DE2749626B2

DE2749626B2 - Spannfutter für Drehmaschinen

Info

Publication number: DE2749626B2
Application number: DE2749626A
Authority: DE
Inventors: Rudi 4010 Hilden Kirst
Original assignee: W. Hofmann Gmbh & Co Kg, 5657 Haan
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1977-11-05
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2749626C3; DE2749626A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Drehmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mit diesen, in verschiedenen Konstruktionen bekannt

gewordenen, Spannfuttern ist es ermöglicht, bei kraftbetätigten Backenfuttern einen schnellen Wechsel bzw. ein schnelles Versetzen der Backen durchzuführen.

Bei einem solchen, z. B. aus der US-PS 36 82 491, Fig. 10— 18, bekannten Futter sind die Treibbacken mit den Aufsatz- oder Spannbacken über je einen, parallel zur Futterachse beweglichen Bolzen gekoppelt. Im Normalfall sind die Bolzen durch einen Sperr-Ring, der auf der den Spannbacken abgewandten Seite der Treibbacken liegt, gegen Entkoppeln gesichert; dieser Ring kann mittels eines Drehbolzens, der in eine Verzahnung des Ringes eingreift, verdreht werden, wonach die Mitnehmcrbo'zen entkoppeln können. Hier ist also die Schnellwechselmöglichkeit der Spannbacken gegeben, sie erfolgt jedoch nicht durch Betätigung des Spannkolbens, sondern manuell. Deshalb kann man hier in der Auswahl der Futter flexibel arbeiten, doch hat diese Konstruktion dafür andere Nachteile: Da die Treibbak-

-lo ken von den zylindrischen Mitnehmerbolzen durchsetzt werden, müssen sie relativ breit und damit schwer sein. Trotzdem hat der Bolzen relativ geringe Radialbmessungen, so daß die Spannbacke nur von wenigen Mitnehmerzähnen erfaßt wird. Da hinter dem Bolzen

)^r> der Entkopplungsring mit seinem Antrieb liegt, baut das Futter axial hoch und einsprechend schwer. Ein Fliehkraftausgleich ist bei dieser bekannten Konstruktion nicht vorgesehen. Zwar könnte ein zusätzliches Bauteil etwa gemäß DE-OS 26 10 906 — vorgesehen

ίο werden, in dem die Fliehgewichte untergebracht sind, doch würde dadurch das Futter in Axialrichtung noch mehr verlängert, und das Trägheitsmoment würde entsprechend noch mehr vergrößert.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannfutter dahingehend zu verbessern, daß der einstückig ausgebildete Futterkörper mit Treib- und Spannbacken von geringem Gewicht kostengünstig gefertigt werden kann und wegen seines geringen Trägheitsmoments besonders für hohe Drehzahlen geeignet ist. Ferner soll das Futter an unterschiedliche Kopplungssysteme zwischen Spannkolben und Treibbacken anpaßbar sein.

Wie die nachfolgende Erläuterung noch verdeutlichen wird, ergeben sich zusätzliche Vorteile dadurch, daß einerseits die Backen automatisch gegen Materialbruch im Spannsystem gesichert sind und daß ferner eine Justiermöglichkeit für die Spannbacken vorgesehen werden kann.

Die Lösung ergibt sich aus dem Patentanspruch I.

w) Danach ergibt sich ein Futter, bei dem der Antrieb der Treibbacken in herkömmlicher Weise erfolgt und der Platz hinter diesen frei bleibt zum Einbau eines (an sich bekannten) Fliehkraftausgleichssystems. Die als Mitnehmer verwendeten Schieber haben eine Normalstel-

'" lung, in der sie die Treibbacke mit der Spannbacke — die gegebenenfalls noch eine Aufsatzbackc tragen kann — sicher koppeln, wobei die Breite aller Backen sehr gering sein kann, und eine Entkopplungsstellung, in der

zwar die Schieberverzahnung außer Eingriff mit der Spannbacke steht, so daß diese entnommen und ausgetauscht bzw. gewendet oder versetzt werden kann, die Treibbacke aber immer noch gesichert ist. Jede einzelne Backe wird für sich ausgetauscnt, und ein zusätzlicher Entkopplungsring ist übe.ilüssig.

Dieser Aufbau hat noch einen ganz besonderen Vorteil. Die Kopplungsstellung der Mitnehmerschieber kann nämlich justierbar gemacht werden, etwa durch einen Anschlag, gegen den sie in der Kopplungsstellung gedruckt werden, und die Verzahnung kann unter einem kleinen Winkel von z. B. 3° schräg zur Verschiebeführung des Schiebers angeordnet sein. Dann ist die Kopplungsstellung der Spannbacke mittels des Anschlags einstellbar, und beim Ersatz der Backen können vorgeschliffene neue Backen eingesetzt und auf der Drehmaschine einjustiert werden. Diese Schrägstellung wird bei den sogenannten Keilstangenfuttern dazu verwendet, die Spannbewegung vom Kolben auf die Backen zu übertragen und kann demgemäß für die Justage nicht benutzt werden.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Spannfutters ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 weitgehend schematisiert, einen Axil !schnitt durch ein Spannfutter in einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 eine entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 bzw. 4 Futter entsprechend F i g. I bzw. 2, jedoch jeweils mit einem Fliehkraftausgleiehssystem,

Fig. 5 einen Radialteilschnilt durch ein Dreibaekcnfutter nach Fig. 1, bei dem im Teil 5a ein Schieber in Kopplungs- und in Teil Sb der Schieber in F.ntkopplungsstellung gezeichnet ist und

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie b-6 der F i g. 5.

Soweit die einzelnen Ausführungsformen gemeinsame bzw. äquivalente Teile enthalten, sind diese in allen Figuren mit demselben Bezugs/eichen bezeichnet und werden nur bei der ersten Ausführungsform im einzelnen erläutert.

In einem Futterkörper 10 ist axialverschicblich ein Kolben t2 aufgenommen, der mit einem (nicht dargestellten) Axialsiellmotor — etwa einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder — über sein Anschlußgewinde (14) verbunden ist. Im Futteikörpcr 10 sind radial geführt mindestens zwei hier so bezeichnete Trcibbakken 16 vorgesehen, die im wesentlichen die Form einer Leiste haben und in je einer komplementären Nu*. 18 (F i g. 6) des Futterkörpers geführt sind. |ede Treibbacke ist mit dem Kolben 12 gekoppelt. In der Ausführungsform nach Fig. 1 durch die an sich bekannte Keilhakenanordnung 20, in der Aiisführungsform nach F i g. 2 mittels eines ebenfalls an sich bekannten Hebels 20'.

Axial vor der Treibbacke 16 ist eine Spannbacke 22 angeordnet. Diese ist in einer radilen T-Nut 24 des Futterkörpers 10 geführt und hat ein Profil komplementär zu dem der T-Nut. Ihre der Treibbacke 16 zugekehrte Flanke ist mit geraden, zueinander parallelen Zähnen 23, beispielsweise einer Modulverzahnung, versehen. Wie in F i g. 5 erkennbar, verlaufen die Zähne 23 nicht genau senkrecht zu der Führungsrichtung der Nut 24, sondern unter einem Winkel von z. B. 85°. Dagegen verläuft genau senkrecht sowohl zur Futterachsc als auch zur Achse der Backcnschubrichtung je eine rüiirungsnut xo ϊπ ucr eier opünnuHCKC zu

ünnuHCKC zugcKCnrten Stirnseite der Treibbacken. In dieser Führungsnut ist im Gleitsitz ein als Schieber ausgebildeter Mitnehmer 28 aufgenommen, der längs dieser Führungsnut 26 verschiebiich ist, zu welchem Zweck der Futterkörper eine entsprechende Ausnehmung 30 aufweist. Wie F i g. 5 erkennen läßt, ist deren Breite in Radialrichtung größer als die des Mitnehmers 28, so daß der Mitnehmer die Radialbewegung der Treibbacke beim Spannen mitmachen kann, ohne am Futterkörper anzustoßen.

ίο Auf der der Spannbacke zugekehrten Flanke weist der Mitnehmer 28 eine zur Verzahnung 23 der Backe komplementäre Verzahnung 32 auf, die mit jener im Eingriff steht (F i g. 5a). Beide Backen sind mithin gegen Herausfliegen selbst dann gesichert, wenn beispielsweise die Keilhakenanordnung zu Bruch geht, da der Mitnehmer der länger ist als beide Backen breit sind — noch im Futterkörper 10 abgestützt ist und mit der Treibbacke über deren Führungsnut 26, mit der Spannbacke über die Verzahnung 23/32 formschlüssig

.'» verbunden ist.

Wie F i g. 5 erkennen läßt, ist der Mitnehmer über den verzahnten Abschnitt hinaus verlängert, weist jedoch auf diesem Teil seiner Flanke keine Verzahnung auf. Seine Stirnseite 34 liegt an einer Justierschraube 36 an, und er wird von einer hier nur schematisch angedeuteten Feder 33 an diese angedrückt. Die Feder stützt sich mit ihrem anderen Ende am Boden einer Kappe 40 ab. die beispielsweise in den Futterkörper 10 angeschraubt ist, der Futterkörper ist an dieser Stelle zugänglich, weil

«) er die an sich üblichen, der Gewichtsersparnis dienenden Ausfräsungen 42 aufweist. Deshalb ist auch die klemmend ausgebildete Justierschraube 36 für beispielsweise einen Innensechskantschlüssel zugang lieh (F i g. 5a). Beim Verdrehen der Schraube 36 wird die

r> Lage des Mitnehmers 28 in seiner Eingriffs- oder Kopplungssiellung verändert, und wegen der geringen Nichtparallelität der Verzahnung 23/32 zu der Verschieberichtung erfolgt dabei auch eine sehr feinfühlige Radialjustierung der Spannbacke relativ zur Triebbakke.

Zum Wechseln der Spannbacke wird der Mitnehmer 28 außer Eingriff mit dieser gegen die Kraft der Feder 38 verschoben, bis die Zähne 32 außer Eingriff kommen. Zwei möglicne Lösungen sind in den Zeichnungen angedeutet. Die Treibbacke kann eine Radialbohrung 44 aufweisen, welche die Führungsnut 26 anschneidet, und der Mitnehmer 28 hat dann an der in diese Bohrung ragenden Kante eine Zahnstangenverzahnung 46 komplementär zu den Zähnen eines Zahnschlüssels 48.

w Durch Drehen des Schlüssels wird entkoppelt, beim Herausziehen des Schlüssels wird der Schieber wieder in die Eingriffsposition gedrückt. Durch Anschrägen der ineinander einlaufenden Zähne 23/32 kann dafür gesorgt werden, daß praktisch nie die Spannbacke

^r>^r) unbeabsichtigt uneingekoppelt bleibt, im Gegensatz etwa zu der oben erwähnten gattungsgleichen Konstruktion.

Die andere Möglichkeit, in Fig. 5b angedeutet, besteht darin, am Mitnehmer einen Zapfen 50

no zuzuordnen, der durch eine Bohrung 51 der Justierschraube 36' ragt, die dann anstelle des Innensechskant zwei einander diametral gegenüberliegende Bohrungen 52 zum Einstecken eines Spezialschlüssei aufweist. Durch Drücken auf den Zapfen 50 kann dann der

h> Mitnehmer entkoppelt werden.

Man erkennt, daß bei dieser Konstruktion der Fliehkraftausgleich in an sich bekannter Weise hinter

CiCm ι PClCL¹Uc l\Cn üngCGrinCt WcHciCm ΚίΙΓίΓϊ; ■ i i;. j /Cigt

ein Ausgleichsgewicht 60, das mit der Baugruppe aus Treibbacke, Mitnehmer und Spannbacke mittels eines im Futterkörper gelagerten zweiarmigen Hebels 62 gekoppelt ist, der Drehpunkt des Hebels ist so gelegt, daß zwecks Gewichtseinsparung und damit Verminderung des Trägheitsmoments eine entsprechende Übersetzung erfolgt. Die Kopplung zwischen dem Kolben 12 und den Treibbacken erfolgt wie üblich durch Keilhaken.
In der Ausführungsform nach Fig.4 wird der Hebel 20' mit einem dritten Hebelarm 70 versehen, der in eir Ausgleichsgewicht 72 eingreift; auch hier könnte mar die Hebelübersetzung vorsehen, diese ist aber nich zeichnerisch dargestellt.

^ri (is ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Spannfuttei gemäß der Erfindung auch als Hohlfutter ausgebilde werden können. Bei der dargestellten Ausbildung al; Vollkörperfutter ist der Getriebeteil durch einen Decke 74 gegen das Eindringen von Spänen oder anderen

ίο Schmutz geschützt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannfutter für Drehmaschinen mit einem Futterkörper, in den ein axial zwischen einer Spann- und einer Entspannstellung beweglicher Kolben angeordnet ist, der mit im Futterkörper radialbeweglichen Treibbacken in Antriebsverbindung sieht, und mit Spannbacken, die mittels manuell entkoppelbarer Mitnehmer mit den Treibbacken verbunden sind, in deren Entkopplungsstellung die Spannbacken aus dem Futterkörper radial herausziehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (28) als quer zu der betreffenden Treib-(16) und Spannbacke (22) und in einer Radialebene des Futterkörpers (10) beweglich angeordnete Schieber ausgebildet sind und mit der Spannbacke (22) in der Kopplungsstellung über eine Verzahnung (23/32) im Eingriff stehen.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (28) auf seiner der Spannbacke (22) abgewandten Seite eine Verzahnung (46) senkrecht zu seiner Verschieberichtung aufweist und daß die Treibbacke (16) eine Radialbohrung (44) zum Einführen eines mit einer entsprechenden Gegenverzahnung versehenen Betätigungsschlüssels (48) aufweist.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Federanordnung (38) zum Vorspannen des Mitnehmers (28) in die Kopplungsslellung.

4. Spannfutter nach Anspruch I mit einem Futterkörper, der zwischen den Backenführungen ausgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Futterkörper (10) für jeden Mitnehmer (28) eine Bohrung (51) in dessen Verschieberichtung aufweist, durch die der Mitnehmer zum Entkoppeln zugänglich ist.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der zugleich als Sicherungselement bei Materialbruch dienende Mitnehmer (28) länger ist als die Treibbacke (16) breit ist und sich in einer Futterkörperausnchinung (30) abstützt.

6. Spannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Treib- und Spannbacken gleiche Breite aufweisen.

7. Spannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Kolben über eine Keilhakenanordnung mit den Treibbacken in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhakenanordnung (20) breiter als die Treibbacke (16) selbst ist.

8. Spannfutter nach einein der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Spannbacken (22) im Eingriff stehende Verzahnung (32) der Mitnehmer (28) unter einem Winkel χ zu der Verschieberichtung des Mitnehmers, steht mit 0° > χ > 10°.

9. Spannfutter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein justierbares Anschlagelement (36,36') zum Begrenzen der Mitnehmerbewegung in die Kopplungsstellung.

10. Spannfutter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mitnehmer (28) senkrecht zur Radialrichtung der betreffenden Spannbacke verschieblich ist und die Verzahnung (23/32) entsprechend schräg angeordnet ist.

!!. Spannfutter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (23/32) senkrecht zur Radialrichtung jeder Backe angeordnet ist und der Mitnehmer (28) entsprechend schräg geführt ist.