CH678823A5

CH678823A5 -

Info

Publication number: CH678823A5
Application number: CH2227/89A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Laube
Original assignee: Rudolf Laube
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-11-15
Also published as: DE4016527A1

Description

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CH678 823A5 CH678 823A5

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vierbackenspannfutter mit zwei Spannbackenpaaren, die je in einer Ebene liegen und über ein Kegelradgetriebe zwangsläufig miteinander in Verbindung stehen. The present invention relates to a four-jaw chuck with two pairs of jaws, each lying in one plane and inevitably connected to one another via a bevel gear.

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. Four-jaw chucks have been known since the end of the last century. The advantage of a four-jaw chuck is that even rectangular or bulky turned parts can be held securely; the rotating workpiece can be positioned anywhere. The disadvantage is that a fourfold clamping with a force lock represents a physically undetermined mounting of the workpiece. There is a great risk that one pair of jaws will be tightened while the other is not jamming enough. Due to the tangential forces during the turning process, the workpiece tends to turn in the non-positive holder. If only one pair of jaws jams, there is a risk that the workpiece will come loose during the turning process, which can lead to very serious accidents. For this reason, systems in which, as described in the patent specification DE 69 833, all four jaws are operated simultaneously and uniformly against the three-jaw chuck, which ensures the physically determined non-positive holder.

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 To cope with this danger, four-jaw clamping jaws were developed in pairs. These use constructions such as, for example, the patent specification DE 347 558 with plane threads which are extremely expensive to produce and two different pairs of jaws which only fit this construction. Another solution is described in European Patent No. 0 141 651. The uniform pressure of all four jaws is generated with very complex and susceptible gear systems that act as a differential, for example. These constructions do not meet the demand for a simple and reliable four-jaw chuck

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. The present invention now addresses the task of improving a four-jaw chuck of the type mentioned at the outset in such a way that, by means of a simpler adjustment mechanism, a safe mode of operation for clamping rectangular and square workpieces is made possible by means of a single drive spindle.

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. This object is achieved by a four-jaw chuck with the features of claim 1. Further features according to the invention emerge from the dependent claims and their advantages are explained in the following description.

In der Zeichnung zeigt: The drawing shows:

Fig. 1 eine Aufsicht auf das teilweise demontierte Vierbackenspannfutter; Figure 1 is a plan view of the partially disassembled four-jaw chuck.

Fig. 2 Aufsicht auf das offene Vierbackenspannfutter; Fig. 2 supervision of the open four-jaw chuck;

Fig. 3 Querschnitt durch einen Arm; Fig. 3 cross section through an arm;

Fig. 4 Schnitt des Vierbackenspannfutters; Fig. 4 section of the four-jaw chuck;

Fig. 5 Schnitt des Vierbackenspannfutters; Fig. 5 section of the four-jaw chuck;

Fig. 6 eine Aufsicht eines teilweise aufgeschnittenen Vierbackenspannfutters mit vier verschiedenen Ansichten der Backen, Keilstangen und Mitnehmernuten. Fig. 6 is a plan view of a partially cut four-jaw chuck with four different views of the jaws, wedge bars and driving grooves.

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. Fig. 1 shows the actuating spindle 2 with a rack 3, which is displaceable by means of a thread 6. The actuating spindle 2 is held in the base body by the bearing 24 and the collar 25, which are supported on the pressure pieces 18, so that when the actuating spindle 2 is rotated, the toothed rack 3 is displaced, which in turn is via the gear wheel 8 and the bell-shaped part firmly connected to it Bevel gear housing 9 rotates. By means of the bevel gear housing 9, the bevel pinion 22 can be rotated via the bolts 21.

In Fig. 2 ist ersichtlich wie die Kegelradscheiben 2 shows how the bevel gear disks

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 4 and 5 are formed. The bevel gear disc 5, which is closer to the clamping side, has two arms 16 on its opposite side to the bevel gear, in which the driving groove 17 is embedded. The bevel gear disk 4 lying further away from the tensioning side forms a hub-shaped connection in the direction of the tensioning side, on which the bevel gear disk 5 is mounted and carries arms 16 'in which driver grooves 17 are also embedded. In the basic position, the arms 16 of the two bevel gear disks 4 and 5 are mounted in an arrangement displaced by 90 ° relative to one another, as shown in FIG. 2. By the mutual rotation of the two bevel gear disks 4 and

5 kann dieser Winkel verkleinert oder vergrössert werden. 5, this angle can be reduced or enlarged.

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. A section along the line A-A in Fig. 2 shows in Fig. 3 how in the arm 16, the driving groove 17 is worked out in the radial direction. The driving groove 17 provides the sliding block 11 with radial guidance. The slot nut 11 is guided with two parallel sides in the driving groove 17.

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. 4, the bevel gear 4 with the arm 16 and the driving groove 17 is shown in section. The wedge bar 7 has on the opposite side of its tooth combs 14 a pin 15 which engages with the round opening of the slot nut 11. The tooth combs are in a positive connection with the clamping jaw. If the sliding block 11 moves in the radial direction, the clamping jaw is taken along. The bevel gear disk 4 is rotated by the bevel pinion 22. The bevel pinion 22 is in turn held or moved by the bell-shaped bevel gear housing 9

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. 5 shows the situation of engagement of the bevel gear disc 5 offset by approximately 90 °. The elements are driven as described above and driven by the bevel gear disc 5. In this picture, the formation of the bell-shaped bevel gear housing 9 is now additionally visible. The bolts 21, which hold the bevel pinion 22, are embedded in the bell-shaped housing. A gear wheel 8 is attached to the bell neck. This gear wheel is rotated by the rack 3 relative to the base body 20 of the four-jaw chuck.

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 Four different assembly states of the four-jaw chuck are shown in Fig. 6 with the positions A, B and C, D. In positions A and D the jaws 12 are used. position

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4 4th

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 A gives a clear view of the wedge bar 7. Position B shows the guide 23 in the housing part 10 for a wedge rod 7 and a guide groove 13 for a clamping jaw 12. Behind it, the arm 16 with the sliding block 11 of the bevel gear disk 4 guided in the driving groove 17 is visible. Position C shows how the sliding block 11 is embedded and guided in the driving groove 17 of the bevel gear disk 5. After the finished assembly, the view of the clamping jaw 12 and guide groove 13 appears as shown in position D. All jaws 12 are radial, in the guide grooves provided for this purpose in the housing 10

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 13 movable to clamp workpieces against the center Z or away from the center Z. The wedge bar 7 can be moved in the guide 23 provided in the housing 10, as shown in position B, in the longitudinal direction. As a result of the angle between the guide groove 13 and the wedge bar guide 23, a radial movement of the clamping jaw 12 is then effected. If this angle were 90 ° degrees, the tooth combs 14 would be moved back and forth in the clamping jaws 12 without a radial movement of the clamping jaws 12 resulting. By moving the wedge bar 7 in the direction R or direction L, the clamping jaw 12 is moved towards the center or away from the center. The wedge bar 7 has on the opposite side of its tooth combs

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. 14 on a bolt 15 which is in engagement with the sliding block 11. On the other hand, this sliding block 11 is inserted in the driving groove 17 of one of the bevel gear disks 4 or 5, for example visible in position C.

Die Funktion des Vierbackenspannfutters kann nun wie folgt beschrieben werden: The function of the four-jaw chuck can now be described as follows:

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. The four-jaw chuck is operated with the square 19 of the actuating spindle 2 (FIG. 1). By turning the actuating spindle 2, the rack 3 is shifted by means of the thread 6. Due to the tangential displacement of the toothed rack 3, the bevel gear housing 9 (FIG. 4) rotates via the gear wheel 8 and the bevel pinions 22 rotate the two bevel gear disks 4 and 5 simultaneously. As long as no resistance is expected on the clamping jaws 12, the two bevel gear disks 4 and 5 and with them all the clamping jaws 12 move evenly. If, for example, pair of clamping jaws A, B encounters resistance and thus causes the bevel gear disc 4 to come to a standstill, if the actuating spindle is rotated further, the bevel gear housing 9 and thus the bolts 21 and bevel pinion 22 are moved further, now the bevel gear 22 is supported on the bevel gear disc 4 (which stands still) and the bevel gear disc 5 and with it the corresponding jaws 12 move at twice the speed until they also encounter resistance. If the workpiece is now clamped firmly by means of the drive spindle 2, it is ensured that both pairs of jaws hold the workpiece with the same force, even if the workpiece is irregularly shaped.

Claims

1. Four-jaw chuck with two pairs of jaws, each lying in one plane and through one

Bevel gearboxes are inevitably connected to each other, characterized in that one pair of jaws is assigned and opposing slot nuts (11) are guided in driver grooves (17) of a bevel gear disk, while the opposite nut blocks (11) belonging to the other pair of jaws are guided in driver grooves (17 ') a second bevel gear disk are guided, the two bevel gear disks being operatively connected to one another by means of at least one bevel pinion, and that this bevel pinion is mounted in a bell-shaped housing which overlaps the bevel gear disks and is rotatable in the chuck and is adjustable from the outside, the slot nuts each Radially shift the wedge rod (7), which are guided in obliquely arranged grooves (23), the teeth (14) of which engage in the teeth of the clamping jaws (12) and cause their radial adjustment.

2. Four-jaw chuck according to claim 1, characterized in that the bell-shaped housing is adjustable by means of a toothed rack and a toothing attached to the bell-shaped housing.

3. Four-jaw chuck according to claim 1, characterized in that the bevel gear disks have two arms in which the driving grooves for slot nuts, wedge bars and clamping jaws are accommodated, the two arms of the bevel gear disk removed from the tensioning side in the spaces between the arms of the bevel gear disk closer to the tensioning side Grip at the front so that all four driver grooves are on one level perpendicular to the central axis of the chuck.

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