Mit einem Kraftspannaggregat zu verbindendes Kraftspannfutter Die Erfindung betrifft ein mit einem Kraftspann aggregat zu verbindendes Kraftspannfutter mit einem im Innern des Futterkörpers angeordneten und unter der Einwirkung des Kraftspannaggregates axial ver schiebbaren Spannkolben, durch dessen Verschiebung eine radiale Verschiebung von mit den Klemmbacken in Wirkungsverbindung stehenden Spannkörpern be wirkt wird.
Bei bekannten Kraftspannfuttern dieser Art sind die Klemmbacken auf den Spannkörpern auf geschraubt. Da die Spannkörper unter der Einwirkung des Spannkolbens nur um einen relativ kleinen Be trag verschoben werden, ist es zur Einstellung eines andern Spanndurchmesserbereiches notwendig, die Klemmbacken von den Spannkörpern abzuschrauben und die Klemmbacken entsprechend zu verschieben. Diese Arbeit, die sehr zeitraubend ist, wird durch die vorliegende Erfindung vermieden.
Das Kraftspannfutter nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Spannkörper mit einer Verzahnung versehen ist, die in der Arbeitslage des Kraftspannfutters mit einer am entsprechenden Klemmbacken vorgesehenen Verzahnung in Eingriff steht, wobei diese Verzahnungen zur schnellen Einstel lung eines andern Spanndurchmesserbereiches nach Lösung von Sperrmitteln ausser Eingriff gebracht wer den können.
In der befliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Kraftspannfutters nach der Erfin dung dargestellt. Es ist: Fig. 1 eine Vorderansicht des Kraftspannfutters, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1, wobei aber ein Spannbacken der Einfachheit halber in verdrehter Lage nur strichpunktiert ist, Fig. 3 ein Teilschnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1, Fig. 4 ein Teilschnitt nach der Linie 4-4 von Fig. 1, wobei sich aber der Spannkolben in einer andern Lage befindet, als in Fig. 1 und 2 angenom men ist, Fig. 5 ein Teilschnitt nach der Linie 5-5 von Fig. 1, Fig. 6 ein Teilschnitt nach der Linie 6-6 von Fig. 1, Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Verstellzylinder, Fig. 8 eine Ansicht des mittleren Teils des Ver stellzylinders nach Fig. 7, aus der Richtung des Pfeils <B>8,</B> Fig.
9 ein Schnitt nach der Linie 9-9 von Fig. 7, Fig. 10 ein Schnitt nach der Linie 10-10 von Fig. 7, Fig. 11 ein Schnitt nach der Linie 11-11 von Fig. 7, Fig. 12 ein Schnitt nach der Linie 12-12 von Fig. 7, Fig. 13 ein Schnitt nach der Linie 13-13 von Fig. 7, Fig. 14 eine Draufsicht auf den Spannkolben, Fig. 15 ein Schnitt nach der Linie 15-15 von Fig. 14, Fig. 16 eine Ansicht eines der Spannkörper, Fig. 17 bis 19 weitere Ansichten des Spannkör pers aus der Richtung der Pfeile 17 bzw. 18 bzw.
19 von Fig. <B>16,</B> Fig. 20 eine Teilansicht des Futterkörpers aus der Richtung des Pfeils 20 von Fig. <B>1,</B> Fig. 21 eine Ansicht eines Grundbackens, Fig. 22 und<B>23</B> weitere Ansichten des Grund backens aus der Richtung der Pfeile 22 bzw. <B>23</B> von Fig. 21, Fig. 24 ein Schnitt nach der Linie 24-24 von C, Fig. 21. Das dargestellte Kraftspannfutter weist gemäss Fig. 1 und 2 einen zylindrischen Futterkörper 30 auf, in welchem ein Verstellzylinder 31 axial verschiebbar gelagert ist.
In dem Verstellzylinder 31 ist seinerseits ein Spannkolben<B>32</B> axial verschiebbar gelagert, wel cher mittels einer Zugschraube<B>33</B> an der Zugstange eines nicht dargestellten Kraftspannaggregates zu be festigen ist. Dieses Aggregat kann in bekannter Weise einen mit einer Rutschkupplung oder dergleichen versehenen Elektromotor aufweisen oder zum Betrieb mit Druckluft oder Drucköl eingerichtet sein. Die genannte Zugstange liegt dabei im Innern einer hohlen Arbeitsspindel einer Drehbank. Diese Arbeits spindel weist einen Kopf auf, auf welchem in üblicher Weise ein Anpassflansch zu befestigen ist. An diesem Anpassflansch wird der Futterkörper 30 mittels dreier Befestigungsschrauben angeschraubt, welche durch Schraubenlöcher 34 des Futterkörpers 30 hindurch zustecken sind.
Der Schraubenkopf kommt dabei in den Sitz<B>35</B> zu liegen und der Schraubenbolzen geht ausser durch das Loch 34 auch durch ein entsprechen des, im Verstellzylinder 31 vorgesehenes Loch 36. Bei Befestigung des Futterkörpers auf den in Fig. 5 strichpunktiert angedeuteten Anpassflansch 37 kommt letzterer in eine Ausdrehung 38 des Futterkörpers zu liegen.
Der Verstellzylinder 31, der in den Fig. 7 bis 13 näher dargestellt ist, weist drei Gewindelöcher<B>39</B> für die Spannschrauben 40 (s. Fig. 5) auf, deren Köpfe 41 mit Innensechskant versehen sind. Am vordern Ende der Schraube 40 ist eine sogenannte Seeger-Siche rung vorgesehen, um zu verhindern, dass die Schraube zu weit aus dem Gewindeloch<B>39</B> herausgeschraubt werden kann. Diese Sicherung besteht aus einem Anschlagring 42, der durch einen Federring 43 gehal ten wird, der in einer Nut 44 der Schraube 40 liegt. In einer axialen Bohrung 45 des Verstellzylinders 31 liegt ein Bolzen 46 (s. Fig. 3), der durch Federringe 47 in seiner axialen Lage festgehalten wird. Der Bolzen geht auch durch eine Bohrung 48 des Futter körpers 30 hindurch und sichert den Verstellzylinder somit gegen Verdrehung.
Der Sicherungsbolzen 46 weist ein abgesetztes Ende 49 auf, das in der Arbeits stellung des Kraftspannfutters aus dem Futterkörper hervorrag .,t, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Nur in dieser Stellung des Sicherungsbolzens darf die Drehbank zum Drehen benützt werden.
Der in Fig. 14 und 15 näher gezeigte Spannkol ben<B>32</B> an sich bekannter Art weist drei Sektoren<B>50</B> auf, die<B>je</B> mit einer zur Achse geneigten Nut<B>51</B> ver sehen sind, in welche ein ebenso geneigter Vorsprung <B>52</B> eines Spannkörpers<B>53</B> eingreift. Dieser Spannkör per ist in den Fig. 16 bis 19 näher dargestellt. Er weist neben der Schulter<B>52</B> eine ebenso wie diese Schulter geneigte Nut 54 auf, in welche der entspre chende Vorsprung<B>55</B> des Spannkolbens<B>32</B> eingreift.
Auf einer Seite ist der Spannkörper mit einer Zahnstangenverzahnung 56 versehen, wobei die Zähne<B>57</B> schräg zur Längsrichtung derselben ver laufen (s. Fig. 17). Der Spannkörper ist auf zwei ent- gegengesetzten Seiten mit Führungsleisten<B>58</B> und<B>59</B> versehen, welche in Führung versehen, welche in Führungsnuten 60 und 61 (siehe Fig. 8) des Verstellzylinders 31 verschiebbar sind. Der der Zahnstange entgegengesetzte Teil<B>62</B> des Spann körpers ist dabei in der Führungsnut 63 des Verstell zylinders verschiebbar.
Die Schrägverzahnung hat den Vorteil, dass ein seitlicher Druck auf die Spannkörper bzw. auf die mit denselben zusammenarbeitenden, später erwähnten Grundbacken entsteht, welcher ein seitliches Spiel der Spannkörper und Grundbacken in ihren Führungen verhindert.
Bei Bewegung des Spannkolbens<B>32</B> in Richtung des Pfeils 64 von Fig. 2 infolge eines Zuges an der Zugschraube<B>33</B> werden die drei Spannkörper<B>53</B> in den Nuten 51 und 54 durch Wirkung der Vorsprünge <B>52</B> und<B>55</B> gleichzeitig und um gleiche Beträge radial nach innen verstellt. Bei der in den Fig. 2 bis 6 an genommenen Lage des Verstellzylinders 31 nehmen die Spannkörper dabei drei entsprechende Grund backen 65 mit, welche mit je einer Zahnstangenver zahnung 66 versehen sind, die in die Zahnstangen- verzahnung <B>56</B> eingreift.
Die Grundbacken<B>65</B> weisen zwei symmetrisch zueinander liegende, radial gerichtete Führungsnuten <B>67</B> auf (s. insbesondere Fig. 24). In diese Führungs nuten greifen zwei am Futterkörper<B>30</B> vorgesehene Führungsleisten<B>68</B> ein (s. Fig. 20).
Wenn man den Verstellzylinder <B>31</B> auf später näher erläuterte Weise in Richtung, des Pfeils 64 von Fig. 2 verstellt, so nimmt er die in ihm geführten Spannkörper<B>53,</B> nicht aber die im Futterkörper<B>30</B> geführten Grundbacken<B>65</B> mit, so dass die Verzah nungen<B>56</B> und<B>66</B> ausser Eingriff geraten. Es ist dann ohne weiteres möglich, die Grundbacken<B>65</B> radial zu verstellen, entsprechend dem grösseren oder klei neren Durchmesser der einzuspannenden Werkstücke.
Damit die Grundbacken bei voneinander gelösten Verzahnungen<B>56</B> und<B>66</B> nicht aus ihren Führungen herausfallen können, ist im Spannkörper<B>53</B> eine Rasteinrichtung vorgesehen. Dieselbe weist einen im Spannkörper<B>53</B> verschiebbaren Rastbolzen<B>69</B> (siehe Fig. 2) auf, der mit einer axialen Bohrung<B>70</B> ver sehen ist, in der eine Druckfeder<B>71</B> angeordnet ist, deren äusseres Ende an einem Teil<B>72</B> des Verstell- zylinders <B>31</B> abgestützt ist. Die Feder<B>71</B> drückt den Rastbolzen<B>69</B> mit seinem verjüngten Ende<B>73</B> gegen die Verzahnung<B>66,</B> auch wenn die Verzahnungen<B>56</B> und<B>66</B> ausser Eingriff sind.
Eine Schulter 74 des Rastbolzens<B>69</B> verhindert denselben bei Entfernung des Grundbackens<B>65</B> aus der für diesen Rastbolzen im Spannkörper<B>53</B> vorgesehenen Bohrung heraus zufallen, welch letztere in Fig. <B>16</B> bis<B>18</B> mit<B>75</B> bezeichnet ist.
Bei Verschiebung des Grundbackens rastet das Ende<B>73</B> des Rastbolzens nacheinander in die einzel nen Zahnlücken der Verzahnung<B>66</B> ein. Dadurch wird eine zahnweise Verschiebung der Grundbacken gewährleistet, so dass es leicht ist, alle Grundbacken um gleich grosse Beträge zu verschieben. Ferner unterstützen die Rasteinrichtungen das Zustande kommen einer richtigen Lage der Zähne und Zahn lücken, wenn man den Verstellzylinder 31 in der dem Pfeil 64 entgegengesetzten Richtung verschiebt.
Auf jeden Grundbacken<B>65</B> ist ein Spannbacken 76 mittels zweier Schrauben 77 mit Innensechskant kopf befestigt, welche in entsprechende Gewinde löcher<B>78</B> der Grundbacken eingreifen (siehe auch Fig.21 und 23). Dabei greift ein Vorsprung 79 des Spannbackens in eine Aussparung<B>80</B> des Grund backens. Die Spannfelgen, mit denen der Spann backen das Werkstück in der dargestellten Lage er greift, sind mit<B>81</B> bezeichnet, während für die um gekehrte Lage von Spannbacken samt Grundbacken zwei gegeneinander abgestufte Spannfelgen<B>82</B> und<B>83</B> vorgesehen sind.
Um den Eintritt von Staub, Spänen und derglei chen zwischen den Spannkolben<B>32</B> und den Spann körpern<B>53</B> zu verhüten, ist eine Schutzbüchse 84 vorgesehen, die mittels dreier Schrauben<B>85</B> am Fut terkörper<B>30</B> befestigt wird.
Die Bewegung des Spannkolbens<B>32</B> innerhalb des Verstellzylinders 31 ist einerseits durch eine Schulter 86 des Verstellzylinders 31 begrenzt und anderseits durch einen in eine Nut dieses Zylinders eingelassenen Anschlagring<B>87.</B> Der Arbeitshub des Spannkolbens ist mit<B>88</B> bezeichnet. Eine Verdrehung des Spannkolbens 32 in bezug auf den Verstellzylin der 31 wird durch eine Schraube 89 (s. Fig. 6) ver hindert, die in eine Nut<B>90</B> des Spannkolbens ein greift (s. auch Fig. 14 und 15). Der Sitz für diese Schraube im Verstellzylinder ist mit 91 bezeichnet (s. auch Fig. 10).
Aus später näher erläuterten Gründen sind drei Rasteinrichtungen vorgesehen, von denen in Fig. 4 eine gezeigt ist. Dieselbe weist einen Rastbolzen<B>92</B> auf, der mit einer axialen Bohrung<B>93</B> versehen ist, in der eine Druckfeder 94 angeordnet ist, deren äusseres Ende an einem kleinen Federteller<B>95</B> abgestützt ist. Der Rastbolzen<B>92</B> ist in einer radialen Bohrung<B>96</B> des Verstellzylinders 31 verschiebbar, während der Federteller<B>95</B> in ein Gewindeloch<B>97</B> dieses Zylin ders eingeschraubt ist (s. auch Fig. 7 und 12). Die Feder 94 drückt ein verjüngtes Ende<B>98</B> des Rast bolzens 92 gegen eine am Verstellkolben vorgesehene Anschlagschulter<B>99.</B> Auf der Zugschraube<B>33</B> ist eine Mutter 100 (s.
Fig. 2) in einer durch eine Stell schraube 101 gesicherten Lage befestigt, so dass die Zugschraube<B>33</B> einerseits durch diese Mutter und anderseits durch ihren eigenen, mit Innensechskant versehenen Kopf 102 an einer axialen Verschie bung in bezug auf den Spannkopf 32 verhindert wird. In der Mutter<B>100</B> ist eine Rasteinrichtung<B>103</B> ähn licher Art wie die bereits beschriebenen Rasteinrich tungen angeordnet. Das verjüngte Ende des Rast bolzens dieser Einrichtung rastet in eine von mehre ren Vertiefungen 104 der Rückseite des Spannkol bens<B>32</B> ein. Diese Rasteinrichtung dient zur zusätz lichen Sicherung gegen ungewolltes Lösen der Zug schraube<B>33</B> von der Zugstange. Das beschriebene Kraftspannfutter arbeitet wie folgt-.
Vor dem Einspannen eines Werkstückes ist zu beachten, dass das abgesetzte Ende 49 des Siche rungsbolzens 46 aus dem Futterkörper 30 hervor ragt, was anzeigt, dass der Verstellzylinder 31 sich in der Arbeitslage befindet. Ferner müssen die Spann schrauben 40 angezogen sein, deren Köpfe 41 sonst ebenfalls aus dem Futterkörper hervorragen. Zum Einspannen des Werkstückes wird dasselbe in üblicher Weise zwischen die Spannfelgen<B>82</B> der Spannbacken <B>76</B> gebracht und das Spannaggregat angelassen. Der hierdurch bewirkte Zug auf die Zugschraube 33 bewegt den Spannkolben<B>32</B> in Richtung des Pfeils 64 (Fig. 2), so dass die Spannkörper 53 sich radial nach innen bewegen und dabei über die Verzahnungen<B>56,</B> <B>66</B> die Grundbacken<B>65</B> samt den darauf befestigten Spannbacken<B>76</B> mitnehmen.
Das Werkstück wird durch die Spannbacken<B>76</B> mittels der Spannfelgen<B>81</B> eingespannt und dabei selbsttätig zentriert, voraus gesetzt, dass es sich, wie üblich, um ein rotations symmetrisches, insbesondere zylindrisches, Werkstück handelt, wie dies normalerweise der Fall ist.
Zum Ausspannen des Werkstückes wird das Kraftspannaggregat im entgegengesetzten Sinne be tätigt.
Soll nun ein Werkstück eingespannt werden, des sen Durchmesser nicht mehr im bisherigen Spann bereich enthalten ist, der durch die radiale Verschie bung der Spannkörper<B>53</B> gegeben ist, die dem Kolbenhub<B>88</B> entspricht, so werden die Verzahnun gen<B>56</B> und<B>66</B> ausser Eingriff gebracht. Hierzu wer den zunächst die Spannschrauben 40 gelöst, bis der Anschlagring 42 (s. Fig. 5) an einer Schulter 105 anschlägt, die am Ende der Gewindebohrung<B>39</B> vor gesehen ist. Dadurch entfernt sich die Stirnfläche<B>106</B> eines kegelstumpfförmigen Endes 107 der Spann schraube 40 von dem Anpassflansch 37, welchen diese Stirnfläche in der Arbeitslage berührt. Hierauf wird das Kraftspannaggregat wieder betätigt, so dass die Zugschraube<B>33</B> im Sinne des Pfeils 64 gezogen wird.
Da sich kein Werkstück zwischen den Spannbacken <B>76</B> befindet, bewegt sich der Spannkolben<B>32</B> um seinen ganzen Arbeitshub, bis er am Anschlagring<B>87</B> (s. Fig. 2) anschlägt und nimmt dann bei Fortsetzung seiner Bewegung mittels des Ringes 87 den Verstell zylinder 31 mit, bis dessen Stirnfläche 108 am An- passflansch <B>37</B> anschlägt.
Die Verzahnungen<B>56</B> und<B>66</B> sind nun ausser Eingriff, da die im Verstellzylinder geführten Spann körper<B>53</B> dessen Bewegung mitgemacht haben, die im Futterkörper geführten Grundbacken <B>65</B> dagegen nicht. Man kann nun die Grundbacken<B>65</B> um die gewünschte Anzahl von Zähnen nach innen oder aussen verschieben, wobei die Rasteinrichtung<B>69-71</B> auf die bereits beschriebene Weise wirkt. Hierauf wird das Kraftspannaggregat im entgegengesetzten Sinne betätigt, so dass der Spannkolben<B>32</B> sich zurückbewegt. Dabei führt der Spannkolben mit sei nen Anschlagschultem <B>99,</B> die auf die Enden<B>98</B> der Rastbolzen 92 (s.
Fig. 4) einwirken, den Verstell zylinder 31 in seine Arbeitslage zurück, worauf der Spannkolben<B>32</B> unter Zurückdrücken der Rastbol zen seinen Weg fortsetzt, bis die Anschlagschulter<B>99</B> an der Schulter 86 des Verstellzylinders 31 anliegt.
Wären die Rasteinrichtuhgen 92-95 nicht vor handen, so könnte es vorkommen, dass sich die Grundbacken<B>53</B> schon etwas radial verstellen, bevor die Verzahnungen<B>56</B> und<B>66</B> durch Verschiebung des Verstellzylinders miteinander in Eingriff kom men. Infolgedessen würden die Verzahnungen nicht in der richtigen Lage sein, um ineinander einzugrei fen, was Verklemmungen oder sogar, bei schwerem Gang eines Grundbackens, in einem Eingreifen der entsprechenden Verzahnungen in um einen Zahn verschobener Lage zur Folge haben könnte. Die drei Grundbacken wären dann nicht mehr auf den glei chen Spanndurchmesser eingestellt, und das Werk stück würde nicht zentrisch eingespannt. Diese Ge fahr wird durch die erwähnten Rasteinrichtungen <B>92-95</B> vermieden.
Nachdem die Verzahnungen<B>56</B> und<B>66</B> auf die beschriebene Weise in der gewünschten Lage zum Eingriff gebracht worden sind, müssen lediglich noch die Spannschrauben 40 angezogen werden.<B>All</B> diese Operationen können mühelos in relativ kurzer Zeit bewerkstelligt werden. Die Zeitersparnis gegenüber dem bisher bei Kraftspannfuttern notwendigen Ab schrauben der Klemmbacken von den Spannkörpern und dem Anschrauben der versetzten Klemmbacken auf diese Spannkörper ist sehr gross.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfin dung nicht notwendig , dass die Klemmbacken des Kraftspannfutters wie m beschriebenen Beispiel aus zwei Teilen, nämlich einem Grundbacken 65 und einem Spannbacken<B>76</B> bestehen. Diese Zweiteilung ist aber sehr vorteilhaft, da man bei sehr grossen Durchmesseränderungen der aufzuspannenden Stücke ausser der beschriebenen Einstellung der Grund backen auch eine Umstellung oder Auswechslung der Spannbacken vornehmen kann. Man kann zum Beispiel auch Spannbacken anwenden, die breitere Spannfelgen aufweisen als die dargestellten Spann backen 76, so dass diese andern Spannbacken ausser halb des Futterkörpers<B>30</B> seitlich über die Grund backen vorragen würden.
Während im beschriebenen Beispiel die Spann schrauben 40 gelöst werden müssen, bevor die Ver zahnungen<B>56</B> und<B>66</B> ausser Eingriff gebracht werden können, könnte man selbstverständlich auch andere Sperrmittel an Stelle dieser Schrauben vorsehen. Durch Anziehen der Schrauben 40 kann man den Verstellzylinder 31 auch ohne Betätigung des Kraft spannaggregates in die Arbeitslage bringen, da sich die Stirnfläche 106 des Schraubenendes 107 am An passflansch abstützt. Die Betätigung des Aggregates ist aber vorzuziehen, weil dabei zugleich der Spann kolben<B>32</B> in die Lage zurückgeführt wird, in der die Spannkörper am weitesten voneinander entfernt sind.