CH655262A5

CH655262A5 - CLAMP.

Info

Publication number: CH655262A5
Application number: CH2927/82A
Authority: CH
Inventors: Josef Steinberger; Heinz Beckers
Original assignee: Forkardt Paul Gmbh
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1986-04-15
Also published as: DE3150966C2; FR2510441B1; GB2110965A; IT1152472B; DE3150966A1; ES265446U; GB2110965B; IT8222594A1; IT8222594A0; ES265446Y; FR2510441A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannbacke für eine Spanneinrichtung, insbesondere eines umlaufenden Spannfutters, mit einem auswechselbaren Spanneinsatz. The invention relates to a clamping jaw for a clamping device, in particular a revolving chuck, with an exchangeable clamping insert.

Mit Spanneinsätzen versehene Spannbacken sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt. Ausser hartmetallbestückten Spanneinsätzen gibt es auswechselbare harte Spannkrallen, welche mittels Schrauben an der Spannfläche der Spannbacke bzw. in einer in der Spannfläche ausgebildeten Aussparung befestigt werden. Various types of clamping jaws provided with clamping inserts are known. In addition to carbide-tipped clamping inserts, there are interchangeable hard clamping claws which are fastened to the clamping surface of the clamping jaw by means of screws or in a recess formed in the clamping surface.

Die bekannten Ausführungen derartiger Spannbacken besitzen den Nachteil, dass die Lage der Spanneinsätze durch ihre Befestigungsschrauben bestimmt wird, deren Kraft begrenzt ist, so dass häufig nicht die erforderliche Genauigkeit erzielt oder eine hohe Leistung für eine grosse Zerspanung nicht übertragen werden kann. The known designs of such clamping jaws have the disadvantage that the position of the clamping inserts is determined by their fastening screws, the force of which is limited, so that the required accuracy is often not achieved or a high output for large-scale machining cannot be transmitted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannbacke zu schaffen, deren Spanneinsatz an der Spannbacke exakt positioniert werden kann und sowohl in axialer als auch in radialer Richtung in seiner vorgegebenen Lage an der Spannbacke gehalten wird. The invention has for its object to provide a clamping jaw, the clamping insert can be positioned exactly on the clamping jaw and is held in its predetermined position on the clamping jaw both in the axial and in the radial direction.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spanneinsatz an einer zur Spannrichtung geneigten Lagerfläche und einer im Winkel hierzu verlaufenden Anschlagfläche an der Spannbacke abgestützt ist. The solution to this problem by the invention is characterized in that the clamping insert is supported on a bearing surface inclined to the clamping direction and an abutment surface running at an angle to the clamping jaw.

Mit dieser erfindungsgemässen Ausbildung wird erreicht, dass der Spanneinsatz allein durch die Spannkraft sowohl in radialer und axialer als auch in tangentialer Richtung in seiner vorgegebenen Lage gehalten wird, da er entlang der geneigten Lagerfläche bis zur Anlage an der im Winkel hierzu verlaufenden Anschlagfläche verschoben wird und somit unter Einwirkung der Spannkraft seine vorgegebene Lage einnimmt. Diese erfindungsgemässe Ausbildung ergibt den weiteren Vorteil, dass zum Einspannen unterschiedlicher Werkstücke nicht komplette Aufsatzbacken gewechselt werden müssen, sondern lediglich die erfindungsgemässen Spanneinsätze, die wegen ihres geringen Volumens aus hochwertigem Material hergestellt und auf die jeweilige Spannaufgabe abgestimmt werden können. With this design according to the invention it is achieved that the clamping insert is held in its predetermined position solely by the clamping force both in the radial and axial as well as in the tangential direction, since it is displaced along the inclined bearing surface until it lies against the stop surface running at an angle thereto and thus assumes its given position under the action of the clamping force. This design according to the invention results in the further advantage that it is not necessary to change complete top jaws for clamping different workpieces, but only the clamping inserts according to the invention, which, because of their small volume, can be made of high-quality material and adapted to the particular clamping task.

Der Spanneinsatz kann die Lagerfläche der Spannbacke mit seitlichen Ansätzen klammerartig übergreifen. Hierdurch richten sich die Spanneinsätze bei einem Wechsel selbsttätig relativ zur Spannbacke aus. Es ist lediglich erforderlich, den Spanneinsatz auf die geneigte Lagerfläche aufzusetzen, wobei die seitlich überstehenden Ansätze eine Lagebestimmung quer zur Spannbacke bewirken und die endgültige Lage des Spanneinsatzes relativ zur Spannbacke durch Aufbringen von Druck in Spannrichtung erzielt wird. Durch diese formschlüssige Verbindung wird eine hohe Drehmomentübertragung für grosse Zerspanungsleistungen erzielt. The clamping insert can overlap the bearing surface of the clamping jaw with side lugs. As a result, the clamping inserts are automatically aligned relative to the clamping jaw when changing. It is only necessary to place the clamping insert on the inclined bearing surface, the laterally projecting lugs effecting a position transverse to the clamping jaw and the final position of the clamping insert relative to the clamping jaw being achieved by applying pressure in the clamping direction. This positive connection results in high torque transmission for high cutting performance.

Weiter kann der Spanneinsatz durch mindestens ein die selbsttätige Einstellung des Spanneinsatzes relativ zur Spannbacke nicht behinderndes Halteelement, z. B. eine Schraube oder einen Stift, gegen Herausfallen gesichert sein. Durch eine Überdimensionierung der vom Schraubenschaft durchdrungenen Bohrung und der Aussparung für den Schraubenkopf kann dafür gesorgt werden, dass diese Schraube lediglich zum Festhalten des Spanneinsatzes an der Spannbacke dient, wenn kein Werkstück eingespannt ist, vorzugsweise beim Stillstand des Spannfutters, und dass keine Behinderung für die selbsttätige Ausrichtung des Spanneinsatzes entsprechend der Lagerfläche und der Anschlagfläche eintritt. Furthermore, the clamping insert can by at least one automatic adjustment of the clamping insert relative to the jaw not non-obstructing holding element, for. B. a screw or a pin, be secured against falling out. By oversizing the bore penetrated by the screw shank and the recess for the screw head, it can be ensured that this screw only serves to hold the clamping insert on the clamping jaw when no workpiece is clamped, preferably when the chuck is at a standstill, and that there is no obstruction for the automatic alignment of the clamping insert according to the bearing surface and the stop surface occurs.

Mit Vorteil kann das Halteelement mit seiner Längsachse unter einem spitzen Winkel zu der Lagerfläche verlauten. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch dann, wenn das Halteelement eine Anzugwirkung auf den Spanneinsatz ausüben sollte, beispielsweise durch ein zu festes Anziehen einer als Halteelement dienenden Schraube, die selbsttätige Ausrichtung des Spanneinsatzes nach der Lagerfläche und der Anschlagfläche nicht behindert wird, weil die im wesentlichen mit der Längsachse des Halteelements übereinstimmende Wirkung des Halteelements den Spanneinsatz sowohl gegen die Lagerfläche als auch gegen die Anschlagfläche zieht. Durch die erfindungsgemässe Ausrichtung des Halteelements wird somit verhindert, dass durch ein Fehlverhalten der Bedienungsperson die ausschliessliche Ausrichtung des Spanneinsatzes nach der Lagerfläche und der Anschlagfläche durch das Halteelement behindert oder gar aufgehoben wird. The holding element can advantageously announce with its longitudinal axis at an acute angle to the bearing surface. This ensures that even if the holding element should exert a tightening effect on the clamping insert, for example by overtightening a screw serving as a holding element, the automatic alignment of the clamping insert according to the bearing surface and the stop surface is not hindered because this essentially with the longitudinal axis of the holding element corresponding effect of the holding element pulls the clamping insert both against the bearing surface and against the stop surface. The alignment of the holding element in accordance with the invention thus prevents the exclusive alignment of the clamping insert according to the bearing surface and the stop surface by the holding element from being impeded or even canceled by incorrect behavior of the operator.

Bei einer bevorzugten Ausführung kann das Halteelement mit seiner Längsachse in radialer Richtung der Spannbacke ausgerichtet sein, weil die Lagerfläche schräg zur Spannrichtung geneigt ist. Eine besonders günstige Ausrichtung des Halteelements liegt dann vor, wenn das Halteelement mit seiner Längsachse unter einem spitzen Winkel sowohl zur Lagerfläche als auch zur Anschlagfläche verläuft. In diesem Fall wird bei einer Anzugwirkung des Halteelements der Spanneinsatz in die durch die Lagerfläche und die Anschlagfläche gebildete, spitzwinklige Ecke gezogen, so dass das Entstehen eines Spaltes sowohl zwischen Spanneinsatz und Lagerfläche als auch zwischen Spanneinsatz und Anschlagfläche ausgeschlossen wird. In a preferred embodiment, the holding element can be aligned with its longitudinal axis in the radial direction of the clamping jaw, because the bearing surface is inclined at an angle to the clamping direction. A particularly favorable alignment of the holding element is present when the holding element runs with its longitudinal axis at an acute angle both to the bearing surface and to the stop surface. In this case, when the holding element is tightened, the clamping insert is pulled into the acute-angled corner formed by the bearing surface and the stop surface, so that the formation of a gap between the clamping insert and the bearing surface and between the clamping insert and the stop surface is excluded.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

655 262 655 262

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Spann-einsatzkrallenartigmithervorstehenden Erhebungen ausgebildet sein. Diese Erhebungen des Spanneinsatzes sind vorzugsweise auf einem etwa dem Spanndurchmesser des Werkstückes entsprechenden Kreisbogen angeordnet. Dieser ist bei einer Aussenspannungkonkav und bei einer Innenspannung konvex gekrümmt, so dass sich eine hohe Mitnahmekraft durch die scharfen Erhebungen ergibt. In a preferred embodiment, the tensioning insert claw can be formed with protruding protrusions. These elevations of the clamping insert are preferably arranged on a circular arc corresponding approximately to the clamping diameter of the workpiece. This is concave with an external tension and convex with an internal tension, so that a high driving force results from the sharp elevations.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann in die Spannbacke ein Anschlagstift zur axialen Lagebestimmung des Werkstückes eingesetzt sein. Dieser Anschlagstift besteht vorzugsweise aus weichem Material und kann bei Bedarf ausgewechselt oder gekürzt werden, wenn sich die axiale Lage des einzuspannenden Werkstückes relativ zur Spannbacke ändert. In a preferred embodiment, a stop pin can be inserted into the clamping jaw for axial determination of the position of the workpiece. This stop pin is preferably made of soft material and can be replaced or shortened if necessary if the axial position of the workpiece to be clamped changes relative to the clamping jaw.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Spannbacke dargestellt, und zwar zeigen: Three exemplary embodiments of a clamping jaw according to the invention are shown in the drawing, namely:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform mit einem für eine Aussenspannung ausgebildeten Spanneinsatz im Schnitt, 1 is a sectional side view of a first embodiment with a clamping insert designed for external clamping,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Spannbacke gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform mit einem für eine Innenspannung ausgebildeten Spanneinsatz im Schnitt, 2 shows an end view of the clamping jaw according to FIG. 1, FIG. 3 shows a side view of a second embodiment with a clamping insert designed for internal clamping, in section,

Fig. 4 eine Stirnansicht zu Fig. 3 und Fig. 5 eine dritte Ausführungsform mit verschiedenen Ausrichtungen des Halteelements. Fig. 4 is an end view of Fig. 3 and Fig. 5 shows a third embodiment with different orientations of the holding element.

Bei den auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um eine Spannbacke 1 für ein umlaufendes Spannfutter, die an ihrer rückwärtigen Stirnseite mit einer Trapezverzahnung 2 versehen ist, um relativ zu einer Treibbacke verstellt werden zu können. Das Spannfutter und der Antrieb der Spannbacken 1 sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. The exemplary embodiments shown in the drawing are a clamping jaw 1 for a circumferential chuck which is provided with trapezoidal toothing 2 on its rear end face in order to be able to be adjusted relative to a driving jaw. The chuck and the drive of the jaws 1 are not shown in the drawing.

In der Spannfläche der Spannbacke 1 ist eine Ausnehmung mit einer zur radial verlaufenden Spannrichtung geneigten Lagerfläche 3 und einer hierzu im Winkel verlaufenden Anschlagfläche 4 ausgebildet. Die Neigung der Lagerfläche 3 ist derart ausgeführt, dass ein mit einer entsprechenden Gegenfläche ausgebildeter Spanneinsatz 5 durch die Spannkraft auf der Lagerfläche 3 verschoben wird, bis er an der Anschlagfläche 4 zur Anlage kommt. Auf diese Weise wird eine Lagebestimmung des Spanneinsatzes 5 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erreicht. In the clamping surface of the clamping jaw 1, a recess is formed with a bearing surface 3 inclined to the radial clamping direction and a stop surface 4 running at an angle thereto. The inclination of the bearing surface 3 is designed such that a clamping insert 5 formed with a corresponding counter surface is displaced by the clamping force on the bearing surface 3 until it comes to rest on the stop surface 4. In this way, a position determination of the clamping insert 5 is achieved both in the axial and in the radial direction.

Wie insbesondere die Fig. 2 und 4 erkennen lassen, besitzen die Spanneinsätze 5 seitliche Ansätze 5a, welche die Lagerfläche der Spannbacke 1 klammerartig übergreifen. Die Spannfläche der Spanneinsätze 5 wird durch krallenartig hervorstehende Erhebungen 5b gebildet, deren Spitzen im Falle der Aussenspannung gemäss den Fig. 1 und 2 auf einem zur Spannbacke 1 konkaven Kreisbogen und im Falle der Innenspannung gemäss den Fig. 3 und 4 auf einem zur Spannbacke 1 konvexen Kreisbogen liegen. Diese Kreisbögen sind in den Fig. 2 und 4 eingezeichnet. In den Fig. 1 und 3 ist das entsprechende Werkstück W dargestellt. As can be seen in particular in FIGS. 2 and 4, the clamping inserts 5 have lateral projections 5a which overlap the bearing surface of the clamping jaw 1 in the manner of a clamp. The clamping surface of the clamping inserts 5 is formed by claw-like protruding elevations 5b, the tips of which in the case of the external clamping according to FIGS. 1 and 2 on a circular arc concave to the clamping jaw 1 and in the case of internal clamping according to FIGS. 3 and 4 on one to the clamping jaw 1 convex arc. These arcs are shown in FIGS. 2 and 4. The corresponding workpiece W is shown in FIGS. 1 and 3.

Um die Spanneinsätze 5 bei fehlendem Werkstück W, insbesondere bei stehendem Spannfutter an der Spannbacke 1 festzuhalten, ist eine Schraube 6 vorgesehen. Die für diese In order to hold the clamping inserts 5 on the clamping jaw 1 when the workpiece W is missing, in particular when the chuck is stationary, a screw 6 is provided. The one for this

Schraube 6 im Spanneinsatz 5 vorgesehene Bohrung besitzt einen grösseren Durchmesser als der Schraubenschaft. Auch die für den Kopf der Schraube 6 vorgesehene Aussparung im Spanneinsatz 5 ist derart bemessen, dass die selbsttätige La-5 geeinstellung des Spanneinsatzes 5 relativ zur Spannbacke 1 durch die Schraube 6 nicht beeinträchtigt wird. Screw 6 provided in the clamping insert 5 has a larger diameter than the screw shaft. The recess in the clamping insert 5 provided for the head of the screw 6 is also dimensioned such that the automatic positioning of the clamping insert 5 relative to the clamping jaw 1 is not impaired by the screw 6.

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist wiederum eine Spannbacke 1 gezeichnet, die auf ihrer Rückseite mit einer Trapezverzahnung 2 versehen ist. Wie bei den vor-lo anstehend beschriebenen Ausführungen besitzt auch die in Fig. 5 gezeichnete Spannbacke eine geneigt zur radial verlaufenden Spannrichtung verlaufende Lagerfläche 3 und eine im Winkel hierzu verlaufende Anschlagfläche 4, wobei die Anschlagfläche 4 in radialer Richtung der Spannbacke 1 ausge-i5 richtet ist. In the third exemplary embodiment according to FIG. 5, a clamping jaw 1 is again drawn, which is provided with trapezoidal toothing 2 on its rear side. 5, the clamping jaw shown in FIG. 5 also has a bearing surface 3 inclined to the radial clamping direction and a stop surface 4 running at an angle thereto, the stop surface 4 being oriented in the radial direction of the clamping jaw 1 is.

Der wiederum mit zwei seitlichen Ansätzen 5a ausgebildete Spanneinsatz 5 wird durch ein Halteelement an der Spannbacke 1 festgehalten, welches wiederum als Schraube 6 ausgeführt ist. Die für diese Schraube 6 im Spanneinsatz 5 2o vorgesehene Bohrung besitzt einen grösseren Durchmesser als der Schraubenschaft. Auch die für den Kopf der Schraube 6 vorgesehene Aussparung im Spanneinsatz 5 ist derart bemessen, dass der Schraubenkopf die selbsttätige Lageeinstellung des Spanneinsatzes 5 relativ zur Spannbacke 1 nicht 25 behindert. The clamping insert 5, which in turn is formed with two lateral projections 5a, is held on the clamping jaw 1 by a holding element, which in turn is designed as a screw 6. The hole provided for this screw 6 in the clamping insert 5 20 has a larger diameter than the screw shaft. The recess in the clamping insert 5 provided for the head of the screw 6 is also dimensioned such that the screw head does not hinder the automatic position adjustment of the clamping insert 5 relative to the clamping jaw 1.

Abweichend zu den beiden voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Schrauben 6 mit ihrer Längsachse 6a in radialer Richtung der Spannbacke 1 ausgerichtet sind, verläuft die in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien 30 dargestellte Schraube 6 mit ihrer Längsachse 6a unter einem spitzen Winkel 8 zur Lagerfläche 3. In Fig. 5 sind mit strichpunktierten Linien zwei weitere Möglichkeiten für die Ausrichtung der Schraube 6 in der Spannbacke 1 angedeutet. Diese angedeuteten Lagen lassen erkennen, dass auch in die-35 sen beiden Extremfällen die Längsachse 6a der Schraube 6 unter einem spitzen Winkel 8 zur Lagerfläche 3 verläuft. In contrast to the two embodiments described above, in which the screws 6 are aligned with their longitudinal axis 6a in the radial direction of the clamping jaw 1, the screw 6 shown in FIG. 5 with solid lines 30 runs with its longitudinal axis 6a at an acute angle 8 to the bearing surface 3. In FIG. 5, two further options for the alignment of the screw 6 in the clamping jaw 1 are indicated by dash-dotted lines. These indicated positions show that even in these two extreme cases, the longitudinal axis 6a of the screw 6 extends at an acute angle 8 to the bearing surface 3.

Dies ist somit eindeutig auch dann der Fall, wenn die Schraube 6 in radialer Richtung ausgerichtet ist. This is clearly the case even when the screw 6 is aligned in the radial direction.

Die mit ausgezogenen Linien in Fig. 5 dargestellte Lage 40 der Schraube 6 lässt erkenenn, dass die Längsachse 6a der Schraube 6 auch unter einem spitzen Winkel 9 zur Anschlagfläche 4 verläuft, wenn sie geringfügig aus der radialen Ausrichtung heraus in Richtung auf die Trapezverzahnung 2 der Spannbacke 1 geneigt ist. Hierdurch wird bei einem zu festen 45 Anziehen der mit Spiel im Spanneinsatz 5 geführten Schraube 6 erreicht, dass der Spanneinsatz 5 in die durch die Lagerfläche 3 und Anschlagfläche 4 gebildete Ecke der Spannbak-ke 1 gezogen wird. The position 40 of the screw 6 shown in solid lines in FIG. 5 reveals that the longitudinal axis 6a of the screw 6 also extends at an acute angle 9 to the stop surface 4 if it is slightly out of the radial orientation in the direction of the trapezoidal toothing 2 Clamping jaw 1 is inclined. In this way, if the screw 6 guided with play in the clamping insert 5 is tightened too tightly, the clamping insert 5 is pulled into the corner of the clamping jaw 1 formed by the bearing surface 3 and the stop surface 4.

Um unabhängig von der jeweiligen Ausbildung der so Spannbacke 1 eine axiale Lagebestimmung für das Werkstück W zu erzielen, ist bei den Ausführungsbeispielen ein Anschlagstift 7 vorgesehen. Dieser ist in axialer Richtung in die Spannbacke 1 eingeschraubt und dient mit seiner Stirnfläche als Anlage für das Werkstück W, wie dies am besten 55 in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist. Für den Fall, dass sich die axiale Lage des Werkstückes W relativ zur Spannbacke 1 ändert, kann der Anschlagstift 7 ausgetauscht oder in seiner axialen Länge gekürzt werden. Er besteht zu diesem Zweck vorzugsweise aus bearbeitetem Material. In order to achieve an axial position determination for the workpiece W regardless of the respective design of the clamping jaw 1, a stop pin 7 is provided in the exemplary embodiments. This is screwed into the clamping jaw 1 in the axial direction and, with its end face, serves as an abutment for the workpiece W, as can best be seen in FIGS. 1 and 3. In the event that the axial position of the workpiece W changes relative to the clamping jaw 1, the stop pin 7 can be exchanged or its axial length can be shortened. For this purpose, it preferably consists of processed material.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

655 262 PATENT CLAIMS

1. Clamping jaw for a clamping device, in particular a revolving chuck, with an exchangeable clamping insert, characterized in that the clamping insert (5) on a bearing surface (3) inclined to the clamping direction and an abutment surface (4) extending at an angle thereto on the clamping jaw (1 ) is supported.

2. Clamping jaw according to claim 1, characterized in that the clamping insert (5) overlaps the bearing surface (3) of the clamping jaw (1) with side lugs (5a) like a clamp.

3. Clamping jaw according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping insert (5) is secured against falling out by at least one holding element (6) which does not impede the automatic adjustment of the clamping insert (5) relative to the clamping jaw (1).

4. Clamping jaw according to claim 3, characterized in that the holding element (6) with its longitudinal axis (6a) extends at an acute angle (8) to the bearing surface (3).

5. Clamping jaw according to claim 4, characterized in that the holding element (6) is aligned with its longitudinal axis (6a) in the radial direction of the clamping jaw (1).

6. Clamping jaw according to claim 4, characterized in that the holding element (6) extends with its longitudinal axis (6a) at an acute angle (8,9) both to the bearing surface (3) and to the stop surface (4).

7. Clamping jaw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clamping insert (5) is claw-like with protruding elevations (5b).

8. Clamping jaw according to claim 7, characterized in that the elevations (5b) of the clamping insert (5) are arranged on a circular arc corresponding approximately to the clamping diameter of the workpiece (W).

9. Clamping jaw according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the clamping jaw (1) a stop pin (7) is used to determine the axial position of the workpiece (W).