DE2737224C2 - Spannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff! ein Spannfutter mit mehreren in einem Futterkörper radial verstellbaren Spannbakkcn. die durch einen axial beweglichen, vorzugsweise druckmittelbetätigten Futterkolbcn über Spannhebel betätigbar sind, welche im Futterkörper gelagert und jeweils paarweise durch am Futterkolben gelagerte Ausgleichelemente antreibbar sind, die zum ausgleichenden Spannen aus einer Mittellage heraus relativ zum Fulterkolben beweglich und zum zentrischen Spannen in ihrer Mittcllage blockierbar sind.

Derartige, als Ausgleichfutter bezeichnete Spannfutter sind aus der US-PS 30 82 015 bekannt. Mit ihnen lassen sich auch unbearbeitete Werkstücke, beispielsweise Schmiedestücke, sicher einspannen, deren Kontur

— gegebenenfalls durch das Vorhandensein von Grillen

— mehr oder weniger stark von der Kreisform abweicht Diese Abweichungen der Wcrkstückeinspannflächen von ihrer Sollform werden bei diesen bekannten Spannfuttern dadurch ausgeglichen, daß die jeweils eine Spannbacke antreibenden Spannhebel paarweise durch ein am Fulterkolben gelagertes Ausglcichclemeni angetrieben werden, das in einem gewissen Maße pendelnd am Futterkolben angeordnet ist, so daß sich benachbarte Spannbacken relativ zueinander verstellen können. Zum zentrischcn Spannen vorbearbeiteter Werkstücke sind die Ausgleichelemente in ihrer Mittellage blockierbar.

Der Gebrauchswert des aus der US-PS 30 82 015 bekannten Spannfutters ist erheblich eingeschränkt, weil die schwingenden Spannstellen eine Begrenzung des in Spanndurchmessers bis zu den Drehpunkten der Spannhebel einer AuGenspannung bewirken. Bei größeren Spanndurchmessern entsteht eine Bewegungskomponentc des Werkstückes, die vom Futterkörper weggerichtet ist. Es muß deshalb bei der bekannten Futterkonstruktion darauf geachtet werden, daß die Spannkraft keine Komponente besitzt, die das Werkstück von den am Futterkörper angebrachten Plananschlägen wegzieht. Hinsichtlich der Lagerung und Bewegung der pendelnden Teile zum Erzielen eines ausgleichenden Spannens besitzt das vorbekannte Spannfutter einen komplizierten und damit teueren sowie störanfälligen Aufbau. Weiterhin wird bei der bekannten Konstruktion der Ausglcicheffeki zwischen zwei paarweise angetriebenen Spannbacken durch ein axiales Verschieben 2^Γι von Walzenteilen ermöglicht, die am Futterkolben tangential verschiebbar gelagert sind. Eine solche Verschiebebewegung ist sehr schwergängig, was insbesondere beim Spannen dünnwandiger Werkstücke, beispielsweise von Ringen, nachteilig ist. Außerdem besitzt jo die bekannte Konstruktion den Nachteil, daß die Blokkicrung der Ausgleichelemente in ihrer Mittellage durch einzelnes Verdrehen von Blockierteilen geschieht, die erst nach dem Lösen eines Stopfens in der vorderen Abdeckung des Futterkörpers zugänglich j^r> sind, wobei darauf geachtet werden muß, daß eine Verdrehung um exakt 180° erfolgt, da sonst keine eindeutige Festlegung der tangential verschiebbaren Walzenlei-Ie erzielt wird.

Ausgehend von der aus der US-PS 30 82 015 bekann-4(i ten Fuitcrkonstruktion, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Umstellung eines wahlweise als Ausgleichfuttcr oder als zentrisch spannendes Futter verwendbaren gattungsgemäßen Spannfutters mit einfachen Mitteln innerhalb kürzester Zeit sowie zuverlässig 4^ri zu bewirken.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichelemcntc als Doppclhebel ausgebildet sind, die um eine radial zur Bewegungsrichtung des Futterkolbens liegenw de Pendelachse schwenkbar und die gemeinsam durch ein mit dem Futterkolben bewegliches und in Bewegungsrichtung des Futterkolbens relativ zu diesem manuell bzw. fernbetätigt verstellbares Sperrglied in ihrer Mittellagc blockierbar sind.

^r)5 Durch diese crfindungsgcmäße Ausbildung wird die Möglichkeit geschaffen, sämtliche Ausgleichelemente gemeinsam durch ein axial gegenüber dem Futterkolben verschiebbares Sperrglied in ihrer Mittellage zu blockieren, wodurch sich nicht nur eine zeitsparende, Mi sondern auch eine erheblich sicherere und einfachere Umstellung vom ausgleichenden Spannen zum zentrischen Spannen ergibt. Diese Möglichkeit setzt die Ausbildung der Aiisglcichclemcnte als Doppelhebel und deren Lagerung um eine radial zur Bewegungsrichtung h^ri des l'iillerkolbens liegende Pendelachse voraus, wodurch sich eine erhebliche Konslruktionsvereinfachung für den gesamten Aufbau des Spannfutters ergibt. Die eiTindungsgemäße Konstruktion ist somit nicht nur ein-

fächer, preiswerter herstellbar und sicherer in ihrer Wirkung, sondern gegenüber der bekannten Konstruktion erheblich leichtgängiger, so daß auch empfindliche Werkstücke, wie dünne Ringe, ausgleichend gespannt werden können, ohne daß die Gefahr fines Verforniens der Werkstücke besteht.

Mit dem erfindungsgeniäOen Spannfutter, das sowohl für einen senkrechten als auch für einen waagerechten Anbau gleiehgul geeignet ist, lassen sich ohne die Notwendigkeit eines Futter- oder Werkzeugmaschinen-Wechsels beispielsweise Kugellagerringc bearbeiten, die als rohes Schmiedeteil mit beweglichen Ausgleichhebeln eingespannt und auf der einen Hälfte bearbeitet werden, anschließend gewendet und mit festgelegten Ausgleichhebeln zentrisch gespannt werden, so daß mit der hierbei erreichbaren hohen Zentriergenauigkeit eine Fertigbearbeitung der anderen Hälfte möglich ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Sperrglied mittels eines manuell betätigbaren mechanischen Steügliedes, beispielsweise einer Schraube, gegenüber dem Futterkolben in dessen Achsrichtung zwischen zwei Endstellungen verstellbar. Dies ergibt eine einfache mechanische Ausführung für das Sperrglied, die beispielsweise dann verwendet werden kann, wenn nach einer gewissen Zahl von Einspannvorgängen unter Benutzung der Ausgleichbewegungen anschließend eine Anzahl von Bearbeitungsvorgängen folgt, die eine zentrische Einspannung voraussetzen.

Soll dagegen kurzfristig zwischen einer ausgleichenden und einer zentrischen Spannbewegung gewechselt werden, kann das Sperrglied gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mittels einer Kolbenstange durch einen druckmittelbeaufschlagten Verstellkolben in Achsrichtung des Futterkolbens zwischen zwei Endstellungen verstellt werden. Diese Verwendung eines Druckmittelzylinders für die Verstellung des Sperrglicdes schafft neben einem kurzfristigen Wechsel der Einspannart auch die Möglichkeit, diesen Wechsel zwischen zentrischem und ausgleichendem Spannen in das Programm der Werkzeugmaschine aufzunehmen und somit den Vorgang zu automatisieren.

Bei einem Spannfutter, bei dem der Futtcrkolben über eine Zugstange mit einem Druckmiticlkolben in Antriebsverbindung steht, läßt sich eine besonders raumsparende Anordnung für diese Kraftbetätigung ei findungsgemäß dadurch erzielen, daß die Kolbenstange für das Sperrglied als die Zugstange umgebende Hülse ausgebildet ist und daß der Verstellkolben für das Sperrglied innerhalb des Druckmittelkolbcns für den Futterkolben angeordnet isi.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbcispicle des erfindungsgemäßen Spannfutters schematised dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste, kraftbetätigte Ausführungsform des Spannfutters,

Fig.2 eine teilweise gemäß der Schnittlinie H-Il geschnittene Vorderansicht des Spannfutters nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten Druckmittelzylinder zur Betätigung des Spannfutters nach den F i g. 1 und 2 und

Fig.4 eine zweite, handbetätigte Ausführungsform des Spannfutters anhand eines Längsschnittes durch den Futterkolben.

Das erste Ausführungsbeispiel des Spannfutters gemäß den F i g. 1 bis 3 ist ein kraftbelätigtcs Futter mit einem Futterkörper 1, der ^;n bekannter Weise miticls Futterbefestigungsschraubcn 2 am Vorderflansch /'einer Spindel Seiner Werkzeugmaschine befestigt ist, von der außer der Spindel .S" lediglich ein Teil des .Spindelkastens CSstrichpunktiert dargestellt ist. Im Fulterkörper 1 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Grundbacken 3 in radialer Richtung verschiebbar gela-

-) gert. Auf diese Grundbackeri 3 sind in bekannter Weise unterschiedliche Aufsalzbacken aufsetzbar, die der besseren flhersichilichkeii wegen auf der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Iede (irundhacke .1 wird — wie am besten in 1- ig. 1

ίο /u erkennen ist — durch einen Spannhebel 4 betätigt, der um eine Hebelachse 5 verschwenkbar ist. Diese Hebclachscn 5 der Spannhebel 4 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Lagerring 6 angeordnet, der in den Futterkörper 1 eingesetzt ist. Jeder Spannhebei 4 greift einerseits in eine Aussparung der zugehörigen Grundbacke 3 und andererseits mittels eines Hebelbolzens 7 in einen Ausgleichhebel 8 ein.

Dieser Ausgleichhebel 8, der mit jeweils zwei benachbarten Spannhebeln 4 zusammenwirkt, ist auf einer Pendciachse 9 verschwenkbar am Futterkolben IO gelagert, dessen Axialverstcllung eine Radialbewegung der aus Grundbacken 3 und Aufsatzbacken bestehenden Spannbacken zur Folge hat.

Die axiale Verstellung des Futterkolbens 10 erfolgt durch eine Zugstange II, an deren vorderem Ende der Futtcrkolben 10 mittels einer Zugschraube 12 befestigt •st. Das hintere Ende der Zugstange 11 ist mit einem Druckmittelkolbcn 13 eines Druckmittelzylinders 14 verbunden. Dieser in F i g. 3 schematisch dargestellte Druckmiltelzylinder 14 ist mittels Schrauben 15 an einem auf der Zeichnung nicht dargestellten hinteren Flansch der Spindel 5 befestigt, so daß er sich mit der Spindel dreht. Die Zufuhr des Druckmittels, das zur Betätigung des Druckmittelkolbcns 13 erforderlich ist, erfolgt durch ein Druckmittelüberleitungsgehäuse 16. Dieses Druckmitielübeilcitungsgehäuse 16 ist auf einem Zapfen 14,-i des Druckmittelzylinders 14 drehbar gelagert. Es wird gegenüber dem sich drehenden Druckmitlcl/ylindcr 14 festgehalten und besitzt vier Anschlüsse zur Zuleitung von Druckmittel.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, dienen Druckmittclanschlüsse 16;j und 166 zur Zuleitung von Druckmittel zwecks Verstellung des Druckmittelkolbens 13. Zwei weitere Druckn.melanschlüsse 16c und

■r. 16c/ führen ein anderes Druckmittel in das Innere des Druckmittelkolbcns 13, in dem ein Verstellkolben 17 axial verstellbar angeordnet ist. Die Kolbenstange dieses Vcrslellkolbens 17 ist als Hülse 17.·/ ausgeführt, welche die Zugstange 11 umgibt.

Über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Verbindungsroh!· ist die Hülse 17;i mit einem Sperrglied 18 verbunden. Dieses Sperrglied 18 ist in Fig. 1 zu erkennen. Es umgibt rohrförmig den vorderen Teil der Zugstange 11 und ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe F i g. 2) mit drei Anschlagstücken 18a versehen, welche in der vorderen Stellung des Sperrgliedes 18 eine Festlegung der Ausgleichhebel 8 bewirken. Diese vordere Stellung ist in F i g. 1 gezeichnet.
Während das Sperrglied 18 in seiner vorderen Stel-

bo lung durch eine Blockierung der Verschwenkbarkeit der Ausgleichhebel 8 einen zentrischen Spannvorgang der Spannbacken bewirkt, kann ein Einspannen von Werkstücken mit ausgleichender Spannbewegung erreicht werden, solern sich das Sperrglied 18 in einer hinteren

h5 radstellung befindet, in welcher die Anschlagstücke 18;) eine Versehwcnkbewcgung der Ausgleichhebel 8 um die l'cndelachsen 9 ermöglichen. Bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gelangt das

Sperrglied 18 in diese hintere Stellung, wenn der Verstellkolben 17 über den Druckmittelanschluß 16c auf seiner stangenseitigen Fläche mit Druckmittel beaufschlagt und auf diese Weise relativ zum Futterkolben 10 zurückgezogen wird. Durch Zufuhr von Druckmittel ^r> über den Druckmittelanschluß 16d wird dagegen der Verstellkolben 17 nach vorn verschoben, so daß das Sperrglied 18 mit seinen Anschlagstücken 18.7 die Ausgleichhebel 8 jeweils in einer Mittelstellung festhält.

Die voranstehend beschriebene, kraftbetätigte Aus- ι ο führungsform des Sperrgliedes 18 ermöglicht die Einbeziehung der Festlegung der Ausgleichhebel 8 in einen automatischen Programmablauf für dsn F.insatz des Spannfutters, wie er bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen üblich ist. r,

In Fig.4 ist bei gleichem Aufbau des Spannfutters eine mechanische und von Hand zu betätigende Verstellung des Sperrgliedes 18 gezeigt.

Bei dieser anhand eines Ausschnittes im Bereich des Futterkolbens 10 gezeigten Ausführung ist zentrisch im Futterkolben 10 eine Verstellschraube 19 drehbar gelagert, während das Gewinde dieser Vcrstellschraubc 19 in ein mit einem Innengewinde versehenes Sperrglied 20 eingreift, wird eine axiale Verschiebung der Verstellschraube 19 durch eine in den Futterkolben 10 cingcschraubte Lageranutter 21 verhindert, welche den Kopf 19a der Verstellschraube 19 festlegt. Durch eine Bohrung in der Lagermutter 21 kann die Verstellschraube 19 mittels eines Schlüssels 22 gedreht werden, der mit einem Sechskant an den Kopf 19a der Verstellschraube jo 19 ansetzbar ist. Ein Verdrehen der Verstellschraube 19 bewirkt auf diese Weise eine axiale Versteilung des Sperrgüedes 20, so daß dessen Anschlagstücke 20;i zwischen zwei Endstellungen verschiebbar sind. Auch bei der in F i g. 4 dargestellten einfachen Ausführungsform r> sorgt die vordere Stellung des Sperrgliedcs 20 für eine Blockierung der Ausgleichhebel 8. wogegen diese in der hinteren Stellung des Sperrgliedcs 20 um ihre Pendclachsen 9 verschwenkbar sind.

Bei beiden Ausführungsformen ist die zentrische öffnung des Futterkörpers I am vorderen Ende durch einen Deckel 23 verschlossen, der mit Schrauben 24 abnehmbar am Futterkörper 1 befestigt ist und das Eindringen von Spänen und Schmutz in das Futtcrinnere verhindert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannfutter mit mehreren in einem Futterkörper radial verstellbaren Spannbacken, die durch einen axial beweglichen, vorzugsweise druckmittelbetätigten Futterkolben über Spannhebel betätigbar sind, welche im Futterkörper gelagert und jeweils paarweise durch am Futterkolben gelagerte Ausgleichelemente antreibbar sind, die zum ausgleichenden Spannen aus einer Mittellagc heraus relativ zum Futterkolben beweglich und zum zentrischen Spannen in ihrer Mittellage blockierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichelemente a!s Doppelhebel (8) ausgebildet sind, die um eine radial zur Bewegungsrichtung des Futterkolbens (Iß) liegende Pendelacnse (9) schweikbar und die gemeinsam durch ein mit dem Fulterkolben (10) bewegliches und in Bewegungsrichtung des Futterkolbens (10) relativ zu diesem manuell bzw. fernbetätigt verstellbares Sperrglied (18; 20) in ihrer M.ittellage blockierbar sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (20) mittels eines manuell betätigbaren mechanischen Stellgliedes (Verstellschraube 19) gegenüber dem Futterkolben (10) in dessen Achsrichtung zwischen zwei Endstellungcn verstellbar ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (18) mittels einer Kolbenstange durch einen druckmiltelbeaufsehlaglcn Vcrstellkolben (17) in Achsrichtung des Futterkolbens (10) zwischen zwei Endstellungen verstellbar ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, bei dem der FuI-tcrkolbcn über eine Zugstange mit einem Druekmittclkolben in Antricbsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange für das Sperrglied (18) als die Zugstange (11) umgebende Hülse (\7a) ausgebildet ist und daß der Vcrstellkolben (17) für das Sperrglied (18) innerhalb des Druckmiltclkolbens (13) für den Futtcrkolben (10) angeordnet ist.