DE2417027C2 - Kraftbetätigtes Dreibackenfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kraftbetätigtes Dreibackenfutter mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Ein derartiges Dreibackenfutter ist aus der US-PS 27 94 648 bekannt

Derartige sogenannte Ausgleichsfutter werden benötigt, wenn beispielsweise auf einer Drehmaschine Werkstücke zwischen Spitzen zu bearbeiten sind. jedoch der Bund des Werkstücks, an dem die Backen das Werkstück spannen sollen, nicht genau zentrisch bezüglich der Zentrierachse ist. Beim Spannen soll dann dafür gesorgt werden, daß zwischen den drei Backen feinfühlig ein Kraftausgleich erfolgt unabhängig davon, welchen Spannweg die einzelnen Backen zurückzulegen haben.

Bei dem Dreibackenfutter nach der US-PS 27 94 648 erfolgt die Kraftübertragung vom üblicherweise hydraulisch oder pneumatisch betätigten Spannkolben auf einen konisch ausgebildeten, radial beweglichen Hilfskolben. An dessen Konusfläche liegen die Hebelarme von Übertragungshebeln an, die im Futterkörper gelagert sind und ihrerseits an den Grundbacken angreifen.

Dieses Dreibackenfutter ist jedoch in seinem Aufbau relativ kompliziert, insbesondere benötigt es eine Vielzahl von Bauteilen. Ferner erfolgt bei ihm die Kraftübertragung auf die und von den Übertragungshebeln mit Linienberührung, was nur begrenzte Spann- kräfte ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kraftbetätigtes Dreibackenfutter mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen so auszubilden, das es einerseits ebenfalls feinfühlig auf Exzentrizitäten des Spannbundes eines Werkstücks reagiert und eine selbsthemmende Bauweise ermöglicht, das heißt, einen möglichst guten Kraftausgleich bewirkt, andererseits aber auch die Übertragung hoher Spannkräfte ermöglicht, ohne daß die beteiligten, in Kraftfluß liegenden Bauelemente unzulässig hohen Flächenpressungen unterworfen werden.

Die zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehenen erfindungsgemäßen Maßnahmen sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert

Diese Maßnahmen ermöglichen, daß das Dreibackenfutter extrem einfach aufgebaut ist, bei geringer Schräge der Keilhaken-Keilnut-Führungen hohe Ansprechempfindlichkeit und auch Selbsthemmung besitzen kann und große Kraftübertragungsflächen aufweist

Neben der Bauart mit Übertragungshebeln ist bei Spannfuttern auch die Kraftübertragung vo»n Spannkolben auf die Grundbacken durch schräge Keilhaken-Keilnut-Führungen an sich üblich. So werden auch bei einem als Ausgleichsfütter ausgebildeten Zweibackenfutter (US-PS 26 12 378) schräge Keilhaken-Keilnut-Führungen zur Kraftübertragung verwendet Allerdings erfolgt bei diesem Zweibackenfutter die Übertragung der Spannkräfte vom Spannkolben auf die Grundbakken insgesamt ebenfalls viel komplizierter als bsim Gegenstand der Erfindung, denn bei ihm ist im Spannkolben ein Ausgleichshebel mit zwei gleichlangen Armen gelagert, von denen jeder in einen ihm zugeordneten, axial verschiebbaren Hilfskolben eingreift der einer Grundbacke zugeordnet und mit dieser über eine Keilhaken-Keilnut-Führung gekoppelt ist Bei diesem Zweibackenfutter ist also wieder eine Vielzahl von Bauelementen vorgesehen, und liegt auch Linienberührung der Bauteile im Kraftfluß vor mit den gleichen nachteiligen Folgen, wie sie für den eingangs beschriebenen Stand der Technik erläutert sind.

Bevorzugte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüc;.en definiert

Ausführungsbeispiele des Dreibackenfutters gemäß der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die stark schematisierten Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Dreibackenfutter in einer ersten Ausführungsform im Axialschnitt nach Linie 1 -1 der F i g. 2,

F i g. 2 einen Radialschnitt nach Linie 2-2 der F i g. I und

F i g. 3 eine Darstellung ähnlich F i g. 1 einer alternativen Ausführungsform.

Soweit die beiden Ausführungsformen gleiche oder äquivalente Teile enthalten, sind diese in allen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nur bei der ersten Ausführungsform im einzelnen erläutert.

Bei dem für eine Drehmaschine bestimmten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 sind im Futterkörper 10 Grundbacken 12,14 und 16 radialbeweglich geführt; auf die Grundbacken sind je nach Einsatzfall unterschiedliche Aufsatzbacken 18 aufschraubbar. Dargestellt ist die Außenspannung eines Werkstücks 20, das zwischen einer Zentrierspitze 22 des Dreibackenfutters und einer Zentrierspitze 24, die im Reitstock der Drehmaschine sitzt, aufgenommen ist. Es sei angenommen, daß aus irgendeinem Grunde die vorgearbeiteten Zentrierbohrungen 26, 28 des Werkstücks 20 außermittig bezüglich eines Bundes 30 des Werkstücks 20 liegen, der von den Aufsatzbacken 18 gespannt werden soll.

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Die Zentrierspitze 22 des Dreibackenfutters ist auf einem Deckel 32 angeordnet, der am Futterkörper 10 verschraubt ist. Die Grundbacken 12,14 und 16 weisen an ihrer radial einwärts liegenden Seite je einen im Querschnitt T-förmigen Keilhaken 34 auf, der schräg zur Futterachse verläuft Jeder Keilhaken 34 greift mit geringem radialen und großem tangentialen Spiel in eine als komplementäre Keilnut ausgebildete Keilhakenführung 36 eines Hilfskolbens 38, der mit radialem Spiel »a« in einer Kolbenbohrung 40 des Futterkörpers 10 angeordnet ist In der Kolbenbohrung 40 ist ein Spannkolben 42 geführt der in nicht dargestellter Weise mit einem Hydraulikzylinder oder einem Pneumatikzylinder verbunden ist, welcher zum Zweck des Spannens bzw. Lösens den Spannkolben 42 in Axialrichtung von dem Werkstück 20 weg bzw. auf das Werkstück 20 zu bewegt Der Spannkolben 42 greift von außen mit einem Ringflansch 44 über einen Bodenflansch 46 des Hilfskolbens 38, wobei auch hier wiederum das erwähnte radiale Spiel vorgesehen ist Der Hilfskolben schwimmt mithin radial in der Kolbenbohrung 40 des Futterkörpers 10, wobei das Maß seiner Dezer:irierung durch die Radiusdifferenz »a« bestimmt ist und das Spiel der Flansche 44, 46 einerseits, das tangentiale Spiel zwischen den Keilhaken 34 und Keilhakenführungen 36 2s andererseits entsprechend etwas größer bemessen ist

Trifft nun beim Spannen die erste Backe auf das Werkstück 20, so läuft der Hilfskolben 38 längs ihres Keilhakens 34 radial auswärts. Dank der großen Wegübersetzung durch die Keilwinkel zwischen den Keilhaken-Keilnut-Führungen und der Futterachse — die vorzugsweise sehr klein gewählt sind, um auch die Selbsthemmung zu begünstigen — liegt die betreffende Backe nur mit minimaler radialer Kraft an dem

30 Werkstück 20 an, wenn der Hilfskolben 38 längs ihres Keilhakens 34 gleitet Die hierbei zwischen dero Spannkolben 42 und dem Hilfskolben 38 sowie zwischen dem Hilfskolben 38 und den Grundbacken 12,14 und 16 auftretende flächige Berührung von relativ großen Führungsflächen ermöglicht später beim Festspannen die Übertragung auch extrem großer Spannkräfte.

Um das Dreibackenfutter auch für die Arbeiten ohne Zentrierspitze 22 brauchbar zu machen, genügt es, die Zentrierspitze 22 abzunehmen und den Hilfskolben 38 durch einen anderen Hilfskolben zu ersetzen, der in der Kolbenbohrung 40 geführt ist Um diesen Austausch schnell durchführen zu können, sind die Flansche 44,46 vorzugsweise so gestaltet daß sie nach Art eines Bajonettverschlusses ineinandergreifen. Diese Verbindung kann sich nicht selbst lösen, da der Hilfskolben 38 durch den Eingriff der an den Grundhacken 12,14 und 16 ausgebildeten Keilhaken 34 in seine Kcilhakenführungen 36 gegen Drehung gesichert ist

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist die Verbindung zwischen Spannkolben 42 und Hilfskolben 38' abweichend von der ersten Ausführungsform aufgebaut Der Spannkolben 42' weist eine zentrale Gewindebohrung 50 auf/ in die ein Haltebolzen 52 eingeschraubt ist Dieser liegt mit seinem Bund 54 in der Stirnfläche des Spannkolbens 42' an und mit seinem Kopf 56 in einer Gegenplatte 58, die wie der Spannkolben 42' in der Kolbenbohrung 40 des Futterkörpers 10 geführt ist Zwischen dem Spannkolben 42' und der Gegenplatte 58 ist schwimmend der Hilfskolben 38' aufgenommen, dessen zentrische Durchbrechung 60 den Schaft des Haltebolzens 52 mit Spiel umgibt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Kraftbeiätigtes Dreibackenfutter mit in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Grundbackeu, welche mittels eines axial beweglichen Spannkolbens betätigbar sind, der mit den Grundbacken über einen senkrecht zur Drehachse des Dreibackenfutters beweglichen Hilfskolben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (38; 38') unmittelbar mit den Grundbakken (12; 14; 16) über an den Grundbacken (12; 14; 16) ausgebildete Keilhaken (34) und am Hilfskolben (38; 38') ausgebildete Keilhakenführungen (36) verbunden ist, und daß die Keilhakenführungen (36) des Hilfskolbens (38; 38') so ausgebildet sind, daß der Hilfskolben (38; 38') zur Radialrichtung der Grundbacken (12; 14; 16) senkrecht beweglich ist

2. Dreibackenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (38) mit dem Spannkolben (42) über eine Bajonettkupplung (44, 46) verbunden ist

3. Drcibackcnfuttcr nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (38') zwischen dem Spannkolben (42') und einer mit diesem starr verbundenen Gegenplatte (58) aufgenommen ist

4. Dreibackenfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Hilfskolbep zwischen Anschlägen beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschläge die Innenfläche einer Futterkörperbohrung (40) vorgesehen ist, in der der Spannkolben (42; 4?) geführt ist, und daß der Hilfskolben (38; 38') einen der größten auszugleichenden Exzentrizität entsprechend kleineren Durchmesser als die Futterkörperbohrung (40) besitzt

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