DE328255C - Einspannvorrichtung fuer in Staerke und Querschnitt unregelmaessige Werkstuecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Spannfutter, die hauptsächlich für die Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen Verwendung finden, und zum schnellen und zentrischen Einspannen von in der Stärke oder im Querschnitt unregelmäßigen Werkstücken dienen. Bei solchen Spannfuttern erfolgt das Festspannen und Lösen der Spannpatrone durch Vermittlung von Spannhebeln oder Spannklauen, die etwa durch ein Kurvenstück bewegt werden. Infolge der zwangläufigen Bewegung dieser Spannhebel kann sich das Spannfutter nicht genügend den unvermeidlichen Abweichungen in der Stärke des Werkstückes anpassen. Die Folge davon ist, da die Spannhebel immer eine bestimmte gleichbleibende Bewegung ausführen, daß das Werkstück bei zu geringer Dicke nicht genügend festgespannt wird, und bei stärkeren Werkstücken brechen die Spannhebel oft infolge des zu kräftigen Spanndruckes.. Aus diesem Grunde hat man in die Spannvorrichtung eine Feder gelegt, durch die die Unterschiede in der Stärke der Werkstücke ausgeglichen und ein nahezu gleichmäßiger Spanndruck erreicht wird. Indessen ist bei solchen Spannvorrichtungen der Spanndruck abhängig von der Stärke der Feder. Es besteht nicht mehr die Möglichkeit, die Werkstücke zwangläufig festzuspannen. Der Erfindung gemäß wird ein festes Einspannen von Werkstücken verschiedener Stärke dadurch ereicht, daß die Spannvorrichtung für die Spannpatrone, in zwei Teile zerlegt ist, und zwar in eine Vorspannvorrichtung, durch die die Backen der Patrone zur Anlage gebracht und jeder Spielraum in der Stärke des Werkstückes sowohl wie in der Vorrichtung selbst ausgeglichen wird, und in eine Festspannvorrichtung, die erst dann in Wirkung tritt, wenn die Vorspannung beendigt ist, und daher immer denselben Weg auszuführen hat, um auch Werkstücke verschiedener Stärke mit demselben Druck festzuspannen. Bei selbsttätigen Spannfuttern erhält die Vor-, spannvorrichtung das übliche nachgiebige Zwischenglied, im allgemeinen eine Feder; hierdurch kann die Bewegungsvorrichtung einen größeren Hub ausführen als die Spannvorrichtung, die mithin auch bei Werkstücken verschiedener Stärke und bei verschiedenem Spielraum gleichmäßig zur Anlage am Werkstück gelangt. Damit nun die nach Beendigung der Vorspannvorrichtung in Wirksamkeit tretende -Festspannvorrichtuftg nicht auf der nachgiebigen Feder abgestützt ist, wodurch das Maß des Festspannens wieder von der Feder abhängig würde, wird die Feder nach beendigter Vorspannung ausgeschaltet, und die Spannvorrichtung starr abgestützt. Durch Teilung des Einspannweges in einen Q₀ Vorspann- und in einen Festspannweg erreicht man mithin den Vorteil, daß sich die Spannpatrone zunächst infolge der nachgiebigen Vorspannvorrichtung in der bekannten Weise an Werkstücke verschiedener Stärke anlegen kann, daß aber trotz dieser nachgiebigen Vorspannvorrichtung ein auch bei verschiedenen Stärken des Werkstückes gleichmäßiges Festspannen stattfindet.

Ura die Spannpatrone auch - bei solchen

Werkstücken zur Anlage zu bringen, die einen von dem regelmäßigen abweichenden, beispielsweise mehr oder weniger unrunden Querschnitt besitzen, wird eine in ihren Grundzügen bereits bekannte Anordnung angewendet, die dem neuen Verwendungszweck entsprechend umgestaltet ist. Die die Spannpatrone festpressenden Spannstücke werden zu diesem Zwecke in einer dem Grundgedanken nach bekannten Weise durch wagebalkenartig wirkende Ausgleichhebel bewegt. Dieser bekannte Gedanke wird für den neuen Zweck des Spannfutters dadurch'nutzbar gemacht, daß die die Spannstücke bewegende längsverschiebbare Stange, auf der die Ausgleichhebel sitzen, mehrteilig ausgeführt ist . und die sie verschiebenden Spannhebel auf einem beweglichen Ausgleichringe sitzen. Die Notwendigkeit, das Spannfutter Werkstücken ao von unregelmäßigem,-beispielsweise unrundem Querschnitt anzupassen, ist bereits früher erkannt. Man hat aus diesem Grunde die Spannbacken auf einer. gezahnten Scheibe angeordnet, welche sich in einem entsprechend gezahnten, fest gelagerten Ring verschieben kann. ' Da sich bei einer solchen Anordnung die Backen in ihrer Gesamtheit verschieben müssen, paßt sich das Futter wohl einer exzentrischen Lagerung des Werkstückes an, nicht aber allen Unregelmäßigkeiten in der Form des Werkstückes. Hierzu ist erforder-" Hch, daß die Spannbacken für sich verstellbar sind.

Die Einspannvorrichtung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform veranschaulicht, und zwar in einer solchen für selbsttätige Drehbänke. Es stellt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung dar, während Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt zeigt, der zu ersterem um 90 ° versetzt liegt, und Fig. 3 eine Ansicht mit teilweisem Längsschnitt bei' Ausnutzung der gesamten Anpassungsmöglichkeiten der Vorrichtung. In den Lagern 1 der Werkzeugmaschine liegt die Arbeits- ^: 45 Spindel 2, auf der die Vorspannmuffe 3 mit dem Spreizring 4 verschiebbar angeordnet ist. Gegen die Vorspannmuffe 3 legt sich mit einem Ende die Vorspannfeder 5, und mit dem anderen gegen den verschiebbaren Sperrring 6, an dem die Sperrhebel 7 und 7¹ drehbar befestigt sind. Auf dem Sperring 6 sind ferner verstellbar angeordnet die Muttern 8 und 9 zur Verstellung des Widerlagers 10. Nach innen erstrecken sich durch Nuten der hohlen Arbeitsspindel 2 Ansatzstücke 11 und 11¹,"die an dem Sperring 6 befestigt sind und mit einem verschiebbaren Druckrohr 12 in Berührung kommen können. Dieses teilt seine Bewegung den halbrohrförmigen Ouerschnitt besitzenden Übertragungsstücken 13 und 13¹ mit. Gegen letztere drücken, durch j Ausschnitte der Arbeitsspindel und des ' Druckrohres 12-hindürchtretend,-die winkelförmig gestalteten Spannhebel 14 und 14¹, die durch achsiale Verschiebung - der Festspannmuffe 15 auseinandergespreizt werden können und sich dabei um Stifte 16 und 16¹ drehen, • die auf einem Ausgleichring 17 angeordnet sind. Letzterer schwingt um Stifte 18 und 18¹ des Widerlagers 10. Die Übertragungsstücke 13 und 13¹ vermitteln ihre Bewegung je einem Ausgleichhebel. 19 und 19¹, die so auf ersteren befestigt sind, das sie um einen bestimmten Betrag schwingen können. Jeder Arm der zweiarmigen Ausgleichhebel 19 und 19¹ legt sich gegen ein Spannstück 20, 20¹ bzw. 20², 20·³, von denen somit vier in diesem Ausführungsbeispiel vorhanden sind. Jedes ■ dieser Spannstücke liegt mit seinem kegelförmigen Teil gegen die Spannpatrone 21 an, die in bekannter Art durch mehrfaches Einschlitzen federnd gemacht ist. Auf der Stirnseite findet die Spannpatrone 21 Widerlage an dem Spannkopf 22, der auf die Spindel 2 aufgeschraubt ist. Die Bewegung der Vorspann- 8g muffe .3 und der Festspannmuffe 15 wird in bekannter' Art mittels gesteuerter Hebel bewerkstelligt, die in die Rillen 23 bzw. 24 greifen. Mit 25 ist. das eingespannte Arbeitsstück bezeichnet. . . go

Die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung stellen die Vorrichtung dar im Zustand vollzogener Festspannung. Die Öffnung der Spannvorrichtung geschieht folgendermaßen: Die Festspannmuffe 15 wird in der Richtung des ausgezogenen Pfeiles bewegt. Dadurch werden die Spannhebel 14 und 14¹ freigegeben und durch den Feder druck der Spannpatrone 21, der sich über die Spannstücke 20, die Ausgleichhebel 19 und die Übertragungsstücke 13 fortpflanzt,'mit ihren Nasen 26, 26¹ in dergleichen Richtung verschoben.- Die Enden 27 der langen Schenkel der Spannhebel 14 nähern sich der Spindel 2. Am Ende der geschilderten Bewegung treffen die_ Übertragungsstücke 13 gegen das Druckrohr 12 und letzteres wiederum gegen die Ansatzstücke 11, 11¹ des Sperringes 6. -In diesem Zustand ist die Festspannung gelöst,.und die Spannvorrichtung steht nur noch unter dem Druck der Vorspannung. Zur Aufhebung -dieser wird die Vorspannmuffe 3 mitsamt dem an ihr angeordneten Spreizring 4 ebenfalls in der Richtung des ausgezogenen Pfeiles bewegt. Dadurch werden die Sperrhebel 7 nach außen gespreizt und zur Anlage an die Fangstifte 28 und 28¹ des Sperringes 6 gebracht. Als Folge hiervon nimmt letzterer an der Bewegung der Vorspannmuffe 3 teil und entfernt die Ansatzstücke Ii von dem Druckrohr 12 sowie die Muttern 8 und 9 von dem Widerlager 10. Dieses kann nun dem ihm durch die Spann-

stücke 13 mitgeteilten Druck der Spannpatrone 2i nachgeben und sich ebenfalls in der angegebenen Richtung bewegen. Hierdurch wird auch die Vorspannung aufgehoben, und die Spannpatrone öffnet sich vollständig infolge ihrer Federkraft.

Eine neue Einspannung wird folgendermaßen bewerkstelligt: Die Vorspannmuffe 3 wird in der Richtung des gestrichelten Pfeiles verschoben. Die Feder 5 und der Sperring 6 mitsamt den Sperrhebeln 7, ferner die Muttern 8 und 9, das Widerlager 10, die Ansatzstücke 11, 11¹, das Druckrohr 12, die Übertragungsstücke 13, die Ausgleichhebel 19. 19¹

¹S und die Spannstücke 20, 20¹ usw. nehmen nach und nach teil an dieser Bewegung, durch die die möglichen Spielräume beseitigt werden, die aufgezählten Glieder zur Anlage kommen und die Spannpatrone 21 zur Anlage gegen das Werkstück 25 gebracht wird. Sollte letzteres Abweichungen im Querschnitt gegenüber der Normalform aufweisen, beispielsweise statt des kreisförmigen Querschnitts ein Oval O: dgl. vorhanden sein, so kommt das eine Paar der Segmente der Spannpatrone früher zur Anlage gegen das Werkstück als das andere Paar. Dadurch wird der Weiterbewegung des ersten 'Paares Widerstand geboten. Durch die mit dieser Erfindung getroffene Anordnung der schwingenden Ausgleichhebel 19, 19¹ kann aber die Bewegung der übrigen Spannstücke 20 ungehindert weiter vor sich gehen, bis auch die von ihnen beeinflußten Segmente der Spannpatrone 21 Anlage haben. Nachdem so die gegenseitige Anlage aller Glieder der Vorrichtung erreicht ist, wird der überschüssige Weg der Vorspannmuffe 3 von der Feder 5 aufgenommen, die so bemessen ist, daß sie einen genügenden Druck zur sicheren Überwindung aller Bewegungswiderstände zwischen den von ihr beeinflußten Gliedern entwickelt. Da die Sperrhebel 7 zur Erzielung einer genügenden Reibung durch die Federn 29 gegen die Spindel 2 gepreßt werden, halten sie'den Sperring 6 in seiner rechten Endstellung (bei vollzogener Vorspannung) gesperrt. Zu diesem Zwecke sind die sich gegen die Spindel 2 legenden Teile der .Sperrhebel 7 als exzentrische Daumen ausgebildet. Danach wird durch Handoder mechanischen Antrieb die Festspannmuffe 15 in der Richtung des gestrichelten

.... Pfeiles, bewegt, wodurch die Ausläufer 27, 27¹, der Spannhebel 14, 14¹ auseinandergespreizt werden. Bei dieser Bewegung werden die Nasen 26, 26¹ der Spannhebel 14 gegen die Übertragungsstücke 13, 13¹ und hierdurch letztere ebenfalls in der angegebenen Richtung bewegt, womit durch weiteres Zusammenpressen der Spannpatrone 21 unter Vermittlung der bereits bekannten Glieder die Festspannung vollzogen wird. Sollten nun die Nasen 26 der Spannhebel infolge Abnutzung, schlechter Rinpassung oder anderer Umstände nicht gleichzeitig zur Anlage gegen die Übertragungsstücke 13 kommen, so bewirkt der am Ausgleichring 17 auftretende einseitige Druck sein Ausschwingen auf der einen Seite, dem ein Ausschwingen in entgegengesetzter Rich-' tung auf der anderen Seite gegenübersteht. J Hierdurch werden beide Spannhebel gleichmäßig zur Anlage gebracht und ihre Belastung ausgeglichen. Durch Verstellung der Mutter 8 und 9 kann das Widerlager 10 samt dem Ausgleichring 17 und den Spannhebeln 14 den Übertragungsstücken 13 genähert oder von ihnen entfernt werden mit der Wirkung, daß in bekannter Weise ein größerer oder kleinerer Teil des Weges der Nasen 26 der Spannhebel Γ4 ausgenutzt und somit die Festspannung verstärkt oder abgeschwächt wird.

Fig. 3 zeigt den Zustand der Vorrichtung^ wenn ihre sämtlichen Anpassungsmöglichkeiten zur Anwendung kommen. Der einfächeren Darstellung halber ist in dieser Figur der eine Teil gegen den anderen um 90⁰ verdreht gezeichnet. Es ist angenommen, daß ein dickeres Stück, welches an der Spannstelle auch noch unsymmetrischen Querschnitt hat, eingespannt ist. Infolge der größeren Stärke des Arbeitsstückes 25 an der Spannstelle sind bei Vornahme der Vorspannung alle Übertragungsteile früher zur Anlage gekommen und die Vorspannfeder 5 mußte einen größeren Teil der Bewegung der Vorspannmuffe 3 aufnehmen als bei regelmäßiger Stärke. Zu gleicher Zeit hat die Abweichung der Spannstelle von der regelrechten Form bewirkt, daß die Spannstücke 20 zu verschiedenen Zeiten Anlage an dem Kegelmantel der Spannpatrone 21 fanden und die Ausgleichhebel ro ausschwingen mußten, um sämtliche Spannstücke 20 zur Wirkung auf die Spannpatrone 2i zu bringen. Auch ist angenommen, daß infolge Abnutzung oder anderer Gründe zuerst nur eine der Nasen 26 der Spannhebel 14 gegen ein Übertragungsstück 13 wirken konnte. Dadurch wird das dargestellte Ausschwingen des Ausgleichringes 17 bewirkt, welches in dem Maße stattfindet, daß auch die zweite Nase 26¹ des Spannhebels 14¹ mit gleichem Druck anliegt. Die gestrichelten Linien von Fig. 2 und 3 heben den Unterschied in der Bewegung der Übertragungsmittel bei vorliegendem Beispiel hervor.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Einspannvorrichtung für in Stärke 12a und Querschnitt unregelmäßige Werk-Stücke unter Vermittlung von nachgiebi-·

   gen Gliedern (Federn), dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtuny für die Einspannvorrichtung aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einer Abspannvorrichtung, welche das nachgiebige Glied (5) enthält und die Spannpatrone (21) am Werkstück (25) zur Anlage bringt, und aus einer Festspannvorrichtung, welche nach beendigter Vorspannung durch ein starres Widerlager (3, 7) abgestützt wird,- wodurch die zur Anlage gebrachte Spannpatrone unter Ausschaltung des nachgiebigen Gliedes (5) festgespannt wird.
2. 2. Spannvorrichtungen nach Anspruch ϊ mit wagebalkenartig wirkenden Ausgleichhebeln für Spannstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichhebel (19, 19') auf einer längsgeteilten Spindel (13, 13') sitzen, an deren anderem Ende die Spannhebel (14, 14¹) der Festspannvorrichtung angreifen, welche an einem ausschwingbar angeordneten Ausgleichring (17) angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.