DE2556227A1

DE2556227A1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE2556227A1
Application number: DE19752556227
Authority: DE
Inventors: Karl Hiestand
Original assignee: SMW Spanneinrichtungen Schneider und Weisshaupt Firma
Current assignee: SMW Spanneinrichtungen Schneider und Weisshaupt Firma
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1977-06-30
Also published as: JPS5281679A; GB1565213A; IT1074217B; JPS5742443B2; DE2556227C3; FR2334455B1; US4094522A; DE7539795U; DE2556227B2; FR2334455A1

Description

SMW-Spanneinrichtungen , , .. , _: Schneider & Weißhaupt "Ό *

Meckenbeuren 2 5 5 6 2 2 7

Spannfutter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter für Drehmaschinen mit radial verschiebbaren Grund- oder Spannbacken, die jeweils durch eine im Futterkörper tangential zur Drehachse geführten Keilstange antreibbar &ind, wobei die Keilstangen mit Zalmleisten in eine Verzahnung der Backen eingreifen und soweit verschiebbar sind, daß zum Herausnehmen der Backen die Zahnleisten außer Eingriff mit deren Verzahnung sind,und betrifft eine zweckmäßige und in vorteilhafter Weise verwendbare Ausgestaltung eines derartigen Keilstangenfutters .

Durch das DB? 2 007 509 ist bereits eine kraftbetätigte Spanneinrichtung für-Drehmaschinen bekannt, die aus einem Spannfutter, dessen Spannbacken durch im Futterkörper tangential zur Drehachse geführte Keilstatigen antreibbar sind und aus einem am anderen Spindelende befestigten mitlaufenden Druckmittelzylinder gebildet ist. Als Antriebsglied des Spannfutters dient hierbei ein Zahnrad, das über ein durch die Hohlspindel verlaufendes Drehrohr

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mit einem Schwenkkolben eines Schwenkkolbenzylxnders verbunden ist. Bei Beaufschlagung des Schwenkkolbens wird somit dieser und das mit di. sem fest verbundene mit einer "chrägverzahnung versehene Zahnrad verdreht, das mit seiner Verzahnung in die an den Innenseiten der Keilstangen eingearbeitete Verzahnung in Eingriff ist und diese dabei verstellt.

Bei dieser Spanneinrichtung sind zwar die Vorteile eines Keilstangenfutters, nämlich einen raschen Wechsel der Spannbacken vorzunehmen, nutzbar, da der Drehkolben mittels einer besonderen Steuervorrichtung in eine Endstellung gebracht werden kann, in der die Keilstangen mit ihren Zahnleisten außer Eingriff sind, mit den Verzahnungen der Backen. Der Bau- und Pertigungsaufwand insbesondere auch für den mit drei Druckräumen versehenen Schwenk kolbenzylinder ist hierbei aber außerordentlich groß* Eine wirtschaftliche Herstellung dieser Spanneinrichtung ist somit nicht gegeben.

Des weiteren treten in den drei kreissegmentförmig gestalteten Druckräumen des Drehkolbenzylinders große Leckverluste auf und es sind somit auch erhebliche Druckminderungen in Kauf zu nehmen, die durch die Vielzahl der abzudichtenden Spalte und die besondere· artige Ausbildung der aneinanderliegenden Teile bedingt sind. Eine zuverläßige Abdichtung läßt sich daher nicht bewerkstelligen und ein Druck-Speicher sowie ein Rückschlagventil, wie dies von der Berufsgenossenschaft aus Sicherheitsgründen gefordert wird, ist

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da der Druck in dem Drehkolbenzylinder nicht gehalten werden kann, bei dieser Spanneinrichtung nicht anzubringen. Auch wird der verdrehbare Kolben von plötzlich auftretenden Drehmomenten beim Anlaufen und Abbremsen der Spindel ungünstig beeinflußt. Dies kann im Extremfall zvai Öffnen oder Schließen des Spannfutters führen. Außerdem benötigen der Schv.enkkolbenzylinder und das Spannfutter eine Mitnahmesieherung am Zwischenflansch und bei der Futterdirektaufnahme, um die hohen Drehmomente bei der Betätigung aufzunehmen.

Vor allem aber ist es bei dieser bekannten Spanneinrichtung als sehr nachteilig anzusehen, daß eine vielseitige Verwendbarkeit nicht gegeben ist. Der mit einem verdrehbaren Kolben ausgestattete Spannzylinder ist nämlich für Spannzeuge, die über ein axialverschiebbares Betätigungsglied betätigbar sind — und derartige Spannzeuge sind in einem Betrieb in großer Anzahl vorhanden nicht verwendbar, sondern dieser Spannzylinder, wie auch das Spannfutter sind jeweils nur zusammen einzusetzen. Das Umrüsten einer mit einer derartigen Spanneinrichtung ausgestatteten NC-Maschine ist somit sehr zeitaufwendig. Oftmals ist die Verwendung eines andersartigen Futters sogar ausgeschlossen, da der Drehkolbenzylinder fest auf der Maschinenspindel montiert ist.

Von Nachteil ist hierbei ferner, daß die auf eine Keilstange einwirkenden Kräfte jeweils über einen Zahn des mit einer Schrägverzahnung versehenen Zahnrades übertragen werden müssen und daß durch die Drehbewegung des Drehrohres sowie des mit dieser

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fest verbundenen Zahnrades Schmutz, insbesondere Späne, die über die Verzahnung in das Zahnrad fallen können,eingewalzt wird. Dies bedingt nicht nur eine oftmalige Demontage des Spannfutters, um dieses zu reinigen, sondern führt vielfach auch zu Beschädigungen bzw. zur Beeinträchtigung der Rundlaufgenauig·^ keiten der Backen, die wiederum ein Verspannen und eine ungleichmäßige Lastverteilung der Innenteile des Spannfutters bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Spannfutter der vorgenannten Art mit quer zur Futterachse angeordneten auf die Spannbacken einwirkenden Keilstangen zu schaffen, bei dem zwar die Spannbacken außer Eingriff mit den Keilstangen zu bringen sind, das aber diese Nachteile nicht aufweist. Vielmehr soll erreicht werden, daß die Keilstangen durch eine Axialbewegung betätigbar sind und daß dazu ein mit einem axial verschiebbaren, vorzugsweise durch Druckmittel beaufschlagbaren Kolben versehener Spannzylinder verwendbar ist, so daß bei geringer axialer Fucterhöhe große Spannkräfte und eine hohe Zentriergenauigkeit gegeben sind. Ferner soll erreicht werden, daß die aufgebrachten Kräfte und Verstellwege zu übersetzen sind und groß gehalten werden können und dies bei geringem Bau- und Fertigungsaufwand sowie einem hohen Wirkungsgrad. Vor allem soll auch eine vielseitige Verwendbarkeit insbesondere des Spannzylinders gegeben sein, damit die "Ömrüstzeiten einer Maschine beim Aufsetzen andersartiger Spanneinrichtungen kurz sind.

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Gemäß <ier Erfindung wird dies mittels eines Keilstangenfutters erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Antrieb der Keilstangen ein axial über den Arbeitsbereich hinaus in eine vordere oder hintere Endstellung verschiebbares i'-und konzentrisch im Futterkörper geführtes Verstellglied vorgesehen ist, an dem in Richtung der Keilstangen verlaufende und in deren Verstell— richtung geneigte ebene oder gekrümrate Keilflächen oder Zahn— leisten bzw. Verzahnungen angearbeitet sind oder ein Betätigungsglied angebracht ist, und daß jede Keilstange mit einer Gegenfläche oder einer Gegenverzahnung bzw. einem Betätigungsglied versehen ist, die on der Keil- oder Schrägfläche oder den Zahnleisten des Verstellgliedes unmittelbar oder über ein Zwischenglied anliegt bzw. in dessen Verzahnung eingreift.

Sehr voxrteiTha-ft ist es hierbei, das Verstellglied mit tangential zu einem Grundkreis nach außen gerichteten Ansätzen zu versehen, an denen im äußeren Bereich jeweils die mit einer Keilstange zusammenwirkende Keil- oder Schrägfläche oder die Verzahnungen angeformt sind. Nach einer andersartigen Ausgestaltung kann das Verstellglied auch mit einer Gerad- oder Schrägverzahnung versehen sein, in die drehbar in Aussparungen des Futterkörpers gelagerte Zahnräder als Zwischenglieder eingreifen, die jeweils mit in jeder Keilstange eingearbeiteten Verzahnungen kämmen.

Um das Verstellglied undrehbar zu führen,ist es angebracht, dieses mittels in Freisparungen des Futterkörpers eingreifender Ansätze vorzugsweise über die mit Keilflächen versehenen Ansätze verdrehfest zu halten. Die bei der Kraftumlenkung auftretenden Kräfte

werden somit unmittelbar am Futterkörper abgestützt.

Des weiteren ist es aus baulichen Gründen vorteilhaft, die Keilstangen jeweils mit einer in deren Längsrichtung geneigten Aussparungen zu versehen, deren eine oder beide Außenflächen als mit den Ansätzen des Verstellgliedes zusammenwirkende Schräg- oder Keilflächen ausgebildet sin^, wobei diese Aussparungen mit zwei mit unterschiedlicher Steigung in Längsrichtung geneigten, dem Spannhub und einem Eilhub zugeordneten Schräg- oder Keilflächen und die Ansätze des Verstellgliedes mit zwei mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen aufweisen können.

Das Verstellglied kann hierbei als Hülse ausgebildet werden, die über eine Zugstange mit dem von Druckmittel beaufschlagten Kolben als Betätigung.iOigan einer Servoeinrichtung verbunden ist. Es ist aber auch, um eine kompakte Baueinheit nach Art eines Vorderendfutters zu schaffen.möglich, das Verstellglied unmittelbar mit einem von Druckmittel beaufschlagten Kolben als Betätigungsorgan zu verbinden, der in dem die Keilstangen führenden PutterkÖrper verschiebbar angeordnet ist.

Zur selbsttätigen Begrenzung des Arbeitsbereiches des Verstellgliedes kann diesem oder dem Betätigungsorgan auf einfache Weise ein Endst »alter zugeordnet werden, der bei einer vorzunehmenden Verstellbewegung in die Endstellung, um z.B. die Backen auszuwechseln, zu überbrücken i

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Um das Eindringen von Schmutz zu verhindern, ist es des
weiteren angebracht, die Keilstangen auf der mit den Zahnleisten versehenen Seite mit dichtungen zu versehen. Die
Dichtungen der Keilstangen tind hierbei zweckmäöigerweise
als Dichtungsstreifen auszubilden, die parallel zu den Führungsnuten der Backen verlaufen und aufgeschraubt, aufgeklebt oder
in eingearbeitete Schlitze eingesteckt sein können, wobei eine der Dichtungen der Keilstangen jeweils unmittelbar neben der
Zahnleiste und die andere Dichtung im Anschluß an die Freisparung anzuordnen sind.

Zur Verminderung der Reibung können die Keilstangen an ihren
Führungsflächen und/oder deren Anlageflächen des Futterkörpers mit einem Gleitbelag, z.B. einem Molybdänbelag, versehen sein. Es ist aber auch möglich, zwischen den Führungsflächen der Keilstangen und deren Anlageflächen des Futterkörpers aus Kugeln
oder Rollen gebildete Linear-Wälzlager anzuordnen.

Zu dem gleichen Zweck können auch die Schräg- oder Keilflächen bzw. die Verzahnungen des Verstellgliedes und/oder die mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen der Keilstangen mit einem Gleitbelag z.B. einem Molydänbelag, versehen werden oder zwischen diesen kann ein aas Kugeln oder Rollen gebildetes Linear-Wälzlager angeordnet werden. Des weiteren ist es angebracht, die Anlagefläche des Verstellgliedes im Futterkörper und/oder dessen mit dem Verstellglied zusammenwirkende Gegenfläche mit einem Gleit-

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belag}versehen oder zwischen diesen eiu aus Kugeln oder Rollen gebildetes Linearwälzlaa^r anzuordnen.

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Auch kann auf den Ansätzen des Verstellgliedes jeweils ein Wälzlager angeordnet werden, das mit den Schräg- oder Keilflächen der Keilstangen zusammenwirkt, wobei die Wälzlager derart auf den Ausätzen anzuordnen sind, daß diese teilweise an den Schrägflächen der Keilstangen und den dem Verstellglied zugeordneten Gegenflächen der in dem Futterkörper eingearbeiteten Aussparungen anliegen. Umgekehrt können auch in die Keilstangen Wälzlager eingesetzt sein, die mit den an den Ansätzen des Verstellgliedes angeformten Schräg- oder Keilflächen zusammenwirken.

Die Steigung der Zahnleisten der Keilstangen sind hierbei derart zu wählen, daß die Verzahnung der Backen als rechtwinklig zu diesen verlaufende Geradverzahnung auszubilden ist. Dies bringt große fertigungstechnische Vorteile, da die Backen des Spannfutters blockweise hergestellt werden können.

Ferner sollte, um die Backen bevor deren Verzahnung mit den Zahnleisten der Keilstangen in Eingriff kommt, zu halten und auszurichten, in jeder der Keilstangen in de-1 von Zahnleisten freien Bereich in Fortsetzung einer der Zahnleisten ein Halteglied angeordnet sein.

Das Halteglied ist hierbei z·'eckmäßigerweise aus einem drehfest geführten mit Schrägflächen in die Verzahnung der Backen eingreifenden Raststift und einem sich an dem Futterkörper abstützenden Gleitstück zu bilden, zwischen denen eine Druckfeder eingesetzt ist* wobei es des weiteren angebracht ist, dem Gleitstück eine sich in Achsrichtung des Haltegliedes erstreckende Aussparung im Futter-

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körper zuzuordnen, die mit einer Schrägfläche versehen ist und das Gleitstück mit einer keilförmigen Gegenfläche auszustatten, die mit der Schrägfläche der Aussparung beim Einklinken der Backen zusammenwirkt. Wird hierbei der Abstand zwischen dem Raststift und dem Gleitstück derart bemessen, daß diese bei eingeklinkten Backen aneinander anliege^ist gewährleistet, daß insbesondere bei Verwendung von schweren Backen die Kraft der Federn nicht überwunden wird, die Backen werden vielmehr stets i eher durch das Halteglied arretiert.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Spannfutter zeichnet sich nicht nur durch einen geringeren Bauaufwand und niedere Herstellkosten als die vergleichbare vorbekannte Ausgestaltung aus, sondern bietet vor allem den Vorteil, daß durch eine zweifache Umlenkung der eingeleiteten Kraft diese und auch der Zustellweg zu übersetzen sind. Wird nämlich zum Antrieb der Keilstangen ein axial verschiebbares Verstellglied verwendet, an dem mit den Keilstangen zusammenwirkende Schrägflächen oder Verzahnungen angeformt sind, ist es möglich, die auf eine Keilstange einwirkende Kraft jeweils über zwei zusammenwirkende Keilflächen oder Verzahnungen zu übertragen,und zwar von dem Verstellglied über Keilflächen auf die Keilstangen und von diesen über die Zahnleisten auf die Backen. Eine Verstärkung der eingeleiteten Kraft ist scmit ohne weiteres möglich, auch kann der Zustellweg der Spannbacken sehr groß oder sehr klein gehalten werden, so daß ohne Schwierigkeit eine Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse leicht möglich ist.

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Des weiteren ist von Vorteil, daß die Kräfte nicht durch Abwälzbewegungen, sondern durch Gleitbewegungen übertragen werden. Die an der Kraftübertragung beteiligten Bauteile bzw. deren beanspruchte Querschnitte können somit problemlos groß dimensioniert und die Flächenpressung kann klein gehalten werden, so daß auch äußerst hohe Kräfte, die am Futterkörper abgestützt werden, zu übertragen sind.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Spannfutter kann somit als Betätigungsorgan ein handelsüblicher Spannzylinder verwendet werden, dessen Kolben mit dem axial verschiebbaren Verstellglied verbunden ist. Die Kraftbetätigung der bewährten querlaufenden Keilstangen erfolgt somit durch axialgerichtete Druck- und Zugkräfte. Dichtprobleme treten in dem handelsüblichen Druckzylinder nicht auf. Vor allem aber ist auf diese Weise eine vielseitige Verwendbarkeit, insbesondere auf NC-Maschinen gegeben, da nicht nureine rasche Umrüstung des Spannfutters,in-dem die Backen ausgetauscht werden, möglich ist, sondern auch das Keilstangenfutter selbst gegen ein Fingerfutter ein Spannzangenfutter od.dgl. in kurzer Zeit ausgetauscht werden kann, wobei der Spannzylinder als Servoeinrichtung ebenfalls Verwendung findet. Die Rüstzeiten einer Maschine sind auf diese Weise erheblich zu verkürzen.

Die Umlenkung der axialgerichteten Kräfte sowie des axialen Verstellweges erfolgt hierbei, wobei der Spannweg durch eine Ui. ^rschiedliche Neigung der an den Keilstangen angebrachten Schrägflächen auch in einen Spannhub und einen Eilhub unterteilt werden kann, in zwei voneinander verschiedenen Bauteilen,

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nämlich über die Schrägflachen des Verstellgliedes und die Zahnleisten der Keilstangen. Dadurch wird eine kurze axiale Baulänge ermöglicht und es ist gewährleistet, daß das Spannfutter nicht verschmutzt. Die neuartige Konzeption des vorschlagsgemäß ausgebildeten Spannfutters bietet somit nicht nur die Vorteile eines Keilstangenfutters, sondern ermöglicht es auch, daß zu dessen Betätigung ein herkömmlicher Spannzylinder mit axial beaufschlagten Betätigungsorgan eingesetzt werden kann.

Weitere Einzelheiten des gemäß der Erfindung ausgebildeten Spannfutters sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbiispielen, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind, zu . entnehmen. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein mit einer Servoeinrichtung versehenes Spannfutter im Schnitt,

Fig. 2 das Spannfutter nach Fig. 1 in Vorderansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 3 das Spannfutter nach den Figuren 1 und 2 in Draufsicht und teilweise in einem Schnitt nach der Linie III-III der Figuren 1 und 2,

Fig. 4 eine andersartige Ausgestaltung der an den

Keilstangen und dem Verstellglied angebrachten Schrägflächen in einer Darstellung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein Spannfutter n«*ch Fig. 1 mit einem unmittelbar im Futterkörper eingesetzten Betätigungskolben,

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Fig. 6 verschiedene Ausführungsformen der Lagerung einer Keilstange und des Verstellgliedes in einer Darstellung gem. Fig. 2,

Fig. 7 die Anordnung eines an der Schrägfläche einer Keilstange anliegenden Wälzlagers auf dem Verstellglied nach fig. 2,

Fig. 8 eine andersartige Ausführungsform eines Spannfutters nach Fig. 1 mit Zahnrädern als Zwischenglieder zwischen dem Verstellglied und den Keilstangen in Vorderansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 9 das Spannfutter nach Fig. 8 in Draufsicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 10 die Ausgestaltung des bei dem Spannfutter nach

Fig. 1 vorgesehenen Haltegliedes in einem Schnitt und

Fig.11 eine andersartige Ausführungsform des Haltegliedes nach Fig. 10.

Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete Spannfutter besteht aus einem Futterkörper 2 mit Aufnahmeteil, in den in radial gerichteten, T-£örmigen Nuten 5 mit einer Verzahnung 8 versehen© Grundbacken 3 eingesetzt Bind, auf denen auf das nicht gezeigte Werkstück einwirkende Spannbacken befestigt sind. Die Halterung des Spannfutters 1 an einer strichpunktiert eingezeichneten Maschinenspindel 6 erfolgt mittels Schrauben 7, die den Futterkörper durchgreifen oder eine andere Direktaufnahme.

Zur radialen Verstellung der Grundbacken 3 sind hierbei drei

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Keilstangen 11 vorgesehen, die in tangential zur Drehachse verlaufende Nuten 12 eingesetzt sind. Die Nuten 12 sind an deren Enden jeweils mit einem Endstück 13 verschlossen. Auf der Vorderseite sind die Keilstangen 11 mit Zahnleisten 14 ausgestattet, in die die GrUi₁ ibacken 3 mit ihrer Verzahnung eingreifen. Außerdem sir.d im Anschluß an die Zahnleisten an jeder Keilstange 11 Freisparungen 15 vorgesehen, um die Grundbacken 3,sobald deren V.._■ zahnung 8 außer Eingriff ist, aus den Zahnleisten 14 ausklinken zu können.

Das Eindringen von Schmutz, insbesondere von Spänen wird durch Dichtungen 16 und 17 verhindert, die neben den Zahnleisten und der Freisparung 15 angeordnet sind und parallel zu den Nuten 5 verlaufen. Die Dichtungen 16 und 17 sind hierbei durch Dichtungsstreifen 18 und 18' gebildet, die mittels Schrauben 19 befestigt oder aufgeklebt oder in Schlitze eingesteckt sind.

Zur Betätigung der quer zur Drehachse angeordneten Keilstangen ist ein axial verschiebbares Verstellglied 21 vorgesehen, das mit einer Servoeinrichtung 26 in Form eines mit einem Druckmittel beaufschlagbaren in einen Spannzylinder 27 eingesetzten Kolben in Verbindung steht. Dazu ist das Verstellglied 21, das Freisparungen 23 aufweist, um die Grund- oder Spannbacken 3 bzw. bis zum Zentrum einführen zu können, als Hülse 22 ausgebildet und mit einem Gewinde 24 versehen, in das eine mit dem Kolben

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fest verbundene Zugstange, die die Maschiwnspindel 6 durchgreift,

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eingeschraubt ist. Das Spannfutter 1 kann somit leicht von der Servoeinrichtung 26 getrennt werden. Nach einer axialen Verschiebung des Kolbens 28 wird das Verstellglied 21 in gleicher Weise verschoben.

Das Verstellglied 21 weist außerdem tangential zu einem Grundkreis gerichtete Ansätze 41 auf, von denen jeweils einer einer Keilstange 11 zugeordnet ist. Zur Aufnaiane der Ansätze 41 ist der Futterkörper 2 mit entsprechenden Aussparungen 43 versehen.

Und an den Ansätzen 41 sind, wie es insbesondere der Fig. 3 ent-

41' nommen werden kann, im äußeren Bereich Schräg- oder Keilflächen 42 und 42' angeformt, die in Richtung der Keilstangen 11 verlaufen und in deren Verstellrichtung geneigt sind. Die Keilstangen 11 sind mit zugeordneten Schräg- oder Keilflächen 45 und 45' ausgestattet, indem in diese eine Nut oder Aussparung 44 eingearbeitet ist. Bei einer Axialverschiebung des Verstellgliedes liegen die Schrägflächen 42, 42' und 45, 45' aneinander an, so daß die Keiistangen 11 in den Nuten 12 und die mit diesen verbundenen Grundbacken 3 radial in den Nuten 5 verschoben werden.

Die Druckmittelzufuhrung zu dem Druckraum 39 des Spannzylinders 27 erfolgt aus einer Druckmittel--Zuführungsleitung 31 über einen auf der Kolbenstange 29 des von Druckmittel beaufschlagbaren Kolbens 28 angeordneten Drehverteilers 30. Und auf der Kolbenstange 28 ist des weiteren ein Nocken 32 angebracht, der mit einem Endschalter 33 zusammenwirkt, um den dem Spannbereich

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zugeordneten Arbeitsbereich A des Kolbens 28 zu begrenzen. Wird nämlich der Kontakt 34 des Endschalters 33 durch den Nocken 32 geöffnet, so wird über eine Leitung 35 eiu in die Druckmittelzuführungsleitung 31 eingebautes Magnetventil 36 geschlossen, so daß die Druckmittelzufuhr gesperrt ist und eine weitere Verstellbewegung über den Arbeitsbereich A hinaus nicht ausgeführt wird.

Um aber das Verstellglied 21 in eine Endstellung bringen zu können, in der die Zahnleisten 14 außer Eingriff sind, mit der Verzahnung 8 der Grundbacken 3, damit diese, wenn deren Verzahnung 8 in die Freisparung 15 eingreift, ausgeklinkt werden können, ist ein z.B. von Hand betätigbarer, in eine Zweigleitung 37 eingesetzter Schalter 38 vorgesehen. Mittels des Schalters 38 kann bei dessen Betätigung der geöffnete Kontakt 34 überbrückt und das Magnetventil 36 somit geöffnet werden, so daß in diesem Fall der Kolben 28 durch das zugeführte Druckmittel über den Arbeitsbereich A hinaus den Verstellweg Z bis in die Endstellung ausführt. In dieser Stellung sind die Keilstangen 11 in der Weise verschoben, daß deren Zahnleisten 14 außer Eingriff sind mit den Verzahnungen 8 der Grundbacken 3 und dE se somit aus dem Spannfutter 2 herausgenommen werden können.

Die axiale Verstellung des Kolbens 28 und des mit diesem fest verbundenen Verstellgliedes 21 wird durch die an diesem angeformten Schräg- oder Keilflächen 42 und 42', wobei selbstver-

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ständlich t_,.?gebenenf alls nur eine Fläche vorgesehen werden braucht, und den mit diesen zusammenwirkenden Schräg- oder Keilflächen 45 und 45' auf die Keil&cangen 11 übertragen. Und da die Keilstangen 11 mittels der Zahnleiste 14 mit den Grundbacken 3 trieblich verbunden sind, werden die Spannbacken 4 je nach Verstellrichtung des Kolbens 28 auf ein Werkstück zu oder von diesem weg bewegt. Das Verstellglied 21 ist bei einer Axialbewegung über die Ansätze 41, die in die Aussparung 43 eingreifen, unverdrehbar in dem Futterkörper 2 geführt, so daß die auftretenden Kräfte sicher abgestützt werden.

Die Übertragung der Spannkräfte und auch des Verstellweges werden somit jeweils über zwei zusammenwirkende Kexlverzahnungen vorgenommen. Durch eine entsprechende Auslegung der Neigung der Schrägflächen 42 und 45 bzw. der Zahnleisten 14 und der Backenverzahnung 8 kann dabei nicht nur eine übersetzung der eingeleiteten Kraft vorgenommen werden, sondern es ist auch möglich _#- den Spannhub der Spannbacken 4 gegenüber dem Verstellweg des Verstellgliedes ZL zu verändern und den Erfordernissen anzupassen. Bs wird somit ein Keilstangenfutter geschaffen, dessen Keilstangen 11 mittels des axial verstellbaren Verstellgliedes 21 auf einfache Weise betätigbar sind.

Die in die Keilstangen 11 eingearbeitete Aussparung 44 zur Aufnahme des mit den Schrägflächen 42 und 42' versehenen Endbereiches 41' der Ansätze 41 kann, wie es in Fig. 4 dargestellt ist,

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auch mit zwei unterschiedlichen Steigungen geneigt werden. Auf diese Weise werden zusätzliche Schrägflächen 47 und 47' geschaffen, die einem Eilhub, um ein rasches Ausfahren aus der Backenverzahriung 8 zu ermöglichen, zugeordnet sind. Dazu sind auch an dem Ansatz 41 bzw. dessen Endbereich 41' weitere Schrägflächen 46 und 46' angearbeitet, die mit den Schrägflächen 47 und 47' bei einem Eilhub zusammenwirken.

Bei dem Ausführungsbexspxel nach Fig. 5 ist das dem Verstellglied 21 zugeordnete Betätigungsorgan wiederum als von Druckmittel beaufschlagbarer Kolben 51 ausgebildet, der jedoch nach Art eines Vorderendfutters unmittelbar in eine Aussparung 52 des Futterkörpers 2 verschiebbar eingesetzt ist. Mittels Schrauben 53 ist der Kolben 51 fest mit dem Verstellglied 21 verbunden. Zur Begrenzung des Arbeitsbereiches des Verstellgliedes 21 ist an dem Kolben 51 an einer aus dem Futterkörper 2 ragenden Stange 54 ein Nocken 55 angebracht, der mit einem Endschalter 56 zusammenwirkt .

In Fig. 6 ist dargestellt, durch welche Maßnahmen die Reibung an den aneinander anliegenden Flächen des Futterkörpers 2 der Keilstange 11 sowie des Verstellgliedes 21 gemindert werden kann.

An den Seitenflächen 61 und 62 der Keilstangen 11 oder den Seitenflächen 63 und 64 ;r in den Futterkörper 2 eingearbeiteten, diese aufnehmenden Nut 12 können z.B. Gleitbeläge 65 und/oder 66

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aufgebracht werden. Es ist aber auch möglich, zwischen diesen ein aus Rollen _der Kugeln gebildetes Linearwälzlager 67 einzusetzen.

Des weiteren kann die Schrägfläche 42 des Ansatzes 41 und/oder die Schrägfläche 45 der Keilstangenaussparung 44 mit einem Gleitbelag 68 versehen werden, oder zwischen diesen ist ein Wälzlager

73 anzuordnen.

Auch können an anexnaiiderlxegenden Flächen 69 und 70 des Verstellgliedes 21 bzw. der Aussparung 43 des Futterkörpers 2 auf beiden Seiten Gleitbeläge 71 und/oder 72 aufgebracht werden.

Nach Fig. 7 kann der äußere Teil der Ansätze 41 auch als Zapfen

74 ausgebildet werden, auf den ein Wälzlager 75 gelagert ist. Das Wälzlager 75 ist hierbei zweckmäßigerweise derart anzuordnen, daß es nicht nur an den Schrägflächen 45 und 45' der Keilstange 11,sondern auch an den Seitenflächen 70 und 70' der Aussparung 43 anliegt. DacHrch wird die Verstellbewegung des Verstellgliedes 21, rollend übertragen bzw. abgestützt.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Spannfutterausführung ist das axial verschiebbare Verstellglied 21'über ein Zahnrad 85 als Zwischenglied mit den Keilstangen 11 trieblich verbunden. Dazu sind an dem Verstellglied 21" Verzahnungen 82 eingearbeitet und die Keilstangen 11 sind ebenfalls mit Verzahnungen 83 ver-

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sehen, in die das in einer Ausnehmung 84 des Futterkörpers 2 mittels Wälzlager 88 drehbar gelagerte Zahnrad 85 eingreift. Das Zahnrad 85" ist hierbei mit einer Geradverzahnung 86, die mit der Verzahnung 82 des Verstellgliedes 21' kämmt, und einer Schrägverzahnung 87, die in Eingriff ist mit der Verzahnung 83 der Keilstangen 11,versehen. Es kann jedoch bei entsprechender Wahl der Verzahnungen das Zahnrad 85 auch nur mit einer Verzahnung ausgestattet werden. Eine Verstellbewegung des Verstellgliedes 21' wird somit über das Zahnrad 85, den mit diesem trieblich verbundenen Keilstangen 11 in eine radiale Zustellbewegung der Spannbacken 4 umgesetzt.

Um beim Einsetzen der Grunfcacken 3 diese, bevor sie mit den Zahnleisten 14 der Keilstangen 11 in Eingriff sind, auszurichten und zu halten, ist bei dem Spannfutter ein in den Fig. und Il dargestelltes Halteglied 91 vorgesehen, das unmittelbar in die Keilstangen 11 eingesetzt ist, und zwar in einer in diese eingearbeiteten Ausnehmung 90, und zwar in dem nicht mit Zahnleisten 14 versehenen Bereich. Das Halteglied 91 besteht hierbei jeweils aus, einem Raststück 92, das verdrehfest gehalten und mit in Fluchtrichtung der Zahnleisten 14 verlaufenden Schrägflächen 95 versehen ist, einem Gleitstück 93 und einer zwischen diesen angeordneten Druckfeder 94, die in eine Aussparung 96 des Raststückes 92 eingesetzt ist. Die Feder 94 stützt sich dabei an dem Gleitstück 93, das an dem Futterkörper 2 anliegt, ab, so daß durch die Kraft der Fea^r 94 die Grund-

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backen 3 mittels des in dessen Verzahnung 8 eingreifenden Raststückes 92 gehalten werden.

Um auch besonders schwere Backen zuverlässig zu arretieren, ist bei dem AusführungsLaispiel nach Fig. 11 in den Futterkörper 2 eine Aussparung 97 eingearbeitet, die mit einer öchrägflache 98 versehen ist. Und das Gleitstück 93' weist eine in gleicher Weise ausgebildete Schrägfläche 99 aui , die mit dieser zusammenwirkt. Bei einer Verschiebung der Keilstangen 11 läuft somit die Schrägfläche 99 auf der Schrägfläche 98 auf, so daß das Gleitstück 93' in die Aussparung 90 geschoben wird und an dem Raststück 92 anliegt. Das Ra^tstück 92 ist dadurch unverschiebbar gehalten und kann durch Backen axial nicht zurückgeschoben werden.

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9. Dez. 1975

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Claims

Patentansprüche :

( 1.»Spannfutter für Drehmaschinen mit radial verschiebbaren Grund- oder Spannbacken, die jeweils durch eine im Futterkörper tangential zur Drehachse geführten Keilstange antreibbar sind, wobei die Keilstangen mit Zahnleisten in eine Verzahnung der Backen eingreifen und soweit verschiebbar sind, daß zum Herausnehmen der Backen die Zahnleisten außer Eingriff mit deren Verzahnungen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Keilstangen (11) ein axial über den Arbeitsbereich (A) hinaus in eine vordere oder hintere Endstellung verschiebbares und konzentrisch im Futterkörper geführtes Verstellglied (21j 21') vorgesehen ist, an dem in Richtung der Keilstangen (11) verlaufende und in deren Verstellrichtung geneigte ebene oder gekrümmte Keilflächen (42)oder Zahnleisten bzw. Verzahnungen (82) angearbeitet sind oder ein Betatigungsglxed (74, 75) angebracht ist, und daß jede Keilstarige (11) mit einer Gegenfläche (45) oder einer Gegenverzahnung (83) bzw. einem Betätxgungsglied versehen ist, die an der Keil- oder Schrägfläche (42) oder den Zahnleisten des Verstellgliedes (21j 21') unmittelbar oder über ein Zwischenglied (85) anliegt bzw. in dessen Verzahnung (87) eingreift.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (21) mit tangential zu einem Grundkreis nach außen gerichteten Ansätzen (41) versehen ist, an denen im äußeren Bereich (41') jeweils die mit einer Keilstange (11) zusammenwirkende Keil- oder Schrägfläche (42, 42') oder die Verzahnungen angeformt sind.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (21') mit einer Gerad- oder Schrägverzah-

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nung (82) versehen ist, in die drehbar in .-ussparungen (85) des Futterkörpers (2) gelagerte Zahnräder (85) als Zwischenglieder eingreifen, die jeweils mit in jeder Keilstange (11). eingearbeiteten Verzahnungen (83) kämmen.

1. Spannfutter nac. einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (21, 21') mittels in Freisparungen (43) des Futterkörpers (2) eingreifender Ansätze (41), vorzugsweise über die mit Keilflächen (42) versehenen Ansätze (41), verdrehfest gehalten ist.

5. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstangen (11) jeweils mit einer in deren Längsrichtung geneigten Aussparung (44) versehen sind, deren eine oder beide Außenflächen (45, 45') als mit den Ansätzen (41¹) des Verstellgliedes (21) zusammenwirkende Schräg- oder Keilflächen ausgebildet sind.

6. Spannfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die in die Keilstangen (11) eingearbeiteten Ausnehmungen (44) mit zwei mit unterschiedlicher Steigung in Längsrichtung geneigten, dem Spannhub und einem Eilhub zugeordneten Schrägoder Keilflächen (45, 45', 47, 47') und die Ansätze (41') des Verstellgliedes (21) mit zwei mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen (42, 42', 46, 46') versehen sind.

7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet*, daß das Verstellglied (21) als Hülse (22) ausgebildet ist und über eine Zugstange (25) mxt dem von Druckmittel beaufschlagten Kolben (28) als Betätigungsorgan einer Servoeinrichtung (26) verbunden ist.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (21) unmittelbar mit einem von Druckmittel beaufschlagten Kolben (51) als Betätigungsorgan verbunden ist, der in dem die Keilstangen (11) führenden Futterkörper (2) verschiebbar angeordnet ist.

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9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstellglied (21) oder dessen Betätigungsorgan (28 ', 51) bei einer Verstellbewegung in die Endstellung überbrückbare Endschalter (33; 56) zugeordnet sind, mittels denen der Arbeitsbereich des Verstellgliedes (21) selbsttätig begrenzt wird.

10. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Keilstangen (11) auf der mit den Zahnleisten (14) versehenen Seite mit Dichtungen (16, 17) versehen sind.

11. Spannfutter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (16, 17) der Keilstangen (11) als Dichtungsstreifen (18, 18') ausgebildet sind, die parallel zu den Führungsnuten (5) der Backen (3, 4) verlaufen.

12. Spannfutter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Dichtungen (16) der Keilstangen (11) jeweils unmittelbar neben der Zahnleiste (14) und die andere Dichtung (17) im Anschluß an die Freisparung (15) angeordnet sind.

13. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstangen (11) an ihren Führungsflächen (61, 62) und/oder deren Anlageflächen {63, 64) des Futterkörpers (2) mit einem Gleitbelag (65, 66),z.B. einem Molybdänbelag, versehen sind.

1-*. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen <len Führungsflächen (61, 62) der Keilstangen (11) und deren Anlageflächen (63, 64) des Futterkörpers (2) aus Kugeln oder Rollen gebildete Linear-Walzlager (67) angeordnet sind.

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15. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräg- oder Keilflächen (42, 42') bzw. die Verzahnungen des Verstellgliedes (21) und/oder die mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen (45, 45') der Keilstangen (11) mit einem Gleitbelag (68), z.B. einem Molybdänbelag, versehen sind oder daß zwischen diesen ein aus Kugeln oder Rollen gebildetes Linear-Wälzlager (73) angeordnet ist.

16. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (69) des Verstellgliedes (21) im Futterkörper (2) und/oder dessen mit dem Verstellglied (21) zusammenwirkende Gegenfläche (70, 70') mit einem Gleitbelag (71, 72) versehen sind oder daß zwischen diesen ein aus Kugeln oder Rollen gebildetes Linearwälzlager angeordnet ist.

17. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Ansätzen (41, 41') des 'Verstellgliedes (21) Wälzlager (75) angeordnet sind, die mit den Schräg- oder Keilflächen (45, 45') der Keilstangen (11) zusammenwirken.

18. Spannfutter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (75) derart auf den Ansätzen (41) angeordnet sind, daß diese teilweise an den Schrägflächen (45, 45') der Keilstangen (11) und den dem Verstellglied (21) zugeordneten Gegenflächen (70, 70') der in den Futterkörper (2) eingearbeiteten Aussparungen (43) anliegen.

19. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Keilstangen (11) Wälzlager eingesetzt sind, die mit den an den Ansätzen (41, 41') des Verstellgliedes (21) angeformten Schräg- oder Keilflächen (42, 42') zusammenwirken.

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20. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Zahnleisten (14) der Keilstangen (11) derart gewählt ist, daß die Verzahnung (8) der Backen (3 oder 4) als rechtwinklig zu diesen verlaufende Geradverzahnung auszubilden ist.

21. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 20,dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Keilstangen (11) in dem von Zahnleisten (14) freien Bereich (15) in Fortsetzung einer der Zahnleisten ein Halteglied (91) angeordnet ist.

22. Spannfutter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (91) aus einem drehfest geführten, mit Schrägflächen (95) in die Verzahnung (8) der Backen (3 oder 4) eingreifenden Raststift (92) und einem sich an dem Futterkörper (2) abstützenden Gleitstück (93) gebildet ist, zwischen denen eine Druckfeder (94) eingesetzt ist.

23. Spannfutter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleitstück (93¹J eine sich in Achsrichtung des Haltegliedes (91) erstreckende Aussparung (97) im Futterkörper (2) zugeordnet ist, die mit einer Schrägfläche (98) versehen ist, und daß das Gleitstück (93*) eine keilförmige Gegenfläche (99) aufweist, die mit der Schrägfläche (97) der Aussparung (97) beim Einklinken der Backen (3 oder 4) zusammenwirkt .

24. Spannfutter nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Raststift (92) und dem Gleitstück (93¹) derart bemessen ist, daß diese bei eingeklinkten Backen (3 ouer 4) aneinander anliegen.

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11. Dez. 1915

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