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SPannfutter
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Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit radial verstellbaren Spannbacken,
die Jeweils aus einer in einem Futterkdrper geführten Grundbacke und einer an der
Stirnseite der Grundbacke angeordneten, an der Grundbacke auswechselbar befestigten
Aufsatzbacke bestehen, wobei die Grundbacke und die Aufsatzbacke in einer Verzahnung
mit quer zur Führungsrichtung der Grundbacke verlaufenden Zahnleisten im gegenseitigen
Eingriff stehen und die Aufsatzbacke in der Verzahnung radial längs der Grundbacke
versetzbar ist.
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Bei aus der DE-PS 27 11 904 bekannten Spannfuttern dieser Art ist
auch die Aufsatzbacke radial im Futterkörper geführt. Die grundbackenseitige Verzahnung
bindet sich an der der Aufsatzbacke zugewandten Stirnseite eines axial verstellbar
in der Grundbacke geführten Kupplungsgliedes, das in axial zurückgezogener Stellung
die Aufsatzbacke freigibt, so daß sie in ihrer FUhrung radial aus dem Futterkörper
abgezogen werden kann. Dieser ausschließlich radiale Bakkenwechsel ist aber dann
nicht möglich, wenn der nötige Raum zum Ausfahren der Aufsatzbacken fehlt. Ein typisches
Beispiel dafür sind Mehrspindelautomaten,
bei denen der Platz zwischen
benachbarten Futtern oft nur wenige Millimeter beträgt. Insbesondere können dann
die Aufsatzbacken auch nicht mittels einer automatisch arbeitenden Wechselvorrichtung
ausgetauscht werden, wie es zunehmend gefordert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die Aufsatzbacken durch einen nur axialen Bewegungsablauf
gewechselt und im an der Grundbacke befestigten Zustand zuverlässig verriegelt werden
können.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Grundbacke
selbst an ihrer Stirnseite die Verzahnung trägt und einen in ihrer Führungsrichtung
verlaufenden, zur Aufsatzbacke hin offenen Schlitz und die Aufsatzbacke ein in den
Schlitz greifendes und darin längsverschiebbares Stollenstück aufweist, das an mindestens
einer seiner beiden Seitenflächen mindestens eine in Längsrichtung des Schlitzes
verlaufende Riegelschulter aufweist, und daß in der Grundbacke ein verstellbares
Riegel stück mit einem Riegelkopf vorgesehen ist, der aus einer am Stollenstück
außer Eingriff stehenden Entriegelungsstellung quer zur Führungsrichtung der Grundbacke
auf die Riegelschulter aufschiebbar ist, wobei der Riegelkopf und die Riegelschulter
einander in einer gegen die Aufschiebrichtung geneigten Riegelfläche anliegen, über
die der sich auf die Riegelschulter aufschiebende Riegelkopf das Stollenstück in
den Schlitz hineinzieht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter ermöglichen das Stollenstück
und der es aufnehmende Schlitz einen
Wechsel der Aufsatzbacken in
ausschließlich axialer Bewegung, und zwar in allen durch die gegenseitige Verzahnung
möglichen Radialstellungen der Aufsatzbakken an den Grundbacken. Die rasche Änderung
des Spanndurchmessers durchradiales Versetzen der Aufsatzbakke an der Grundbacke
ist daher nach wie vor möglich.
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Durch das Riegelstück werden die Aufsatzbacke und die Grundbacke in
ihrer gegenseitigen Verzahnung fest zusammengezogen. Außerdem ist die Aufsatzbacke
durch das Riegelstück zuverlässig verriegelt. Für die Betätigung des in der Grundbacke
liegenden Riegelstücks besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten, so daß den im Zusammenhang
in einem automatischen Backenwechsel bestehenden vielseitigen Forderungen in der
Regel leicht entsprochen werden kann.
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In bevorzugter Ausführungsform ist das Riegel stück als in der Grundbacke
quer zu ihrer Führungsrichtung und quer zur Futterachse geführter Schieber ausgebildet.
Weiter besteht die Möglichkeit, an der Seitenfläche des Stollenstückes mehrere parallele
Riegelschultern vorzusehen und das Riegelstück für Jede Riegelschulter mit einem
eigenen Riegelkopf auszustatten. In der Regel ist der Riegelkopf als sich am Riegelstück
in Längsrichtung des Schlitzes erstreckende Riegelleiste ausgebildet. Auch können
die Seitenwände des Schlitzes und die Seitenflächen des Stollenstückes einander
zugeordnete Führungsflächen bilden, durch welche die Aufsatzbacke an der Grundbacke
auch quer zu deren Führungsrichtung eindeutig festgelegt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Riegelstück in Verstellrichtung gegen
das Stollenstück unter der
Kraft einer Verriegelungsfeder steht, und daß ein von außerhalb des Futters betätigbarer,
das Riegel stück gegen die Kraft der Verriegelungsfeder in die Entriegelungsstellung
drückender Stößel vorgesehen ist.
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Bezüglich der Anordnung dieses Stößels ist eine bevorzugte Ausführungsform
dadurch 9 kennzeichnet, daß der Stößel parallel zur Futterachse durch die Aufsatzbakke
und das Stollenstück hindurch geführt und gegen die Kraft einer Rückstellfeder in
Richtung gegen die Grundbacke verschiebbar ist, wobei ein am Stößelende vorgesehener,
aus dem Stollenstück austretender Stößelkopf über eine schräge Gleitfläche dem Riegelstück
anliegt und es in die Entriegelungsstellung bewegt. In diesem Fall besteht die sehr
vorteilhafte Möglichkeit, daß das Stollenstück beidseits Riegelschultern aufweist
und zwei sich am Stollenstück gegenüber liegende Riegelstücke vorgesehen sind, die
mittels desselben Stößels in die Entriegelungsstellung bewegbar sind. Da der Stößel
in der Aufsatzbacke geführt ist und sich daher beim radialen Versetzen der Aufsatzbacke
an der Grundbacke mit der Aufsatzbacke verlagert, empfiehlt es sich, daß sich das
Riegelstück bzw. die Riegel stücke mit ihren Riegelköpfen in Längsrichtung des Schlitzes
über den Verstellbereich der Aufsatzbacke erstrecken.
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Eine andere bezüglich des Stößels sehr vorteilhafte Ausfühuungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das R#stück in einer axial hinter
dem Schlitz liegenden Nut der Grundbacke geführt ist und der im Futterkörper geführte
Stößel aus zwei Stößelteilen
besteht, die im Winkel zueinander
angeordnet sind und über eine geneigte Keilgetriebefläche bezüglich Druckubertragung
miteinander im Kraftschluß stehen, wobei der eine Stößelteil in Längsrichtung der
Nut und der andere Stößelteil parallel zur Futterachse bis zur Futterstirnfläche
verläuft. Zweckmäßig steht dabei der an der Futterstirnseite endende Stößelteil
unter der Kraft einer Rückstellfeder.
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In allen diesen Fällen kann der Stößel axial von der Stirnseite des
Futters bzw. der Aufsatzbacken her betätigt werden, so daß er für die axial vor
die Stirnseite des Futters fahrende Backenwechselvorrichtung leicht zugänglich und
von dort aus zum Lösen der Bakkenverriegelung automatisch verstellt werden kann.
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Zur Betätigung des Riegelstückes besteht weiter die Möglichkeit, eine
seine Verstellung bewirkende Zwangsführung vorzusehen, welche die Verstellung des
Riegelstückes mit einer radialen Verstellbewegung der Grundbacke koppelt. Eine insoweit
bevorzugte Ausführungsform it dadurch gekennzeichnet, daß das Riegel stück mit einem
Führungszapfen in eine im Futterkörper vorgesehene Führungskulisse greift, die das
Riegel stuck durch eine Radialbewegung der Grundbacke zwischen der Ent- und der
Verriegelungsstellung verstellt und im übrigen einen in Radialrichtung verlaufenden,
den Spann- und Lösehub der Grundbacke ermöglichenden Kulissenabschnitt aufweist.
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Für die beiden letzten Fälle, also mit am Futterkörper angeordnetem
Stößel bzw. mit Zwangsverstellung
des Riegelstückes am Futterkörper
ist typisch, daß der das Riegelstück in den Entriegelungszustand bewegende Mechanismus
am Futterkörper angeordnet ist, also an einer radialen Versetzung der Aufsatzbacke
in der gegenseitigen Verzahnung mit der Grundbacke nicht teilnimmt Hier empfiehlt
es sich, daß sich das Stollenstück in Längsrichtung des Schlitzes über den Verstellbereich
der Aufsatzbacke erstreckt, so daß das demgegenüber radial kürzere Riegel stück
in Jeder Radialstellung der Aufsatzbacke am Stollenstück zum Eingriff kommen kann.
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Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Stollenstück an seiner Stirnseite eine Schrägfläche besitzt,
die beim axialen Einfahren des Stollenstückes in den Schlitz an einer entsprechenden
Schrägfläche des Riegelkopfes zur Anlage kommt und das Riegelstück in die Entriegelungsstellung
drückt, so daß es hierfür keines eigenen Antriebs des Riegelstückes bedarf.
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Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch
ein Spannfutter nach der Erfindung, Fig. 2 das in Fig. 1 mit II bezeichnete Detail
in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III-III durch den
Gegenstand der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt in Richtung IV-IV durch
den Gegenstand der Fig. 2, Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 2 entsprechenden
Darstellung, Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII-VII durch den Gegenstand der Fig.
6, Fig. 8 einen Schnitt in Richtung Vill-Vill durch den Gegenstand der Fig. 6, und
Fig. 9 eine andere Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 8 entsprechenden
Darstellung.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Dreibacken-Spannfutter, bei dem nur eine
Spannbacke in der Zeichnung dargestellt ist, besteht Jede der radial mittels eines
Antriebsgliedes 8 über eine Keilhakenverbindung 9 verstellbaren Spannbacken aus
einer in einem Futterkörper 1 geführten Gtundbacke 2 und einer an der Stirnseite
der Grundbacke 2 angeordneten und an der Grundbacke 2 auswechselbar befestigten
Aufsatzbacke 3. Die Grundbacke 2 und die Aufsatzbacke 3 stehen in einer Verzahnung
4 mit quer zur Führungsrichtung 5-5 der Grundbacke 3 verlaufenden Zahnleisten 6
im gegenseitigen Eingriff.
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Diese Verzahnung 4 befindet sich an den einander zugeordneten Stirnflächen
an der Grundbacke 2 wie an der Aufsatzbacke 3. Die Aufsatzbacke 3 kann im von
der
Grundbacke 2 gelösten Zustand in der Verzahnung 4 radial längs der Grundbacke 2
versetzt und im versetzten Zustand wieder an der Grundbacke 2 befestigt werden,
so daß im Ergebnis der Spanndurchmesser ohne entsprechenden Verstellhub der Grundbacken
2 in weiten Grenzen nach Wunsch geändert werden kann. Jede Grundbacke 2 besitzt
einen in ihrer Führungsrichtung 5-5 verlaufenden, zur Aufsatzbacke 3 hin offenen
Schlitz 7, in den ein an Jeder Aufsatzbacke 3 vorgesehenes Stollenstück 10 greift,
wobei dieses Stollenstück 10 entsprechend der Versetzbarkeit der Aufsatzbacke 3
im Schlitz 7 längsverschiebbar ist. Das Stollenstück 10 ist an mindestens einer
seiner beiden Seitenflächen mit mindestens einer in Längsrichtung des Schlitzes
7 verlaufenden Riegelschulter 11 versehen. In der Grundbacke befindet sich ein verstellbares
Riegelstück 12 mit einem Riegelkopf 13, der aus ~tner am Stollenstück 10 außer Eingriff
stehen Entriegelungsstellung quer zur Führungsrichtung 5-5 der Grundbacke 2 auf
die Riegelschulter 11 aufgeschoben werden kann. Dabei liegen der Riegelkopf 13 und
die Riegelschulter 11 einander in einer gegen die Aufschiebrichtung geneigten Riegelfläche
14 an, über dae der sich auf die Riegelschulter 11 aufschiebende Riegelkopf 13 das
Stollenstück 10 in den Schlitz 7 hineinzieht, so daß die Aufsatzbacke 3 und die
Grundbacke 2 in ihrer Verzahnung4fest aneinander zur Anlage kommen.
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Im einzelnen ist das Riegelstück 12 als in der Grundbacke 2 quer zu
ihrer Führungsrichtung 5-5 und quer zur Futterachse 15 geführter Schieber ausgebildet.
In
den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis b sind an der
Seitenfläche des Stollenstückes 10 mehrere, nämlich zwei parallele Riegelschultern
11 vorgesehen.
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Das Riegelstück 12 besitzt in diesem Fall für jede Riegelschulter
11 einen eigenen Riegelkopf 13. Im allgemeinen ist der Riegelkopf 13 als sich am
Riegelstück 12 in Längsrichtung des Schlitzes 7 erstreckende Riegelleiste ausgebildet.
Die Seitenwände des Schlitzes 7 und die Seitenflächen des Stollenstückes 10 können
bei 16 einander zugeordnete Führungsflächen bilden, durch die die Lage der Aufsatzbacke
3 gegenüber der Grundbacke 2 auch quer zu deren FUhrungsrichtung 5-5 festgelegt
ist.
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In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis 5 und 9 steht Jedes
Riegelstück 12 in Verstellrichtung gegen das Stollenstück 10 unter der Kraft einer
Verriegelungsfeder 17, welche das Riegelstück 12 im verriegelnden Eingriff am Stollenstück
10 hält. Mittels eines von außen betätigbaren Stößels 18 kann das Riegelstück 12
gegen die Kraft der Verriegelungsfeder 17 in die Entriegelungsstellung zurückgedrückt
werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 5 ist der Stößel 18 parallel
zur Futterachse 15 durch die Aufsatzbacke 3 und das Stollenstück 10 hindurchgeführt
und kann gegen die Kraft einer Rückstellfeder 19 in Richtung gegen Grundbacke 2
Xn vorgeschoben werden.
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Dabei tritt ein am Stößel ende vorgesehener Stößelkopf 20 weiter aus
dem Stollenstück 10 aus, wobei er über eine schräge Gleitfläche 21 dem Riegelstück
12 anliegt und es in die Entriegelungsstellung zurückdrückt.
Während
im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 nur ein einziges, in dieser Weise betätigbares
Riegelstück 12 vorgesehen ist, besitzt das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis
5 deren zwei. Diese beiden Riegelstücke 12 liegen sich am Stollenstück 10 gegenüber
und greifen mit ihren Jeweils doppeltvorgesehenen Riegelköpfen 13 in entsprechend
beidseits des Stollenstückes 10 vorgesehene Riegelschultern 11.
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Beide Riegelstücke 12 sind mittels desselben Stößels 18 in die Entriegelungsstellung
bewegbar.
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In den Ausführungsbeispielen 6 bis 9 dagegen ist das Riegelstück 12
in einer axial hinter dem Schlitz 7 liegenden Nut 22 der Grundbacke 2 geführt. Der
in Fig. 9 ebenfalls vorgesehene Stößel 18 ist im Futterkörper 1 geführt und besteht
aus zwei Stößelteilen 18.1, 18.2, die im Winkel von 900 zueinander angeordnet sind
und über eine unter 450 geneigte Keilgetriebefläche 23 bezüglich Druckübertragung
miteinander im Kraftschluß stehen. Der eine Stößelteil 18.1 verläuft in Längsrichtung
der Nut 22, der andere Stößelteil 18.2 parallel zur Futterachse 15 bis zur Futterstirnfläche
24. Dieser Stößelteil 18.2 kann wiederum unter der Kraft einer Rückstellfeder 19
stehen. Die Verriegelungsfeder 17 wird über ein ähnliches Keilgetriebe 25 am Riegelstück
12 wirksam, wie dies bezüglich des Stößels 18 bereits erläutert ist.
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Im Ergebnis ist der Stößel 18 in den Ausführungsformen der Fig. 2
bis 5 und 9 stets an der Stirnseite des Spannfutters zugänglich und durch axialen
Druck zu betätigen. Seine Verstellung mit Hilfe der in der
Zeichnung
nicht dargestellten, zum Backenwechsel axial vor die Stirnseite des Spannfutter
fahrenden Wechselvorrichtung ist somit problemlos möglich.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8 fehlt eine Verriegelungsfeder.
Statt dessen greift das Riegelstück 12 mit einem Fuungszapfen 26 in eine im Futterkörper
1 vorgesehene Führungskulisse 27, die aus einem in Radialrichtung verlaufenden,
den Spann-und Lösehub der Grundbacke 2 ermöglichenden Kulissenabschnitt 27.1 und
einem demgegenüber geneigt verlaufenden Kulissenabschnitt 27.2 besteht, der das
Riegelstück 12 durch eine über den Spann- und Lösehub hinausgehende weitere Radialbewegung
derGrundbacke 2 zwischen der Ent- und der Verriegelungsstellung verstellt.
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Über diese Kulissenführung 27 ist somit die Riegelstückverstellung
zwangsweise gekoppelt mit der Radialverstellung der Grundbacke 2.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 5 verlagert sich der Stößel
18 längs des Schlitzes 7 mit der Aufsatzbacke 2, wenn diese radial in der gegenseitigen
%zahnung 4 an der Grundbacke 2 versetzt wird. Das Riegelstück 12 bzw. die Riegelstücke
erstrecken sich daher mit ihren Riegelköpfen 13 in Längsrichtung des Schlitzes 7
über den Verstellbereich der Aufsatzbacke 2, so daß sie in Jeder von deren Stellungen
mit dem Stollenstück 10 und dem Stößel 18 zur Anlage kommen können. Das Stollenstück
10 kann demgegenüber radial vergleichsweise kurz ausgebildet sein. In den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 7 und 9 befindet sich dagegen der Verstellmechanismus für das Riegelstück
12, nämlich der Stößel 18
bzw. die Kulissenführung 27 im Futterkörper
1, also ortsfest gegenüber radialen Versetzbewegungen der Aufsatzbacken 3. Hier
empfiehlt es sich daher, daß sich das Stollenstück 10 in Längsrichtung des Schlitzes
7 über den Verstellbereich der Aufsatzbacke 7 erstreckt, während das Riegelstück
12 in dieser Richtung kürzer ausgebildet sein kann.
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In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis 8, in welchen also
das Riegelstück 12 durch die Verriegelungsfeder 17 in der Verriegelungsstellung
gehalten ist, besitzt das Stolinstück 10 an seiner Stirnseite eine Schrägfläche
28, die beim axialen Einfahren des Stollenstückes 10 in den Schlitz 7 an einer entsprechenden
Schrägfläche 28 des Riegelkopfes 12 zur Anlage kommt und das Riegelstück 12 gegen
die Verriegelungsfeder 17 in die Entriegelungsstellung zurückdrückt.
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Dies erspart einen sonst hierfür notwendigen Antrieb des Riegelstücks
12. Ist das Stollenstück 10 am Riegelkopf 13 des zurückgedrückten Riegelstücks 12
vorbei soweit in den Schlitz 7 eingeführt, daß sich der Riegelkopf 13 auf die Riegelschulter
11 aufschieben kann, drückt die Verriegelungsfeder 17 das Riegelstück 12 selbsttätig
in die Verriegelungsstellung.
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Neben den anhand der Zeichnung vorstehend beschriebenen Stellantrieben
für das Riegelstück 12 sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch andere
Lösungen möglich, so insbesondere Ausführungsformen mit im Futterkörper 1 geführten
und gelagerten, an den Riegelstücken 12 über Mitnehmer angreifenden Stellgliedern,
wie Schieber, zur Futterachse koaxiale Stellringe
oder dergl.,
deren Betätigung durch hydraulische oder pneumatische Zylinderkolbenanordnungen
erfolgen kann, wobei diese entweder im Futterkörper oder in Form üblicher Spannzylinder
am anderen Ende der das Spannfutter tragenden Drehspindel angeordnet sein können.