DE3630805C1 - Chuck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter mit radial in einem Futterkörper verschiebbar geführten Grund- oder Spannbacken, die in einer Endstellung von dem zugeordneten Antriebsglied, vorzugsweise einer tangential verschiebbar angeordneten Keilstange, entkuppelbar sind.

Bei einem Kraftspannfutter dieser art, das von der Firma Paul Forkardt GmbH & Co KG, Düsseldorf, unter der Bezeich­ nung 3 KGHVNC angeboten wird (vgl. Forkardt-Druckschrift Nr. 232.01.1D vom Juni 1986), sind zur Verstellung der Spannbacken beider­ seits der Spannbacken in Achsrichtung des Kraftspannfutters verlaufende Keilstangen vorgesehen, die unterschiedlich ge­ neigt und über Zugstangen mittels doppelseitig beaufschlag­ barer Kolben verschiebbar sind. Eine dieser beiden Keilstangen ist jeweils dem Spannhub zugeordnet, mittels der anderen Keil­ stange, die einen größeren Steigungswinkel aufweist, ist die rasche Verstellung der Spannbacken über einen größeren Durch­ messerbereich zu bewerkstelligen.

Abgesehen davon, daß bei entriegeltem Kraftspannfutter die an einer Spannbacke und dem Verstellglied angebrach­ ten Teilstangen axial hintereinander verlaufen und dieses Kraftspannfutter somit eine relativ große axiale Baulänge auf­ weist und insgesamt ein relativ großer Bauaufwand erforderlich ist, ist bei dieser Ausgestaltung nachteilig, daß die Ver­ stellkräfte seitlich an den Spannbacken angreifen. Diese werden daher durch Kippkräfte belastet, durch die die Ein­ spannung eines Werkstückes und die Verstellung der Spannbacken, da diese in den Führun­ gen verkanten können, beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spannfutter der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß eine gemeinsame Schnellverstellung der entkuppelten Grund- oder Spannbacken auf einfache Weise über einen großen Bereich vorzunehmen ist, ohne daß dazu zusätzli­ cher Bauraum benötigt wird und ohne daß das Futter so­ mit in axialer und/oder radialer Richtung größer baut. Des weiteren soll ein großer Verstellbereich der Grund- oder Spannbacken gegeben sein und die Spanngenauigkeit des Futters soll nicht beeinträchtigt werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen dadurch gelöst, daß zur gemeinsamen Schnellverstellung der entkuppelten Grund- oder Spannbacken ein um die Längsachse des Kraft­ spannfutters rotierend antreibbares Stellglied vorgesehen ist, das mit jeder der Grund- oder Spannbacken jeweils über ein drehbar in dem Futterkörper gelagertes Zwischen­ glied in Triebverbindung steht.

Zweckmäßig ist es hierbei, das Stellglied und die Zwischen­ glieder als miteinander kämmende Zahnräder auszubilden und jede Grund- oder Spannbacke an einer Seitenfläche mit einer Zahnleiste zu versehen, in die das zugeordnete Zwischenglied eingreift.

Zum Antrieb des Stellgliedes ist es angebracht, einen Drehzylinder oder einen mit einem rotierend antreibbaren Kolben versehenen Stellmotor zu verwenden, der vorzugs­ weise über eine Hohlwelle trieblich mit dem Stellglied verbunden ist.

Bei einem mit einer Zugstange zur Verstellung der Grund- oder Spannbacken ausgestatteten Spannfutter sollte der Stellmotor an der der Zugstange zugeordneten Antriebsein­ richtung angeflanscht, vorzugsweise in diese integriert sein.

Vorteilhaft ist es ferner, zur Einstellung des Verstell­ weges der Grund- oder Spannbacken dem Stellglied eine Federraste zuzuordnen, die zweckmäßigerweise achsparallel zu der Rotationsachse des Stellgliedes in den Futterkörper oder in ein in diesem angeordnetes Bauteil eingesetzt sein sollte; außerdem sollten in der der Federraste zugekehr­ ten Stirnseite des Stellgliedes über den Umfang verteilt kegelförmig ausgebildete Ausnehmungen eingearbeitet sein, in die das Verstellglied (Stift) der Federraste eingreift.

Bei über eine Verzahnung mit den Antriebsgliedern (Keilstangen) verbundenen Grund- oder Spannbacken ist es des weiteren angezeigt, die Teilung der Ausnehmungen derart zu wählen, daß diese dem Verstellweg der Grund- oder Spannbacken um eine oder mehrere Zahnteilungen entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß bei einer Verstellung die Verzahnungen stets zueinander ausgerichtet sind.

Wird ein Spannfutter der vorgenannten Art gemäß der Er­ findung mit einem rotierend antreibbaren Stellglied ausgestattet, das über Zwischenglieder mit den Grund- oder Spannbacken in Triebverbindung steht, so ist es auf einfache Weise möglich, bei entkuppelten Grund- oder Spannbacken diese gemeinsam über einen großen Be­ reich zu verstellen und somit in kurzer Zeit auf einen anderen Spanndurchmesser auszurichten. Der dazu erforder­ liche Bauaufwand ist gering, vor allem aber ist von Vorteil, daß für das Stellglied im Futterkörper kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist, das Stellglied und die mit diesem zusammenwirkenden Zwischenglieder können vielmehr ohne Schwierigkeiten in Freisparungen des Futterkörpers untergebracht werden, außerdem werden die Grund- oder Spannbacken bei einem Spannvorgang nicht durch Kippkräfte belastet. Und da das Stellglied sowie die Zwischenglieder in den geschlossenen Futterkörper eingebaut sind, können Späne und andere Verunreinigungen nicht an diese gelangen, eine stets einwandfreie Be­ triebsweise bei einfacher Einstellung des jeweiligen Verstellweges ist daher über einen langen Zeitraum ge­ währleistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Spannfutters mit gemeinsam verstellbaren Grund- oder Spannbacken dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Es zeigt

Fig. 1 das Spannfutter in einem axialen Schnitt,

Fig. 2 das Spannfutter nach Fig. 1 in einem achssenkrechten Schnitt und teilweise in Vorderansicht.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraft­ spannfutter 1 weist einen Futterkörper 2 auf, der auf der Rückseite durch einen Deckel 3 verschlossen ist und in den auf der Vorderseite in radial gerichteten Nuten 5 drei Grundbacken 6, 6′ und 6′′ radial verschiebbar eingesetzt sind, auf denen jeweils eine Spannbacke 7 befestigt ist. Mittels Schrauben 4 sind der Futterkörper 2 und der Deckel 3 zusammengeschraubt, der wiederum mittels Schrauben 4′ an eine angetriebene Maschinen­ spindel M einer Werkzeugmaschine angeschraubt ist.

Zur Radialverstellung der Grundbacken 6, 6′, 6′′ die­ nen bei dieser Ausgestaltung Keilstangen 9, die in tan­ gential gerichtete, in den Futterkörper 2 eingearbeitete Ausnehmungen 8 eingesetzt sind und über eine stirnseitige Schräg­ verzahnung 10 in eine in die Grundbacken 6, 6′, 6′′ jeweils eingearbeitete entsprechende Verzahnung 11 mit diesen in Trieb­ verbindung stehen. Des weiteren ist an jeder Keilstange 9 auf der nach innen gerichteten Fläche ein in Achsrichtung geneigt verlaufender Vorsprung 12 angebracht, der mit einem an einem axial verschiebbaren Verstellglied 13 angeformten Keilstück 14 zusammenwirkt. Bei einer Axial­ verschiebung des Verstellgliedes 13 wird somit dessen Verstellbewegung in eine tangentiale Bewegung der Keil­ stangen 9 umgelenkt und durch deren Verstellbewegungen werden über die geneigt angeordneten Verzahnungen 10 und 11 die Grundbacken 6, 6′, 6′′ radial nach außen oder innen verschoben.

Über ein Zugrohr 15, das mittels eines Gewindes 16 in das Verstellglied 13 eingeschraubt ist, steht dieses mit einem beidseitig von Druckmittel beaufschlagbaren in einem Zylinder 17 eingesetzten Kolben 18 in Trieb­ verbindung. Bei einer Druckmittelzufuhr in den Druck­ raum 19 über eine Zuführungsleitung 21 und bei entlüftetem Druckraum 20, dem Druckmittel über eine Leitung 22 zu­ führbar ist, können der Kolben 18 sowie das mit diesem fest verbundene Verstellglied 13 nach rechts bis in die dargestellte Endlage, in der die Keilstücke 14 nicht an den Vorsprüngen 12 der Keilstangen 9 anliegen, ver­ schoben werden. Die Antriebsverbindung der Keilstangen 9 ist in dieser Betriebsstellung des Kolbens 18 unterbro­ chen. Des weiteren sind auch, wie dies in Fig. 2 der oberen Darstellung entnommen werden kann, die Verzah­ nungen 10 der Keilstangen 9 außer Eingriff mit den Ver­ zahnungen 11 der Grundbacken 6, 6′, 6′′, so daß diese für sich radial verstellt werden können.

Um eine gemeinsame Schnellverstellung der Grundbacken 6, 6′, 6′′ bewerkstelligen zu können, ist in einem Frei­ raum 30 des Futterkörpers 2 ein Stellglied 31 angeordnet, das um die Längsachse A des Kraftspannfutters 1 rotierend antreibbar und als Zahnrad ausgebildet ist. Das Stell­ glied 31 wirkt mit ebenfalls aus Zahnrädern bestehenden Zwischengliedern 32, 32′, 32′′ zusammen, die in an Sei­ tenflächen der Grundbacken 6, 6′, 6′′ angebrachte Zahn­ leisten 33, 33′, 33′′ eingreifen. Bei einer Verdrehung des Stellgliedes 31 werden somit die entkuppelten Grund­ backen 6, 6′, 6′′ gemeinsam über den Spanndurchmesser hinaus nach innen oder außen verschoben, so daß in kurzer Zeit eine Einstellung auf einen kleineren oder größeren Spanndurchmesser vorgenommen werden kann.

Die Zwischenglieder 32, 32′, 32′′ sind jeweils mittels angeformter Zapfen 35 und 38 und auf diesen aufgesetzter Wälzlager 36 bzw. 39 in in den Futterkörper 2 einge­ arbeiteten Bohrungen 34 sowie in Bohrungen 37, die jeweils in in den Futterkörper 2 eingesetzten Scheiben 23 vorgesehen sind, drehbar gelagert. Und da die Verstellglieder 32, 32′, 32′′ als Ritzel ausgebildet sind, wird der Verstellweg des Stellgliedes 31 übersetzt, die Grundbacken 6, 6′, 6′′ können demnach auch bei einem kleinen Verdrehweg des Stellgliedes 31 über einen großen Bereich in kurzer Zeit verstellt werden.

Zur Betätigung des Stellgliedes 31 dient ein rotierend angetriebener Stellmotor 41, der aus einem Zylinder 42 und einem in diesen eingesetzten Drehkolben 43 be­ steht. Über eine Hohlwelle 45 ist der Drehkolben 43, dessen Druckraum das erforderliche Druckmittel über eine schematisch dargestellte Leitung 44 zugeführt wird, drehfest mit dem Stellglied 31 verbunden. Und um den für den Stellmotor 41 erforderlichen Bauraum gering zu halten, bildet der Zylinder 42, der durch einen Deckel 46 verschlossen ist, den Abschlußdeckel des den Kolben 18 aufnehmenden Zylinders 17 und ist an diesem mittels Schrauben 47 angeflanscht.

Wird bei entkuppelten Grundbacken 6, 6′, 6′′ das Stell­ glied 31 mittels des Stellmotors 41 angetrieben und verdreht, so werden diese Backen 6, 6′, 6′′ zur Einstellung eines ver­ änderten Spanndurchmessers gemeinsamen nach innen oder außen verschoben. Und damit die Verstellungen jeweils in solchen Schritten erfolgen, daß die Verzahnungen 10 und 11 nach einem Verstellvorgang jeweils aufein­ ander ausgerichtet sind, ist dem Verstellglied 31 eine dieses arretierende Federraste 51 zugeordnet.

Dazu sind in eine in einen ebenfalls in den Futterkörper 2 eingesetzten Ring 24 eingearbeitete Bohrung 52 ein kegeliger Stift 53 sowie eine sich an einer eingeschraub­ ten Mutter 55 abstützende Druckfeder 54 eingesetzt, und in die der Federraste 51 zugekehrte Stirnfläche des Stellgliedes 31 sind kegelförmige Ausnehmungen 61, 61′, 61′′ . . . ein­ gearbeitet, in die der Stift 53 eingreift. Die Teilung der Ausnehmungen 61, 61′, 61′′ . . . ist hierbei derart gewählt, daß diese dem Verstellweg der Grundbacken 6, 6′, 6′′ um eine oder mehrere Teilungen der Verzahnungen 10, 11 entspricht. Damit ist gewährleistet, daß beim Einrasten des Stiftes 53 in eine der Ausnehmungen 61, 61′, 61′′ . . . die Verzahnungen 10 und 11 durch Verschie­ ben der Keilstange 9 mittels des Verstellgliedes 13 leicht wiederum in Eingriff gebracht werden können und das Kraftspannfutter 1 nach Einstellung eines neuen Spanndurchmessers in Betrieb genommen werden kann.

Claims (7)

1. Spannfutter mit radial in einem Futterkörper verschieb­ bar geführten Grund- oder Spannbacken, die in einer Endstellung von dem zugeordneten Antriebsglied, vorzugs­ weise einer tangential verschiebbar angeordneten Keilstange, entkuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur gemeinsamen Schnellverstellung der entkuppelten Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) ein um die Längs­ achse (A) des Spannfutters (1) rotierend antreibbares Stellglied (31) vorgesehen ist, das mit jeder der Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) jeweils über ein drehbar in dem Futterkörper (2) gelagertes Zwischenglied (32, 32′, 32′′) in Triebverbindung steht.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (31) und die Zwischenglieder (32, 32′, 32′′) als miteinander kämmende Zahnräder ausge­ bildet sind und daß jede der Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) an einer Seitenfläche mit einer Zahnlei­ ste (33, 33′, 33′′) versehen ist, in die das zugeord­ nete Zwischenglied (32, 32′, 32′′) eingreift.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Stellgliedes (31) ein mit einem rotierend antreibbaren Kolben (43) versehener Stellmotor (41) dient, der vorzugsweise über eine Hohlwelle (45) trieblich mit dem Stellglied (31) verbunden ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einer Zugstange (15) zur Verstellung der Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) ausgestatteten Spannfutter (1) der Stellmotor (41) an der der Zugstange (15) zugeordneten Antriebseinrichtung (Zylinder 17) an­ geflanscht, vorzugsweise in diese integriert ist.

5. Spannfutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, Spannbacken (6, 6′, 6′′) dem Stellglied (31) eine Federraste (51) zugeordnet ist.

6. Spannfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federraste (51) achsparallel zu der Rotations­ achse (A) des Stellgliedes (31) in dem Futterkörper (2) oder in ein in diesem angeordnetes Bauteil (Ring 24) eingesetzt ist und daß in der der Federraste (51) zu­ gekehrten Stirnseite des Stellgliedes (31) über den Umfang verteilt kegelförmig ausgebildete Ausnehmungen (61, 61′, 61′′ . . .) eingearbeitet sind, in die das Verstellglied (Stift 53) der Federraste (51) eingreift.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei über eine Verzahnung (10, 11) mit den Antriebs­ gliedern (Keilstange 9) verbundenen Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) die Teilung der Ausnehmungen (61, 61′, 61′′ . . .) derart gewählt ist, daß diese dem Verstellweg der Grund- oder Spannbacken (6, 6′, 6′′) um eine oder mehrere Zahnteilungen entspricht.