Selbstspannendes Dreibackenfutter mit radial geführten, über je eine Spiralkurve durch Verdrehen zweier Futterteile gegeneinander gegen das Werkstück andruckbaren Spannbacken Bei den bekannten Dreibackenfuttern erfolgt das Ein- und Ausspannen der Werkstücke stets bei still stehender, das Futter tragender Antriebsspindel, und zwar gleichgültig, ob die Betätigung der Backen von Hand oder auf hydraulischem Wege erfolgt. Soge nannte selbstspannende Dreibackenfutter besitzen einen aussenliegenden Gewindering, durch dessen Verdrehen um die Achse des Futters relativ zu den Backen diese verstellt werden.
Bei ihnen ist es jedoch nur möglich, bei laufender Maschine ein Werkstück einzuspannen dadurch, dass man den aussenliegenden Gewindering von Hand abbremst. Ein Wiederlösen des einmal eingespannten Werkstückes bei laufender Maschine ist jedoch nicht möglich. Die mit Gewinde ringen versehenen Backenfutter besitzen im übrigen den Nachteil, dass die Gewinde allmählicher Abnut zung ausgesetzt sind, die eine mit der Abnutzung fortschreitende Ungenauigkeit in der Spann- und Zentrierwirkung zur Folge haben.
Gegenstand der Erfindung ist ein selbstspannen des Dreibackenfutter mit radial geführten, über je eine Spiralkurve durch Verdrehen zweier Futterteile gegeneinander gegen das Werkstück andruckbaren Spannbacken, mit dem nicht nur während des Laufes, z. B. der mit dem Futter versehenen Drehbank, Werkstücke einspannbar, sondern auch wieder lösbar sein können. Erfindungsgemäss sind die Spannbacken in einem frei drehbar in dem mit der Antriebsspindel fest zu verbindenden Futtergehäuse gelagerten Ring geführt und durch Federkraft mit den an einem mit dem Gehäuse umlaufenden Körper vorgesehenen Spiralkurven in Anlage gehalten.
Dadurch kann das Futter in Dreh- und Fräsauto- maten mit ständig umlaufender Spindel verwendbar sein und können in kontinuierlichem Arbeitsgang ständig neue Werkstücke in das Futter einspannbar und wieder von ihm trennbar sein. Gewinde und sonstige bei den bekannten Futtern vorhandene emp findliche Getriebsteile, wie Kegelräder usw., die einer verhältnismässig schnellen Abnützung ausgesetzt sind, können vermieden sein.
Gegen die Backen eines sol chen in Umlauf befindlichen Futters kann ein einzu- spannendes Werkstück in Achsrichtung andruckbar sein; dadurch kann der im Innern des Gehäuses drehbar gelagerte Ring abgebremst werden, wobei die Backen mit ihren Umfangsflächen auf die mit dem Gehäuse umlaufenden Spiralkurven auflaufen und dadurch gegen das Werkstück gedrückt @ werden können. Unter der Wirkung des von dem Arbeits werkzeug auf das Werkstück ausgeübten Arbeits druckes kann die Spannwirkung des Futters noch er höht werden.
Ein Futter der beschriebenen Art kann sowohl als innen- wie auch als aussenspannendes Futter ausgebildet sein.
Zum Wiederlösen in das Futter eingespannter Werkstücke kann eine nahe dem Aussenumfang des Gehäuses um eine achsparallele Achse schwenkbar gelagerte und über den Aussenumfang des Gehäuses vorstehende Klinke vorgesehen sein, die mit einer innern Schrägfläche gegen Federdruck gegen eine aus dem Umfang des im Gehäuse drehbar gelagerten Ringes vorstehende Nase andruckbar sein kann.
Dadurch, dass z. B. ein von aussen gegen die Um fangsfläche des umlaufenden Futters angedrückter Gegenstand die Klinke einwärts drückt und diese mit ihrer Schrägfläche gegen die Nase am Ring ein wirkt, kann dieser Ring relativ zum Gehäuse und damit auch zu den spiraligen Flächen entgegen der Spanndrehrichtung verdrehbar sein, so dass eine die Backen belastende Feder die Backen vom Werk stück abdrücken kann.
Da die Schrägfläche an der Klinke nur begrenzte Länge haben kann, kann das Mass, um den der Ring zum Lösen des Werkstückes verdreht werden kann, verhältnismässig klein sein. Dieses Mass kann jedoch genügen, um bei richtiger Lage von Nase und Schrägfläche zueinander ein eingespanntes Werk stück sicher vom Futter zu lösen.
Die Backen sind vorteilhaft je auf einem Gleit- stück befestigt, das in einer radialen Bohrung in dem im Gehäuse drehbaren Ringkörper geführt ist. Die Befestigungsmittel können zur Anpassung des Fut ters an Werkstücke stark abweichender Durchmesser so ausgebildet sein, dass sich die Backen in verschie den grossem Abstand von der Futterachse auf den Gleitstücken anbringen lassen.
Zweckmässig ist das Gehäuse stirnseitig durch eine von den Backen in radialen Schlitzen durch setzte Scheibe abgeschlossen, die fest mit dem im Gehäuse drehbaren Ring verbunden ist. Dadurch kann einerseits erreicht sein, dass die innerhalb des Gehäuses liegenden Teile gegen Verschmutzung, insbesondere gegen das Eindringen von Drehspänen und dergleichen geschützt sind, vor allem aber, dass der Einspannvorgang durch Abbremsen dieser Scheibe von Hand unterstützt werden kann, falls der vom zugeführten Werkstück auf die Backen selbst ausgeübte Drück nicht ausreichen sollte, den die Backen tragenden Ring genügend abzubremsen.
In der anliegenden Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele des erfindungsgemässen selbstspannen den Dreibackenfutters dargestellt, und zwar Ausfüh rungsbeispiele, bei denen die Backen nach innen spannen und die zur Befestigung an einer linksdre henden Spindel eines Drehautomaten bestimmt sind.
Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in axialem Längsschnitt entlang der Linie 1-I der Fig. 2, Fig. 2 eine Aufsicht auf das Futter, Fig. 3 eine Seitenansicht mit teilweise aufge brochener Gehäusewand, Fig. 4 eine Ansicht entlang der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V -V der Fig. 1 und Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie VI-VI der Fig. 1.
Fig. 7 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in r einem axialen Schnitt, Fig. 8 das gleiche Backenfutter in einem Quer schnitt in Höhe der Klinke.
Das Gehäuse 1 des selbstspannenden Dreibacken futters gemäss Fig. 1-6 trägt an seiner Rückseite einen Stutzen 9, der über sein Innengewinde mit der Drehbankspindel fest verbunden wird. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Ring 2 frei drehbar gelagert, in dem drei Gleitstücke 10 radial verschiebbar geführt sind. Diese Gleitstücke 10 tragen an ihrer Vorder seite je eine der Backen 5.
Die Gleitstücke 10 sind durch eine innenliegende Ringfeder 6 belastet, die über die Gleitfläche 10 die Backen 5 an je eine von drei gleichen Spiralflächen 11 (Fig. 4) andrückt, die die Innenöffnung einer mit dem Gehäuse 1 ver schraubten Ringscheibe 3 begrenzen und sich in je einer Übergangsstufe aneinander anschliessen. Stirn- seitig ist das Gehäuse 1 durch eine mit dem Ring 2 verschraubte Ringplatte 4 abgeschlossen, die in Schlitzen 12 von den Backen 5 durchsetzt ist.
Bei einem Futter, das nach aussen spannen soll, wären die Spiralflächen statt an einer Ringscheibe 3 an einem innerhalb der Backen vorgesehenen und mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Kernstück an zubringen und die Backen mit den spiraligen äussern Umfangsflächen dieses Kernstückes durch eine aussen um die Gleitstücke 10 gelegte Ringwendelfeder in Anlage zu halten.
Sinngemäss verlaufen bei einem innen spannen den Futter die Spiralflächen so, dass sie sich in Dreh richtung des Futters von dessen Achse entfernen, während sie bei einem aussen spannenden Futter sich in dessen Drehrichtung seiner Achse nähern.
Zum Lösen eines im beschriebenen Futter einge spannten Werkstückes dient eine Klinke 7, die um eine zur Futterachse parallele Steckachse 13 gegen Druck einer Feder 8 in das Gehäuse 1 schwenkbar ist, mit ihrem Aussenumfang über den Aussenumfang des Gehäuses 1 vorsteht und mit einer Schrägfläche 16 einer Nase 15 gegenüberliegt, die über den äussern Umfang des Ringes 2 vorsteht. Beim Ein wärtsdrücken der Klinke wird über deren Schräg fläche die Nase 15 mit dem Ring entgegen der Dreh richtung des Gehäuses 1 verdreht und damit das Auseinanderbewegen der Backen bewirkt. Die Nase 15 kann, wie Fig. 5 zeigt, je nach dem Umfang des zu bearbeitenden Werkstückes auf einer von drei Bohrungen 17 im Ring 2 befestigt werden.
Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Befestigung der Nase 15 am Ring 2 so einzurichten, dass die Nase kontinuierlich auf dem Umfang des Ringkörpers 2 verstellt werden kann.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei einem Spann futter der beschriebenen Art, bei dem bei seiner Ver wendung auf Drehbänken das Werkstück bei drehen der Spindel ein- und ausgespannt werden kann und bei dem der Spanndruck um so grösser ist, je grösser der Schneiddruck, also je härter der Werkstoff des Arbeitsstückes ist, zum Lösen fest eingespannter Werkstücke die Klinke mit verhältnismässig hoher Kraft in Richtung auf die Gehäuseachse verschwenkt werden muss, um den Ring 2 gegenüber dem Ge häuse 1 zu verdrehen.
Um einerseits die zum Lösen eines eingespannten Werkstückes erforderlichen Kräfte herabzusetzen, anderseits die Anpassung des Spannbereiches des Futters an verschiedene Werk stückdurchmesser zu verbessern, wird mit Vorteil die Klinke nicht mit einer Schrägfläche unmittelbar auf den am drehbaren Ring angeordneten Vorsprung zur Wirkung gebracht, sondern auf den längeren Arm eines um eine zur Klinkenachse parallele Achse schwenkbar im Futtergehäuse gelagerten Dop pelhebels, dessen kürzerer Arm einer am Vorsprung des drehbaren Ringes angeordneten, einwärts gerich teten Schrägfläche anliegt.
Durch die Zwischen schaltung des Doppelhebels mit verschieden langen Armen, auf dessen längeren die Klinke wirkt, ergibt sich eine Obersetzung, auf Grund derer die zur Be dienung des drehbaren Ringes erforderliche Kraft herabgesetzt wird.
Die zum Angleichen des Futters an verschiedene Werkstückdurchmesser gewünschte stufenlose Ver- stellbarkeit des Vorsprunges über den Umfang des drehbaren Ringes wird auf einfache Weise dadurch erreicht, dass dieser Vorsprung mit einem in eine in der innern Stirnseite des drehbaren Ringes vorge sehene Nut eingelegten Klemmring durch eine den drehbaren Ring in einem Schlitz durchsetzende Schraube verbunden ist.
Da bei der hier beschrie benen Anordnung der Vorsprung am drehbaren Ring über den doppelarmigen Hebel hinaus, also verhält nismässig weit in radialer Richtung über den Um fang des drehbaren Ringes vorstehen muss, empfiehlt es sich, ihn dadurch zur Aufnahme des beim Lösen von Werkstücken auf ihn einwirkenden Druckes ge eignet zu machen, dass er mit einem untern Ansatz zusätzlich in einer zur innern konzentrischen Ringnut im Boden des Futtergehäuses geführt ist.
Um auch das Aufspannen von Werkstücken bei laufender Drehbankspindel zu erleichtern, empfiehlt es sich, den mit dem drehbaren Ring verbundenen Gehäusedeckel, durch den die Klemmbacken nach aussen ragen, über die Umfangsfläche des Gehäuses vorstehen zu lassen. Dadurch ist es möglich, diesen Deckel durch seitlich wirkenden Druck abzubremsen. Das Bedienungspersonal ist dann nicht durch die vorstehenden Klemmbacken gefährdet, wie es der Fall ist, wenn ein nicht über den Gehäuseumfang vorstehender Deckel durch stirnseitig auf das Ge häuse wirkenden Druck abgebremst werden muss.
In den Fig. 7 und 8 ist ein solches selbstspan nendes Dreibackenfutter dargestellt.
Innerhalb des Futtergehäuses 1 ist der drehbare Ring 2 gelagert, in dem die drei Klemmbacken 5, 5a mittels zylindrischer Körper 10, die je eine Schrau benfeder 6 auswärts zu bewegen sucht, radial ver schiebbar sind.
Im Futtergehäuse 1 ist um eine achsparallele Achse schwenkbar die zum Verdrehen des Ringes 2 gegenüber dem Gehäuse beim Lösen eines einge spannten Werkstückes dienende Klinke 7a gelagert. Diese mit ihrem freien Ende über den Umfang des Gehäuses 1 vorstehende Klinke 7a wirkt mit einem innern Ansatz auf einen doppelarmigen Hebel 19, und zwar auf dessen längeren Arm. Der kürzere Arm dieses Doppelhebels 19 liegt einer einwärts ge richteten Schrägfläche <B>15e,</B> des Ansatzes 15a an, der auf dem Aussenumfang des drehbaren Ringes 2 befestigt ist.
Die Befestigung geschieht mit Hilfe eines Klemmringes 18, der in eine Nut in der hintern Stirnseite des Ringes 2 eingelegt ist und mit dem der Ansatz 15a durch eine Schraube 22, die den Ring 2 in einem Schlitz durchsetzt, verbunden ist. Dadurch, dass der Ansatz 15a stufenlos über den Um fang 2 des Ringes verstellbar ist, ergibt sich eine sehr feinstufige Anpassung der Lösevorrichtung an Werk stücke mit beliebigem Durchmesser. Um ein Ver kanten des Ansatzes 15a zu verhindern, wird er mit einem seitlichen Vorsprung 15b in einer Nute 21 in der innern Stirnfläche des Gehäuses 1 geführt.
Die Klinke 7a und der Doppelhebel 19 sind durch eine Zugfeder 20 verbunden, die über das freie Ende des längeren Armes des Doppelhebels geführt ist und Klinke nebst Doppelhebel in ihrer Ausgangslage hält.
Der mit dem drehbaren Ring 2 verschraubte Deckel 4 des Gehäuses 1, durch den die Klemm backen 5, 5a in radialen Schlitzen nach aussen ragen, steht mit seinem Rand über die Umfangsfläche des Gehäuses 1 vor.