CH678823A5 - - Google Patents

Description

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CH678 823A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vierbackenspannfutter mit zwei Spannbackenpaaren, die je in einer Ebene liegen und über ein Kegelradgetriebe zwangsläufig miteinander in Verbindung stehen.

Vierbackenspannfutter sind schon seit Ende des letzten Jahrhunderts bekannt. Der Vorteil eines Vierbackenfutters liegt darin, dass auch rechteckige oder unförmige Drehteile sicher gehalten werden können; dabei kann das Drehwerkstück an beliebiger Stelle positioniert werden. Nachteilig wirkt sich aus, dass eine vierfache Einspannung mit Kraft-schluss eine physikalisch unbestimmte Halterung des Werkstückes darstellt. Die Gefahr, dass ein Backenpaar fest angezogen ist während das andere noch nicht genügend klemmt, ist gross. Durch die Tangential angreifenden Kräfte während des Drehvorganges hat das Werkstück die Tendenz sich in der kraftschlüssigen Halterung zu drehen. Wenn nur ein Backenpaar klemmt besteht die Gefahr, dass sich das Werkstück während des Drehvorganges löst, das zu sehr schweren Unfällen führen kann. Aus diesem Grunde haben sich Systeme bei denen, wie in der Patentschrift DE 69 833 beschrieben, alle vier Backen gleichzeitig und gleichmässig bedient werden gegen das Dreibackenfutter, welches die physikalisch bestimmte kraftschlüssige Halterung gewährleistet, nicht durchgesetzt.

Um dieser Gefahr Herr zu werden wurden paarweise klemmende Vierbackenfutter entwickelt. Diese verwenden Konstruktionen wie zum Beispiel die Patentschrift DE 347 558 mit in der Herstellung ausserordentlich teuren Plangewinden und zwei nur auf diese Konstruktion passende verschiedene Backenpaare. Eine andere Lösung ist in der europäischen Patentschrift Nr. 0 141 651 beschrieben. Mit sehr aufwendigen und anfälligen zum Beispiel als differential wirkenden Zahnradsystemen wird der gleichmässige Druck aller vier Backen erzeugt. Dem Verlangen nach einem einfach und zuverlässig funktionierenden Vierbackenfutter werden diese Konstruktionen nicht gerecht

Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgäbe, ein Vierbackenspannfutter der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass mittels eines einfacheren Versteilmechanismus eine sichere Wirkungsweise für das Spannen von rechteckigen und quadratischen Werkstücken über eine einzige Antriebsspindel ermöglicht.

Diese Aufgabe löst ein Vierbackenspannfutter mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere erfindungsgemässe Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf das teilweise demontierte Vierbackenspannfutter;

Fig. 2 Aufsicht auf das offene Vierbackenspannfutter;

Fig. 3 Querschnitt durch einen Arm;

Fig. 4 Schnitt des Vierbackenspannfutters;

Fig. 5 Schnitt des Vierbackenspannfutters;

Fig. 6 eine Aufsicht eines teilweise aufgeschnittenen Vierbackenspannfutters mit vier verschiedenen Ansichten der Backen, Keilstangen und Mitnehmernuten.

Fig. 1 zeigt die Betätigungsspindel 2 mit der eine Zahnstange 3, die mittels eines Gewindes 6 verschiebbar ist. Die Betätigungsspindel 2 wird durch das Lager 24 und den Bund 25, welche sich auf den Druckstücken 18 abstützen im Grundkörper gehalten, so dass bei einer Drehung der Betätigungsspindel 2 die Zahnstange 3 verschoben wird, die ihrerseits über das Zahnrad 8 und das damit fest verbundene glockenförmige Kegelradgehäuse 9 dreht. Mittels des Kegelradgehäuses 9 lassen sich über die Bolzen 21 die Kegelritzel 22 drehen.

In Fig. 2 ist ersichtlich wie die Kegelradscheiben

4 und 5 ausgebildet sind. Die der Spannseite näher liegende Kegelradscheibe 5 hat auf ihrer Gegenseite zur Kegelverzahnung zwei Arme 16, in der die Mitnehmernut 17 eingelassen ist. Die der Spannseite entfernter liegende Kegelradscheibe 4 bildet eine nabenförmige Verbindung in Richtung Spannseite, auf der die Kegelradscheibe 5 gelagert ist und Arme 16' trägt in der ebenfalls Mitnehmernuten 17 eingelassen sind. In der Grundstellung sind die Arme 16 der beiden Kegelradscheiben 4 und 5 in einer gegeneinander um 90° Grad verschobenen Anordnung montiert wie Fig. 2 zeigt Durch die gegenseitige Verdrehung der beiden Kegelradscheiben 4 und

5 kann dieser Winkel verkleinert oder vergrössert werden.

Ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2 zeigt in Fig. 3 wie im Arm 16 die Mitnehmernut 17 in radialer Richtung ausgearbeitet ist. Die Mitnehmernut 17 bietet dem Nutstein 11 eine radiale Führung. Der Nutstein 11 ist mit zwei parallelen Seiten in der Mitnehmemut 17 geführt.

In Fig. 4 ist die Kegelradscheibe 4 mit dem Arm 16 und der Mitnehmernut 17 im Schnitt dargestellt. Die Keilstange 7 weist auf der Gegenseite ihrer Zahnkämme 14 einen Bolzen 15 auf, welcher mit der runden Öffnung des Nutsteines 11 im Eingriff steht Die Zahnkämme sind mit der Spannbacke in formschlüssiger Verbindung. Wenn sich also der Nutstein 11 in radialer Richtung bewegt, wird die Spannbacke mitgenommen. Die Kegelradscheibe 4 wird durch das Kegelritzel 22 gedreht. Das Kegelritzel 22 wird dabei seinerseits durch das glockenförmige Kegelradgehäuse 9 gehalten, respektiv bewegt

In Fig. 5 wird die um ca 90° Grad versetzte Situation des Eingriffes der Kegelradscheibe 5 gezeigt Die Elemente werden wie oben beschrieben und von Kegelradscheibe 5 angetrieben. Auf diesem Bild ist nun zusätzlich die Ausbildung des glockenförmigen Kegelradgehäuses 9 ersichtlich. In das glockenförmige Gehäuse sind die Bolzen 21 eingelassen, weiche die Kegelritzel 22 halten. Auf dem Glockenhals ist ein Zahnrad 8 angebracht Dieses Zahnrad wird durch die Zahnstange 3 relativ zum Grundkörper 20 des Vierbackenfutters gedreht.

Vier verschiedene Montagezustände des Vierbackenspannfutters sind in Fig. 6 mit den Positionen A, B und C, D dargestellt. Bei den Positionen A und D sind die Spannbacken 12 eingesetzt. Position

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A gibt den Blick zur Keilstange 7 frei. Position B zeigt die Führung 23 im Gehäuseteil 10 für eine Keilstange 7, sowie eine Führungsnut 13 für eine Spannbacke 12. Dahinter ist der Arm 16 mit dem in der Mitnehmernut 17 geführten Nutstein 11 der Kegelradscheibe 4 sichtbar. Position C zeigt wie der Nutstein 11 in der Mitnehmernut 17 der Kegelradscheibe 5 eingebettet und geführt ist. Nach der fertigen Montage erscheint die Aufsicht auf die Spannbacke 12 und Führungsnut 13 wie in Position D ersichtlich. Alle Spannbacken 12 sind radial, in den dafür im Gehäuse 10 vorgesehenen Führungsnuten

13 verschiebbar um Werkstücke gegen das Zentrum Z oder vom Zentrum Z weg spannen zu können. Die Keilstange 7 kann in der im Gehäuse 10 vorgesehenen Führung 23, wie bei Position B dargestellt, in Längsrichtung verschoben werden. Infolge des Winkels zwischen Führungsnut 13 und Keilstangen-Führung 23 wird dann eine radiale Bewegung der Spannbacke 12 bewirkt. Wäre dieser Winkel 90° Grad würden die Zahnkämme 14 in den Spannbacken 12 hin und her bewegt, ohne dass eine radiale Bewegung der Spannbacken 12 resultieren würde. Durch Verschieben der Keilstange 7 in Richtung R oder Richtung L wird die Spannbacke 12 zum Zentrum hin oder vom Zentrum weg bewegt. Die Keilstange 7 weist auf der Gegenseite ihrer Zahnkämme

14 einen Bolzen 15 auf, welcher mit dem Nutenstein 11 im Eingriff steht. Andererseits ist dieser Nutstein 11 in der Mitnehmernut 17 einer der Kegelradschei-ben 4 oder 5, zum Beispiel sichtbar in Position C, eingesetzt.

Die Funktion des Vierbackenspannfutters kann nun wie folgt beschrieben werden:

Mit dem Vierkant 19 der Betätigungsspindel 2 (Fig. 1) wird das Vierbackenspannfutter bedient. Durch drehen der Betätigungsspindel 2 wird mittels des Gewindes 6 die Zahnstange 3 verschoben. Durch die tangentiale Verschiebung der Zahnstange 3 wird über das Zahnrad 8 des Kegelradgehäuses 9 (Fig. 4) gedreht und die Kegelritzel 22 drehen die beiden Kegelradscheiben 4 und 5 gleichzeitig. Solange auf die Spannbacken 12 kein Widerstand zu erwarten ist, bewegen sich die beiden Kegelradscheiben 4 und 5 und mit ihnen alle Spannbacken 12 gleichmässig. Stösst aber zum Beispiel Spannbackenpaar A, B auf Widerstand und bewirkt damit ein Stillstehen der Kegelradscheibe 4, wird bei weiterer Drehung der Betätigungsspindel das Kegelradgehäuse 9 und damit die Bolzen 21 und Kegelritzel 22 weiterbewegt, nun stützen sich die Kegelrrt-zel 22 auf der Kegelradscheibe 4 (die ja stillsteht) ab und die Kegelradscheibe 5 und mit ihr die entsprechenden Spannbacken 12 bewegen sich mit doppelter Geschwindigkeit bis auch sie auf Widerstand stossen. Wird nun das Werkstück mittets der Antriebsspindel 2 fest gespannt, ist gewährleistet, dass beide Backenpaare das Werkstück mit gleicher Kraft halten und dies auch dann, wenn es sich um unregelmässig geformte Werkstücke handelt.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Vierbackenspannfutter mit zwei Spannbackenpaaren, die je in einer Ebene liegen und durch ein

Kegelradgetriebe zwangsläufig miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass dem einen Backenpaar zugeordnet und einander gegenüberliegende Nutsteine (11) in Mitnehmernuten (17) einer Kegelradscheibe geführt sind, während die dem andern Backenpaar zugehörigen einander gegenüberliegenden Nutsteine (11) in Mitnehmernuten (17') einer zweiten Kegelradscheibe geführt sind, wobei die beiden Kegelradscheiben mittels mindestens einem Kegelritzel miteinander in Wirkverbindung stehen, und dass diese Kegelritzel in einem die Kegelradscheiben übergreifenden glockenförmigen Gehäuse gelagert ist, das im Futter dreh- und von aussen her verstellbar ist, wobei die Nutsteine je eine Keilstange (7) radial verschieben, die in schräg angeordneten Nuten (23) geführt sind, deren Verzahnung (14) in die Verzahnung der Spannbacken (12) eingreift und deren radiale Verstellung bewirkt.

2. Vierbackenspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das glockenförmige Gehäuse mittels einer Zahnstange und einer am glockenförmigen Gehäuse angebrachten Verzahnung verstellbar ist.

3. Vierbackenspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelradscheiben zwei Arme aufweisen in denen die Mitnehmernuten für Nutsteine, Keilstangen und Spannbacken untergebracht sind, wobei die zwei Arme des der Spannseite entfernteren Kegelradscheibe in den Zwischenräumen zwischen den Armen der der Spannseite näheren Kegelradscheibe nach vorne greifen, so dass alle vier Mitnehmernuten auf einer Ebene rechtwinklig zur Mittelachse des Spannfutters liegen.

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