubstöpsel 34 zu entfernen

2^r> sind. In diesem Fall bleibt der lose gelagerte Druckring 15 entriegelt, so daß das Spannfutter dauernd auf Einspannen unter Exzentrizitätsausgleich eingestellt ist, ohne d..3 bei jedem Vorgang der elektrisch ? Wählknopf betätigt werden muß. Auf diese Weise wird ein vorzeitiger Gebrauch der Verriegelungsvorrichtung vermieden, wenn während eine,· langen Betriebszeit kein konzentrisches Einspannen durch das Futter erforderlich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannfutter für Drehmaschinen u.dgl. Werkzeugmaschinen mit in einem Futterkörper radial geführten Spannbacken, die mittels Spannhebel über eine Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung verschiebbar sind, wobei die Spannhebel von Nockenflächen eines radial frei einstellbaren Druckringes verschwenkbar sind, der im Spannzustand reibungsschlüssig an eine Ringfläche einer auf der Spindel axial durch Stellmotoren verschiebbaren Flanschringbuchse anpreßbar ist, sowie einer Verriegelungsvorrichtung zur wahlweisen Blockierung der Exzentrizitätsausgleichsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung Gleitsteine (24) aufweist, die mittels eines zylindrischen Teils am Flansch der Flanschringbuchse (16) axial verschiebbar angeordnet sind und zur Blockierung mit entsprechend konischen Ausnehmungen (26) des Druckringes (15) zusammenwirken, und daß zum Lösen der Verriegelungsvorrichtung in Lösestellung der Spannbacken die Gieitsteine (24) mittels eines fernbetätigbaren Antriebsorgans aus den konischen Ausnehmungen des Druckringes (15) an mit dem Spannfutterkörper (1) einstellbar verbundene Anschläge (32) verschiebbar sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan aus einem oder mehreren parallel zur Spannfutterachse angeordneten Stellmotoren (36) besteht, deren Kolbenstangen (37) mit einem, Stößel (31) der Gleitsteine (24) beaufschlagenden Ring (35) verbunden sind, der nur in einer, dem Spannen der Barken entsprechenden Richtung auf die Flanschringbuchse (16) einwirkt, an welcher über ein Axialdrucfdagf- (23) ein Flanschring (22) befestigt ist, mit dem Kolbenstangen (21) von ebenfalls parallel zur Spannfutterachse angeordneten Stellmotoren (20) verbunden sind, die in beiden Bewegungsrichtungen auf die Flanschringbuchse (16) einwirken.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (20; 36) Zylinder-Kolben-Motoren sind, die auf demselben Durchmesser und in gleichem Winkelabstand voneinander abwechselnd angeordnet sind.