Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen. Die vorliegende Erfindung hat zum Ge genstand eine Spannvorrichtung an Werk bei welcher ein Spannfutter mittels eines elektrischen Antriebsmotors über ein Spanngetriebe mit in beiden Drehrich tungen des Getriebes wirkender Abschaltvor richtung durch Verdrehen einer Welle in der Werkzeugmaschinenspindel betätigt werden kann. Es ist bei derartigen Spannfuttern be kannt, einen Elektromotor mit Planetenge triebe zum Antrieb der Spannbacken zu ver wenden.
Allen diesen Ausführungen haftet der Nachteil an, dass nach erfolgter Spannbe wegung die Spannbacken in der einmal. ein genommenen Lage verbleiben und unabhän gig vom Werkstück wie auch vom auftreten den Drehmoment ihre Backenstellung konstant halten.
Gegenüber diesen bekannten Ausführun gen unterscheidet sich die vorliegende Erfin dung dadurch, dass ein Futterbackenträger des Spannfutters mit radialen Führungen zur Aufnahme von mit Mitnahmeorganen versehe- nen Spannbacken gegenüber einem fest mit der Werkzeugmaschinenspindel verbundenen Teil des Futters verdrehbar ist, wobei zwi schen die Mitnahmeorgane der Spannbacken und den mit. der Werkzeugmaschinenspindel verbundenen Teil selbsttätig nachspannende Elemente eingeschaltet sind.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Teile zweier Ausführungsbeispiele der Erfin dung dargestellt. Fig. 1. zeigt voll der ei-steil Ausführungs form das Spannfutter und eine volle An triebswelle, im Längsschnitt nach Linie I-I in Fig. 2.
Fig. ? zeigt dasselbe Spannfutter, teilweise in Vorderansicht und teilweise im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1..
Fig. 4 zeigt von der zweiten Ausführungs form das Spannfutter und eine hohle An triebswelle, im Längsschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 5.
Fig. 5 zeigt das Spannfutter gemäss Fig. 4-, teilweise in Vorderansicht und teil weise im Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 4.
Fig. 7 zeigt ein durch einen elektrischen Antriebsmotor zu betätigendes, für ein Spannfutter gemäss Fig. 4 bis 6 ausgebildetes Spanngetriebe im Längsschnitt.
Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt nach Linie IIX-IIX des Spanngetriebes gemäss Fig. 7, und Fig. 9 zeigt in einem Detail die Anord nung des Schlitzes zur Betätigung der Ab- schaltvorriehtung des Spanngetriebes nach Fig. 7 und B.
Bei der ersten Ausführungsform gemäss den Fig. 1, 2 und 3 ist auf dem einen Ende einer nur bruchstückweise dargestellten Werkzeugmasehinenspindel 1, beispielsweise einer Drehbankspindel, eine gegen Verdre hung auf der Spindel 1 gesicherte Muffe 2 mit einer durch Schrauben 64 daran befestig ten Kurvenscheibe 3 des Spannfutters durch einen Gewindering 13 axial gehalten. Die Kurvenscheibe 3 wird gebildet durch drei an einem Scheibenkörper angeordnete Kurven segmente 4. Der Futterbackenträger 5 des Spannfutters ist durch einen Ring 65 auf der Muffe 2 axial gehalten und einerseits durch ein Kugellager 6 auf der Muffe 2 und ander seits durch ein Gleitlager 7 in der Kurven scheibe 3 drehbar gelagert.
Der Futterbacken träger 5 weist im dargestellten Ausführungs beispiel drei radiale T-Nuten 14 auf zur Auf nahme und Führung von je einer Grundbacke 8; die letzteren besitzen an ihren Vorderseiten eine Verzahnung 15 und Nuten 34, mittels denen auf den Grundbacken leicht auswech selbar den zu bearbeitenden Werkstücken entsprechend gewählte Aufsatzbacken 16 auf gesetzt sind, die durch Schrauben 17 mit in den Nuten 34 verschiebbaren Muttern gehal ten werden. Auf der Rückseite jeder Grund backe 8 befinden sich als Mitnahmeorgane ein Nocken 12 und ein Zapfen 9; auf den letzte ren ist je ein Wälzsegment 10 frei drehbeweg lich aufgesetzt. Die Wälzsegmente 10 bilden mit den Kurvensegmenten 4 selbsttätig nach spannende Elemente für die Grundbacken B.
Die Bohrung des Futterbackenträgers 5 ist als Klauenkupplungshälfte 30 ausgebildet, in die die Gegenkupplungshälfte an der als Drehstabfeder wirkenden vollen, anderends mit, einem von einem Elektromotor angetrie benen Spanngetriebe gekuppelten Antriebs welle 11 eingreift, wobei geringe axiale Ver schiebungen der letzteren bezüglich des Spannfutters möglich sind. Je eine Feder 66 ist den Wälzsegmenten 10 zugeordnet, die das Wälzsegment im Gegenuhrzeigersinn zu ver- schwenken sucht (Fig. 2).
Bei der zweiten Ausführungsform gemäss den Fig. 4, 5 und 6 sitzt wieder auf dem einen Ende einer nur bruchstückweise darge stellten Werkzeugmaschinenspindel 1, bei spielsweise einer Drehbankspindel, eine gegen Verdrehen: gesicherte Muffe 19, die durch einen Gewindering 13 axial gehalten ist. Auf der Muffe 19 ist eine Kurvenscheibe 20 mit beispielsweise drei Kurvensegmenten 21 befe stigt. Ein Futterbackenträger 22 ist durch einen Ring 67 auf der Muffe 19 axial ge halten und mittels eines Kugellagers 23 und eines Gleitlagers 24 auf der Muffe 19 und in der Kurvenscheibe 20 radial drehbar gelagert. Der Futterbackenträger 22 weist im darge stellten Ausführungsbeispiel drei radiale T Nuten 14 auf, in denen je eine Grundbacke 25 gleiten kann.
Die Vorderseite der Grund backen 25 ist mit Zähnen 15 versehen, auf welche mittels Schrauben 1.7 mit Gleit- muttern, die in Nuten 34 der Grundbacken verschiebbar sind, Aufsatzbacken 16 aufge setzt sind, die bezüglich Abmessungen und Form den zu spannenden Werkstücken ent sprechend gewählt sind. An der Hinterseite jeder Grundbacke 25 sind als Mitnahmeor gane ein Zapfen 26, auf dem eine Rolle ?"i frei drehbar ist, und ein Mitnahmestift 28 vorhanden. Die Rollen 27 und die Kurven segmente 21 bilden wieder die selbsttätig nachspannenden Elemente.
Die Bohrung des Futterbackenträgers 22 ist als Klauenkupp lungshälfte 31 ausgebildet., in welche die Ge genkupplungshälfte einer dem Antrieb des Spannfutters dienenden Hohlwelle 29 ein greift, die anderends mit dem in Fig. 7 dar gestellten Spanngetriebe in Verbindung stehen kann, wobei eine geringe axiale Bewe gung der Hohlwelle 29 gegenüber dem Spann futter möglich ist.
Da es infolge der erhöhten Spindeldreh- zahlen der Werkzeugmaschinen immer schwie riger wird, die Kraftzufuhr zu den Spann getrieben der verschiedenen Systeme betriebs sicher zu gestalten, wie z. B. Stromzufuhr durch Schleifringe oder Druckmittelzufuhr durch Stopfbüchsen, ist das nachstehend be schriebene, elektrisch angetriebene Spannge triebe entwickelt worden, das, wie die Fig. 7.
8 und 9 zeigen, durch einen Elektromotor angetrieben und mit in beiden Drehrichtun gen des Getriebes wirkender Abschaltvorrich- tung versehen und zur Betätigung des Spann futters gemäss Fig. 4 bis 6 ausgebildet ist. Auf' dein hintern Ende der bruchstück weise dargestellten Werkzeugmaschinenspin del 35, beispielsweise einer Drehbankspindel, ist ein Gehäuse 36 aufgekeilt, in dein ein Pla netengetrieberad 37 drehbar gelagert ist.
Die Bohrung des letzteren ist. als Klauenkupp lungshälfte 38 ausgebildet, in die die Gegen- kupplungsbälft.e einer Hohlwelle 39 eingreift, die dem andern Ende der in Fig. 4 darge stellten Kohlwelle 29 entspricht. , An dein Gehäuse 36 ist finit Schrauben 32 ein Deckel 33 befestigt. Im Gehäuse 36 ist weiter ein mit Lappen 57 und Aussparungen 52 versehener Ring 49 drehbar gelagert. Eine mit einem.
Zahnkranz 18 versehene Hohlwelle 43 mit, einer darauf aufgekeilten Keilriemen- seheilie 44 ist einerseits im Planeten,etriebe- rad 37 und anderseits im Deckel 33 koaxial mit der Hohlwelle 39 gelagert. In einem im Rad 37 und im Ring 49 drehbar abgestützten Ring 58 sind am Umfang verteilt beispiels weise drei Doppelritzel als Satellitenräder 42 des Planetengetriebes auf je einer Achse 59 drehbar gelagert. Die Zentrierun-r des Ringes 58 im Rad 37 und Ring 49 kommt zustande durch den dreifachen Eingriff der Satelliten räder 42 mit den Zahnkränzen 40 und 41 des Rades 37 bzw. Ringes 49.
Der Innenzahnkranz 40 im Planetenge trieberad 37 steht im Eingriff mit der Ver zahnung 69 der Doppelritzel 42; ferner stehen der Innenzahnkranz 41. des Ringes 49 und der Zahnkranz 18 der Hohlwelle 43 im Eingriff mit der Verzahnung 68 der Doppelritzel 42. Die Verzahnung 40 des Planetengetrieberades 37 weist gegenüber der Verzahnung 41 im Ring 49 einen geringen Teilkreisunterschied auf, und die verschiedenen Zahnteilungen und Zähnezahlen sind, was die Zeichnung nicht zeigt, so gewählt, dass eine grosse Über setzung zwischen die Hohlwelle 43 und die Hohlwelle 39 eingeschaltet ist.
Das Gehäuse 36 ist mit Aussparungen 61 und Lappen 62 versehen, die mit den Lappen 57 und Aussparungen 52 des Ringes 49 über einstimmen (Fig. 8). In den von den auf einanderpassenden Aussparungen 52 und 61 gebildeten Hohlräumen sitzen Druckfedern 53, die durch Bolzen 60, eine davon jedoch durch den Stift 54 seitlich in den Hohlräu men gehalten sind.
Auf dem Gehäuse 36 ist ein Schaltring 50 gelagert, der, durch einen Keil 51 geführt, in axialer Richtung verschoben werden kann.
In einem schräg zu seiner Achse stehenden Schlitz 55 des Schaltringes 50 ist das äussere Ende des Stiftes 54 verschiebbar, der im Ring 49 befestigt. ist. (Fig. 7 und 8) ; bei einer Dreh bewegung des Ringes 49 gegenüber dein Ge häuse 36 führt der Schaltring 50 eine Axial bewegung aus. Eine Gabel 63, die auf dem Schaltring 50 gleitet, kann bei Axialbewegun gen des letzteren einen andeutungsweise dar gestellten Schalter 56 für den Drehstrom- xnotor 46 für das Spanngetriebe betätigen.
Am die Spindel 35 lagernden Maschinen ständer 45 ist der Drehstrommotor 46, zweck mässig mit Kurzschlussanker, befestigt und seine Keilriemenscheibe 47 ist mit der Riemen scheibe 44 durch Keilriemen 48 verbunden.
Die Wirkungsweise des in Füg. 1 bis 3 dargestellten Spannfutters in Verbindung finit einem Antrieb entsprechend dein in Fig. 7 bis 9 gezeigten ist die folgende: Zum Betätigen des Spannfutters wird die volle Antriebswelle 11, die als Drehstabfeder wirken kann, in der Spindel 1 verdreht, wozu das Spanngetriebe finit Elektromotor Verwen- dung findet. In diesem vorliegenden Falle müsste die in Fig. 7 dargestellte Hohlwelle 39 durch eine volle Welle ersetzt sein, die mit entsprechenden Klauenkupplungshälften in die Kupplungshälften 30 und 38 eingreift.
Beim Einspannen eines nicht dargestellten Werkstückes zwischen den Aufsatzbacken 16 stehen die Spindel 1., die bluffe '? und die Kurvenscheibe 3 mit den Kurvensegmenten -? still. Durch Verdrehen der Antriebswelle 11 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. ?) wird über die Klauenkupplung der Futterbackenträger 5 gegenüber den stillstehenden Kurvense;- menten 4 verdreht.
Mit dem Futterbacken träger 5 werden jedoch auch die in den radialen T-Nuten 14 gleitenden Grundbacken 8 mit den damit verbundenen Nocken 12 und den Zapfen 9 verdreht, wobei die durch die Federn 66 an die Kurvensegmente 4 gedrück ten Wälzsegmente 10 auf den innern Flächen der Kurvensegmente 4 abwälzen. Dabei wer den die Grundbacken 8 durch die Kurven segmente 4 radial gegen das Zentrum des Spannfutters hin bewegt, so dass das Werk stück von aussen zwischen den Aufsatzbacken 16 eingespannt wird.
Die Spannbacken 16 wer den mit einer konstanten Spannkraft, die durch das Spanngetriebe erzeugt wird, an das Werkstück gepresst, wobei ein Nachspannen durch die federnde Wirkung der als Drehstab feder wirkenden vollen Antriebswelle 11 so wie der im Spanngetriebe angeordneten Druckfedern 53 gewährleistet ist.
Zu dieser konstanten Spannkraft kommt eine zusätzliche Spannkraft, die in Abhängig keit von der Schnittkraft steht. Eine mit zu nehmender Schnittkraft durch das einge spannte Werkstück bewirkte Verdrehung des Futterbackenträgers 5 gegenüber den Teilen 2 und 3 bewirkt wegen den gegen die Spann futterachse laufenden Gleitflächen der Kur vensegmente eine Erhöhung der Spannkraft des Spannfutters.
Wird die Antriebswelle 11 im Uhrzeiger sinn (Fug. 2) verdreht., dann bewegen sich die Grundbacken 8 radial nach aussen, wodurch die Einspannung des Werkstückes gelöst wird.
Die Wirkungsweise der Spannvorrichtung mit dem in Fig. 4 bis 6 dargestellten Spann futter ist die folgende: Zum Betätigen des Spannfutters wird die hohle Antriebswelle 29 in der Spindel 1 mit tels des elektrischen Antriebsmotors über das Spanngetriebe gedreht. Zum Ein- und Aus spannen eines nicht. dargestellten Werkstückes zwischen den Aufsatzbacken 16 werden nor malerweise die Spindel 1, die Muffe 19 sowie die Kurvenscheibe 20 mit den Kurvensegmen ten 21 stillgehalten.
Wird die Hohlwelle 29 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn verdreht, so wird über die Klauenkupplung 31 der Futterbackenträger 22 verdreht, lind die Grundbacken 25 werden in seinen radialen T-Nuten 14 aus der in Fig. 4 und 5 dargestellten äussern Endstel- hing gegen das Zentrum des Spannfutters hin bewegt, da sie durch die die auf den Kur vensegmenten 21 abrollenden Rollen 27 tra genden Mitnahmezapfen 26 mitgenommen werden. Soll ein Werkstück durch die Auf- ; Satzbacken 16 von innen gespannt werden, dann wird bei in ihre innere Stellung gebrach ten Backen die Hohlwelle 29 in der Spindel 1 im Uhrzeigersinn verdreht, wodurch die Mitnahmestifte 28 auf der Aussenfläche der Kurvensegmente 21 gleiten und sich die Grundbacken 25 radial nach aussen bewegen.
Die Spannbacken 16 werden wieder mit einer vom verwendeten Motor über das Spanngetriebe erzeugten konstanten Spann kraft nach aussen gegen ein innenzuspannendes Werkstück gepresst. Ein Nachspannen ist hier gewährleistet durch die zwischen An- und Abtrieb eingeschalteten Druckfedern 53 im Spanngetriebe.
Zu dieser konstanten Spannkraft kommt beim Bearbeiten des eingespannten Werk stückes wieder eine zusätzliche veränderliche Spannkraft, die proportional ist zur Schnitt kraft und durch das weitere Abrollen der Rollen 27 bzw. Gleiten der Stifte 28 auf den Kurvensegmenten 21 zustande kommt.
Die Grundbacken 25 können in die T- Nuten in um 1800 gedrehter Lage, so dass ein Vertauschen der Stellung der Rollen 27 und der Mitnehmerstifte 28 auf den Kurvenseg menten 21 gegenüber Fig. 4 stattfindet, ein gesetzt werden.
Die Verwendung einer Hohlwelle 29 (Fug. 4) an Stelle einer vollen Antriebswelle 11 (Fug. 1) bietet bei Verwendung der Spann vorrichtung an Drehbänken den Vorteil, dass beispielsweise Stangenmaterial, das durch die Werkzeugmaschinenspindel 1 zugeführt wer den muss, mit. dem Spannfutter gespannt wer den kann.
Die Wirkungsweise des Spanngetriebes nach Fig. 7 bis 9 ist die folgende: Bei rotierender Werkzeugmaschinenspin- del 35 dreht sich das ganze Spanngetriebe mit der Hohlwelle 39 mit; ebenso dreht sich der Rotor des stromlosen Drehstrommotors 46.
Soll mittels der Hohlwelle 39 das Spann, futter im Sinne des Spannens oder Entspan- nens betätigt werden, .dann wird bei stillstehen der Spindel 35 der Drehstrommotor 46 im entsprechenden Drehsinn eingeschaltet. Über die Keilriemenscheiben 47 und 44 und den Keilriemen 48 wird die Hohlwelle 43 mit dem Zahnkranz 18 in Drehung versetzt. Letzterer treibt die drei im Ring 58 gelagerten Doppel ritzel 42 an, deren Verzahnungen 69 und 68 in die Innenzahnkränze 40 bzw. 41 eingreifen.
Über den Innenzahnkranz 40 des Plane tengetrieberades 37 und die Klauenkupplung ,8 wird die Hohlspindel 39 mit der entspre chenden Untersetzung gedreht, wodurch in der für die in den Fig. 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 dargestellten Spannfutter beschriebenen Weise eine Spann- oder Entspannbewegung zustande kommen kann. Solange sich die Hohlwelle 39 gegenüber der Spindel 35 frei bewegen kann, das heisst solange sich die Backen des Spannfutters ohne Widerstand radial verschieben lassen, nehmen die Druck federn 53 die in Fig. 8 dargestellte Stellung ein.
Beim Auftreten der Spannkraft des Spannfutters werden die zwischen den Lap pen 57 bzw. 62 befindlichen Druckfedern 53 zusammengedrückt, wobei der im Ring 49 befestigte Stift 54 eine Drehbewegung gegen über dem Gehäuse 36 ausführt. Dabei ver schiebt sich der Stift 54 im Schlitz 55 des Schaltringes 50, der auf dem Gehäuse 36 durch den Keil 51 axial geführt ist. Durch die Drehbewegung des Ringes 49 wird eine Axialbewegung des Schaltringes 50 in die gestrichelt gezeichnete Stellung in Fig. 7 er zeugt, wodurch über die Gabel 63 der Schal ter 56 betätigt wird und somit der Dreh strommotor 46 und damit das Spanngetriebe stillgesetzt werden.
Soll das gespannte Spannfutter wieder entspannt werden, dann wird wiederum bei stillstehender Spindel 35 der Drehstrom motor 46 im jetzt gegenüber früher entgegen gesetzten Drehsinn laufen gelassen. Dabei werden zufolge der unterschiedlichen Zahn teilungen der beiden Innenzahnkränze 40 und 41 die Druckfedern 53 sukzessive mit der Drehung der Welle 39 entspannt, bis sie wiederum ihre in Fig. 8 dargestellte Stellung einnehmen. Dadurch gelangen auch der Schalt ring 50 und somit die Gabel 63 in die in Fig. 7 dargestellte Mittellage, durch welche Bewegung der Schalter 56 betätigt und der Drehstrommotor 46 abgestellt wird.
Das Spanngetriebe ist wieder bereit für eine Spannbewegung, die in beliebigem Drehsinn vorgenommen werden kann; das heisst, es kann mit dem dargestellten Spanngetriebe das Futter sowohl für Innen- wie auch Aussenspannung betätigt werden.
Das Getriebe hat den Vorteil, dass keiner lei Stopfbüchsen und Schleifringe für die Kraftzuleitung notwendig sind. Ferner kann zur Verwendung von Handspannfuttern usw. auf der Maschinenspindel das Getriebe durch Wegnahme des Keilriemens vollständig ausser Betrieb gesetzt werden.
Clamping device on machine tools. The subject matter of the present invention is a clamping device at work in which a chuck can be actuated by rotating a shaft in the machine tool spindle by means of an electric drive motor via a clamping mechanism with the transmission in both directions of rotation. It is known in such chucks to use an electric motor with planetary gear to drive the clamping jaws.
All of these versions have the disadvantage that after the clamping movement the clamping jaws in the once. Remain in a given position and keep their jaw position constant regardless of the workpiece as well as the torque occurring.
Compared to these known embodiments, the present invention differs in that a chuck jaw carrier of the chuck with radial guides for receiving clamping jaws provided with driving elements can be rotated relative to a part of the chuck firmly connected to the machine tool spindle, with the driving elements of the clamping jaws in between and the with. the part connected to the machine tool spindle automatically retensioning elements are switched on.
In the accompanying drawings, parts of two embodiments of the inven tion are shown. Fig. 1 shows the full egg-steep execution form the chuck and a full drive shaft, in a longitudinal section along line I-I in Fig. 2.
Fig.? shows the same chuck, partly in front view and partly in section along line II-II of FIG.
Fig. 3 shows a section along line III-III of Fig. 1 ..
Fig. 4 shows the form of the second embodiment, the chuck and a hollow drive shaft, in longitudinal section along line IV-IV of FIG.
FIG. 5 shows the chuck according to FIG. 4-, partly in front view and partly in section along line V-V of FIG.
FIG. 6 shows a section along line VI-VI of FIG. 4.
FIG. 7 shows a clamping gear designed for a chuck according to FIGS. 4 to 6 to be actuated by an electric drive motor in longitudinal section.
FIG. 8 shows a partial section along line IIX-IIX of the tensioning mechanism according to FIG. 7, and FIG. 9 shows in a detail the arrangement of the slot for actuating the disconnection device of the tensioning mechanism according to FIGS. 7 and B.
In the first embodiment according to FIGS. 1, 2 and 3, on one end of a tool machine spindle 1, for example a lathe spindle, which is only shown in fragments, a sleeve 2 secured against rotation on the spindle 1 with a cam 3 fastened to it by screws 64 of the chuck held axially by a threaded ring 13. The cam 3 is formed by three segments arranged on a disc body 4. The chuck jaw carrier 5 of the chuck is axially held by a ring 65 on the sleeve 2 and on the one hand by a ball bearing 6 on the sleeve 2 and on the other hand by a plain bearing 7 in the Curves disc 3 rotatably mounted.
The chuck jaw carrier 5 has in the illustrated embodiment, for example, three radial T-slots 14 for receiving and guiding each of a base jaw 8; the latter have on their fronts a toothing 15 and grooves 34, by means of which the workpieces to be machined can be easily exchanged on the base jaws according to selected top jaws 16, which are held th by screws 17 with slidable nuts in the grooves 34. On the back of each base jaw 8 are a cam 12 and a pin 9 as driving organs; on the last ren is a rolling segment 10 freely rotatably attached Lich. The rolling segments 10 automatically form with the cam segments 4 after exciting elements for the base jaws B.
The bore of the chuck jaw carrier 5 is designed as a claw coupling half 30, in which the mating coupling half engages on the full acting as a torsion bar spring, at the other end with a drive shaft 11 coupled by an electric motor driven tensioning gear, with slight axial displacements of the latter with respect to the chuck are possible . A spring 66 is assigned to each of the rolling segments 10, which the rolling segment seeks to pivot in the counterclockwise direction (FIG. 2).
In the second embodiment according to FIGS. 4, 5 and 6 sits again on one end of an only fragmentary Darge presented machine tool spindle 1, for example a lathe spindle, a secured against rotation: sleeve 19 which is held axially by a threaded ring 13. On the sleeve 19 is a cam 20 with, for example, three cam segments 21 BEFE Stigt. A chuck jaw carrier 22 is held axially ge by a ring 67 on the sleeve 19 and mounted radially rotatably by means of a ball bearing 23 and a plain bearing 24 on the sleeve 19 and in the cam disk 20. The chuck jaw carrier 22 in the illustrated embodiment has three radial T-grooves 14, in each of which a base jaw 25 can slide.
The front of the base jaws 25 is provided with teeth 15, on which top jaws 16 are placed by means of screws 1.7 with sliding nuts that can be moved in grooves 34 of the base jaws, which are selected according to the dimensions and shape of the workpieces to be clamped . On the rear side of each base jaw 25, a pin 26, on which a roller is freely rotatable, and a drive pin 28 are provided as driving elements. The rollers 27 and the cam segments 21 again form the automatically retensioning elements.
The bore of the chuck jaw carrier 22 is designed as a Klauenkupp treatment half 31., In which the Ge genkupplungshhalf a hollow shaft 29 serving to drive the chuck engages, which can be connected to the tensioning gear provided in Fig. 7, with a slight axial movement movement of the hollow shaft 29 with respect to the chuck is possible.
Since it is becoming more and more difficult due to the increased spindle speeds of the machine tools to make the power supply to the clamping drives of the various systems operationally safe, such as B. Power supply through slip rings or pressure medium supply through stuffing boxes, the electrically driven Spannge drives described below have been developed, which, like FIG. 7.
8 and 9 show, driven by an electric motor and provided with a cut-off device that acts in both directions of rotation of the transmission, and is designed to operate the chuck according to FIGS. 4 to 6. On 'your rear end of the fragmentary illustrated machine tool spindle 35, for example a lathe spindle, a housing 36 is wedged, in which a Pla designated gear wheel 37 is rotatably mounted.
The bore of the latter is. designed as a claw coupling half 38 into which the mating coupling halves engage a hollow shaft 39 which corresponds to the other end of the carbon shaft 29 shown in FIG. A cover 33 is fastened to your housing 36 with finite screws 32. In the housing 36, a ring 49 provided with tabs 57 and recesses 52 is rotatably mounted. One with one.
A hollow shaft 43 provided with a toothed ring 18 and a V-belt shaft 44 wedged thereon is mounted on the one hand in the planetary gear wheel 37 and on the other hand in the cover 33 coaxially with the hollow shaft 39. In a ring 58 rotatably supported in the wheel 37 and in the ring 49, three double pinions are distributed on the circumference, for example, as satellite gears 42 of the planetary gear, each rotatably mounted on an axis 59. The centering of the ring 58 in the wheel 37 and ring 49 is brought about by the triple engagement of the satellite wheels 42 with the sprockets 40 and 41 of the wheel 37 and ring 49, respectively.
The internal ring gear 40 in the planetary gear 37 is in engagement with the toothing 69 of the double pinion 42; Furthermore, the internal gear rim 41. of the ring 49 and the gear rim 18 of the hollow shaft 43 are in engagement with the toothing 68 of the double pinion 42. The toothing 40 of the planetary gear wheel 37 has a small pitch circle difference compared to the toothing 41 in the ring 49, and the different tooth pitches and Numbers of teeth are, what the drawing does not show, chosen so that a large translation between the hollow shaft 43 and the hollow shaft 39 is turned on.
The housing 36 is provided with recesses 61 and tabs 62 which match the tabs 57 and recesses 52 of the ring 49 (FIG. 8). In the cavities formed by the matching recesses 52 and 61 sit compression springs 53 which are held by bolts 60, but one of them by the pin 54 laterally in the Hohlräu men.
A switching ring 50 is mounted on the housing 36 and, guided by a wedge 51, can be displaced in the axial direction.
The outer end of the pin 54, which is fastened in the ring 49, can be displaced in a slot 55 of the switching ring 50 that is inclined to its axis. is. (Figures 7 and 8); when the ring 49 rotates relative to your housing 36, the switching ring 50 performs an axial movement. A fork 63, which slides on the switching ring 50, can operate a hint is provided switch 56 for the three-phase xnotor 46 for the tensioning gear during axial movements of the latter.
On the spindle 35 supporting machine stand 45, the three-phase motor 46, expediently with short-circuit armature, attached and its V-belt pulley 47 is connected to the pulley 44 by V-belt 48.
The mode of action of the in Füg. 1 to 3 shown chuck in connection with a drive corresponding to that shown in Fig. 7 to 9 is the following: To actuate the chuck, the full drive shaft 11, which can act as a torsion bar spring, is rotated in the spindle 1, for which the tensioning gear finite electric motor Is used. In this case, the hollow shaft 39 shown in FIG. 7 would have to be replaced by a solid shaft which engages with the corresponding claw coupling halves in the coupling halves 30 and 38.
When a workpiece, not shown, is clamped between the top jaws 16, the spindle 1., the bluffing? and the cam 3 with the cam segments -? quiet. By turning the drive shaft 11 counterclockwise (Fig.?), The chuck jaw carrier 5 is rotated relative to the stationary curve elements 4 via the claw coupling.
With the chuck jaw carrier 5, however, the base jaws 8 sliding in the radial T-grooves 14 with the associated cams 12 and the pin 9 are rotated, the rolling segments 10 pressed by the springs 66 to the curve segments 4 on the inner surfaces of the Roll off curve segments 4. Here who moves the base jaws 8 through the curve segments 4 radially towards the center of the chuck, so that the workpiece is clamped from the outside between the top jaws 16.
The clamping jaws 16 are pressed against the workpiece with a constant clamping force generated by the tensioning gear, with re-tensioning ensured by the resilient effect of the full drive shaft 11, which acts as a torsion bar, and the compression springs 53 arranged in the tensioning gear.
In addition to this constant clamping force, there is an additional clamping force that is dependent on the cutting force. A with increasing cutting force caused by the clamped workpiece rotation of the chuck jaw carrier 5 relative to parts 2 and 3 causes because of the running against the clamping chuck axis sliding surfaces of the curve vensegmente an increase in the clamping force of the chuck.
If the drive shaft 11 is rotated clockwise (Fig. 2), the base jaws 8 move radially outward, whereby the clamping of the workpiece is released.
The operation of the clamping device with the clamping chuck shown in Fig. 4 to 6 is as follows: To operate the chuck, the hollow drive shaft 29 is rotated in the spindle 1 with means of the electric drive motor via the clamping gear. Not to clamp one in and out. workpiece shown between the top jaws 16 are normally the spindle 1, the sleeve 19 and the cam 20 with the 21 th Kurvensegmen kept still.
If the hollow shaft 29 is rotated counterclockwise, for example, then the chuck jaw carrier 22 is rotated via the claw coupling 31, and the base jaws 25 are in its radial T-slots 14 from the outer end position shown in FIGS. 4 and 5 against the center of the chuck moved out because they are taken along by the rolling on the curve segments 21 rollers 27 tra lowing driving pins 26. Should a workpiece through the on; Set jaws 16 are clamped from the inside, then the hollow shaft 29 in the spindle 1 is rotated clockwise in their inner position th jaws, whereby the driving pins 28 slide on the outer surface of the cam segments 21 and the base jaws 25 move radially outward.
The clamping jaws 16 are again pressed outward against a workpiece to be internally clamped with a constant clamping force generated by the motor used via the clamping gear. Retensioning is ensured here by the compression springs 53 in the tensioning gear connected between the input and output.
In addition to this constant clamping force, when the clamped work piece is being processed, there is again an additional variable clamping force that is proportional to the cutting force and by the further rolling of the rollers 27 or sliding of the pins 28 on the cam segments 21.
The base jaws 25 can be set into the T-grooves in a position rotated by 1800 so that the position of the rollers 27 and the driver pins 28 on the curve segments 21 are reversed compared to FIG.
The use of a hollow shaft 29 (Fug. 4) instead of a full drive shaft 11 (Fug. 1) offers the advantage when using the clamping device on lathes that, for example, bar material that has to be fed through the machine tool spindle 1 is included. the chuck who can.
The mode of operation of the tensioning gear according to FIGS. 7 to 9 is as follows: When the machine tool spindle 35 rotates, the entire tensioning gear rotates with the hollow shaft 39; the rotor of the currentless three-phase motor 46 also rotates.
If the chuck is to be actuated by means of the hollow shaft 39 in the sense of clamping or unclamping, then when the spindle 35 is at a standstill, the three-phase motor 46 is switched on in the corresponding direction of rotation. The hollow shaft 43 with the ring gear 18 is set in rotation via the V-belt pulleys 47 and 44 and the V-belt 48. The latter drives the three double pinions 42 mounted in the ring 58, the teeth 69 and 68 of which mesh with the internal gear rings 40 and 41, respectively.
About the internal ring gear 40 of the Plane tengetrieberades 37 and the claw coupling, 8, the hollow spindle 39 is rotated with the corre sponding reduction, which in the manner described for the chuck in Figs. 1 to 3 and 4 to 6 described a clamping or relaxation movement can come about. As long as the hollow shaft 39 can move freely relative to the spindle 35, that is, as long as the jaws of the chuck can be moved radially without resistance, the pressure springs 53 take the position shown in FIG.
When the clamping force of the chuck occurs, the compression springs 53 located between the Lap pen 57 and 62 are compressed, the pin 54 fixed in the ring 49 executing a rotary movement relative to the housing 36. The pin 54 moves ver in the slot 55 of the switching ring 50, which is axially guided on the housing 36 through the wedge 51. The rotary movement of the ring 49 is an axial movement of the switching ring 50 in the position shown in phantom in Fig. 7 he testifies, whereby the fork 63 of the scarf ter 56 is actuated and thus the rotary current motor 46 and thus the tensioning gear are stopped.
If the tensioned chuck is to be relaxed again, the three-phase current motor 46 is again allowed to run in the opposite direction of rotation now compared to earlier with the spindle 35 stationary. As a result of the different tooth pitches of the two internal gear rims 40 and 41, the compression springs 53 are gradually relaxed with the rotation of the shaft 39 until they again assume their position shown in FIG. As a result, the switching ring 50 and thus the fork 63 reach the central position shown in FIG. 7, through which movement the switch 56 is actuated and the three-phase motor 46 is switched off.
The clamping gear is ready again for a clamping movement, which can be made in any direction; This means that the chuck can be operated for both internal and external clamping with the clamping gear shown.
The gearbox has the advantage that no packing boxes and slip rings are necessary for the power supply. Furthermore, in order to use manual chucks etc. on the machine spindle, the transmission can be completely put out of operation by removing the V-belt.