DE102013109520A1 - chuck - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem eine Futterachse (7) aufweisenden Futterkörper (2), dem ein durch ein Betätigungsmittel (11) entlang der Futterachse (7) verstellbares Spannmittel (8) zugeordnet ist, sowie mit einer Mehrzahl von Spannsegmenten (3) mit durch das Spannmittel (8) radial verstellbaren Innenspannflächen (6) und Außenspannflächen (5). Das Spannmittel (8) ist mehrteilig aus einem Spanndorn (9) und einer koaxial zu dem Spanndorn (9) angeordneten Spannhülse (10) gebildet. Das Betätigungsmittel (11) ist vorgesehen zum gegenläufigen Verstellen des Spanndorns (9) gegenüber der Spannhülse (10).The invention relates to a chuck with a chuck body (2) having a chuck axis (7) to which is associated an adjustable clamping means (8) along an actuating means (11) along the chuck axis (7) and a plurality of clamping segments (3) by the clamping means (8) radially adjustable inner clamping surfaces (6) and outer clamping surfaces (5). The clamping means (8) consists of several parts of a mandrel (9) and a coaxial with the mandrel (9) arranged clamping sleeve (10). The actuating means (11) is provided for the opposite adjustment of the mandrel (9) relative to the clamping sleeve (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Spannfutter kkmit einem eine Futterachse aufweisenden Futterkörper, dem ein durch ein Betätigungsmittel entlang der Futterachse verstellbares Spannmittel zugeordnet ist, sowie mit einer Mehrzahl von Spannsegmenten mit durch das Spannmittel radial verstellbaren Innenspannflächen und Außenspannflächen.The invention relates to a chuck kkmit having a chuck axis having chuck body, which is associated with an adjustable by an actuating means along the chuck axis clamping means, and with a plurality of clamping segments with radially adjustable by the clamping means inner clamping surfaces and outer clamping surfaces.
Derartige Spannfutter wurden beispielsweise von der FN Niederhauser AG unter der Bezeichnung Ottet hergestellt und vertrieben und eignen sich dazu, ein zu spannendes Werkstück durch die Spannsegmente zu spannen. Durch die Innenspannflächen können beispielsweise Werkzeuge, die einen Hohlschaft aufweisen, an dessen Innenumfang gespannt werden. Durch die Außenspannflächen ist ein Einspannen von Werkzeugen an deren Außenumfang möglich, wobei diese Außenspannflächen üblicherweise auch eindimensionale Spannlinien sein können. Bei diesen Spannfuttern hat es sich jedoch äußerst nachteilig erwiesen, dass beim Wechseln zwischen einem Außenspannen, bei dem die Außenspannflächen der Spannsegmente durch das Spannmittel geklemmt werden, und einem Innenspannen, bei dem die Innenspannflächen durch das Spannmittel gespreizt werden, das Spannmittel zunächst ausgetauscht werden muss. Hierzu muss nämlich das Spannfutter teilweise zerlegt werden, um das in dem Futterkörper aufgenommene Spannmittel auswechseln zu können. Dabei muss insbesondere auch eine Demontage der Spannsegmente erfolgen, was zu sehr langen Rüstzeiten führt.Such chucks were manufactured and sold, for example, by FN Niederhauser AG under the name Ottet and are suitable for clamping a workpiece to be clamped through the clamping segments. By means of the inner clamping surfaces, for example, tools which have a hollow shaft can be tensioned on its inner circumference. The outer clamping surfaces make it possible to clamp tools on their outer circumference, wherein these outer clamping surfaces can usually also be one-dimensional tension lines. In these chucks, however, it has proved extremely disadvantageous that when changing between an outer margins, in which the outer clamping surfaces of the clamping segments are clamped by the clamping means, and an inner clamping, in which the inner clamping surfaces are spread by the clamping means, the clamping means must first be replaced , For this purpose, namely, the chuck must be partially disassembled to replace the recorded in the chuck body clamping means can. In particular, a disassembly of the clamping segments must take place, which leads to very long set-up times.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu reduzieren.The present invention is therefore based on the object to reduce the above-mentioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Spannfutter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Spannmittel mehrteilig aus einem Spanndorn und einer koaxial zu dem Spanndorn angeordneten Spannhülse gebildet ist, und dass das Betätigungsmittel vorgesehen ist zum gegenläufigen Verstellen des Spanndorns gegenüber der Spannhülse. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Spannmittel sowohl zur Außenspannung als auch zum Innenspannung der Spannsegmente verwendet werden kann, ohne das Spannmittel auswechseln zu müssen. Durch das gegenläufige Verstellen des Spanndorns gegenüber der Spannhülse ist sichergestellt, dass nur der Teil des Spannmittels mit den Spannsegmenten wechselwirkt, der jeweils zur Außenspannung oder zur Innenspannung vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in a chuck of the type mentioned above in that the clamping means is formed in several parts from a mandrel and a coaxially arranged clamping mandrel clamping sleeve, and that the actuating means is provided for oppositely adjusting the mandrel with respect to the clamping sleeve. This ensures that the clamping means can be used for both the external tension and the internal stress of the clamping segments, without having to replace the clamping means. By the opposite adjustment of the mandrel with respect to the clamping sleeve ensures that only the part of the clamping device interacts with the clamping segments, which is provided in each case for external tension or internal tension.
Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn den Spannsegmenten jeweils mindestens ein Spannzahn mit einer Klemmfläche und mit einer Spreizfläche zugeordnet ist. Durch die Spannzähne können die den Spannsegmenten zugeordneten Innenspannflächen und Außenspannflächen durch die Wechselwirkung mit dem Spanndorn und der Spannhülse einfach radial verstellt werden. Vorzugsweise weist die Klemmfläche und die Spreizfläche, die einem Spannsegment zugeordnet sind, jeweils eine konussegmentförmige Gestalt auf. Besonders bewährt hat es sich dabei auch, wenn die Klemmflächen nicht parallel zu den Spreizflächen orientiert sind. Im Rahmen der Erfindung sind auch andersförmige Gestaltungen vorgesehen, beispielsweise Schrägflächen.It has proved to be particularly advantageous in this case if the clamping segments are each assigned at least one clamping tooth with a clamping surface and with a spreading surface. By the clamping teeth, the clamping segments associated inner clamping surfaces and outer clamping surfaces can be easily adjusted radially by the interaction with the mandrel and the clamping sleeve. Preferably, the clamping surface and the spreading surface, which are associated with a clamping segment, each having a cone-segment-shaped shape. It has proven to be particularly useful when the clamping surfaces are not oriented parallel to the expansion surfaces. In the context of the invention, other shapes are provided, such as inclined surfaces.
Zur Verbesserung der Kraftübertragung hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Spanndorn eine zu der Spreizfläche korrespondierende Spreizgeometrie zugeordnet ist, und wenn der Spannhülse eine zu der Klemmfläche korrespondierende Klemmgeometrie zugeordnet ist. Somit wird der Spanndorn beim Innenspannen gegen die an den Spannzähnen ausgebildeten Spreizflächen verstellt. Durch die zeitgleich stattfindende gegenläufige Verstellung der Spannhülse, die dabei von den an den Spannzähnen ausgebildeten Klemmflächen entfernt wird, werden die Innenspannflächen radial nach außen verstellt. Beim Außenspannen wird hingegen die Spannhülse axial in Richtung der Spannsegmente verstellt und wirkt dabei mit der Klemmgeometrie auf die an den Spannzähnen der Spannsegmente ausgebildeten Klemmflächen ein. Zeitgleich wird durch die gegenläufige Verstellung des Spanndorns entlang der Futterachse die an dem Spanndorn ausgebildete Spreizgeometrie von den Spreizflächen zurückgezogen. Dadurch kommen nun die Außenspannflächen zur Anlage an das zu spannende Werkstück.To improve the power transmission, it has also proved to be advantageous if the clamping mandrel is associated with a spreading geometry corresponding to the spreading surface, and if the clamping sleeve is associated with a clamping geometry corresponding to the clamping surface. Thus, the clamping mandrel is adjusted during internal clamping against the expansion teeth formed on the clamping teeth. By simultaneously taking place opposite adjustment of the clamping sleeve, which is thereby removed by the formed on the clamping teeth clamping surfaces, the inner clamping surfaces are adjusted radially outward. When clamping outside, however, the clamping sleeve is axially adjusted in the direction of the clamping segments and acts with the clamping geometry on the formed on the clamping teeth of the clamping segments clamping surfaces. At the same time, the opposing adjustment of the mandrel along the chuck axis retracts the expansion geometry formed on the chuck from the expansion surfaces. As a result, the outer clamping surfaces now come to rest on the workpiece to be clamped.
Als günstig hat es sich auch erwiesen, wenn das Betätigungsmittel als eine axial entlang der Futterachse verstellbare Betätigungsstange gebildet ist. Somit kann auf einfache Art und Weise die axiale Verstellung des Spannmittels entlang der Futterachse erreicht werden. Hierbei hat es sich im Rahmen der Erfindung auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Verstellung der Betätigungsstange ein Linearantrieb, insbesondere ein Linearmotor vorgesehen ist, der beispielsweise über ein Gewinde mit der Betätigungsstange verbunden sein kann. Als besonders günstig hat es sich hierbei auch erwiesen, wenn der Betätigungsstange ein Waagebalken zugeordnet ist, der mit dem Spanndorn und mit der Spannhülse im Eingriff steht. Durch den Waagebalken kann auf einfache Art und Weise die gegenläufige Verstellung des Spanndorns und der Spannhülse realisiert werden. Wird an der Betätigungsstange gezogen, so folgt die Spannhülse dieser Bewegung und der Spanndorn vollführt eine der Bewegung der Spannhülse entgegen gesetzte Bewegung. Wird hingegen die Betätigungsstange in Richtung des Futterkörpers verstellt, so folgt auch in diesem Fall die Spannhülse dieser Bewegung, während auch hierbei der Spanndorn in die Gegenrichtung verstellt wird.As low, it has also been proven when the actuating means is formed as an axially adjustable along the chuck axis actuating rod. Thus, the axial displacement of the clamping device along the chuck axis can be achieved in a simple manner. In this case, it has also proved to be advantageous in the context of the invention if a linear drive, in particular a linear motor is provided for adjusting the actuating rod, which can be connected for example via a thread with the actuating rod. It has proven to be particularly favorable in this case if the actuating rod is associated with a balance beam, which is in engagement with the mandrel and with the clamping sleeve. By the balance beam can be realized in a simple manner, the opposite adjustment of the mandrel and the clamping sleeve. When pulling on the actuating rod, the clamping sleeve follows this movement and the mandrel performs a movement of the clamping sleeve opposite movement. If, however, the actuating rod is moved in the direction of the chuck body, so follows the clamping sleeve of this Movement, while also in this case the mandrel is adjusted in the opposite direction.
Eine einfache Möglichkeit, die gegenläufige Verstellung des Spanndorns gegenüber der Spannhülse einzustellen ist dann gegeben, wenn der Waagebalken den Außenumfang reduzierende Einschnürungen aufweist. Durch die Form des Waagebalkens lässt sich also die gewünschte Verstellung der Spannhülse und des Spanndorns einfach vorgeben. Zudem lassen sich diese Einschnürungen einfach mechanisch – beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung herstellen.A simple way to adjust the opposite adjustment of the mandrel with respect to the clamping sleeve is given when the balance beam has the outer circumference reducing constrictions. Due to the shape of the balance beam so you can easily specify the desired adjustment of the clamping sleeve and the mandrel. In addition, these constrictions can be easily made mechanically - for example, by a machining.
Bewährt hat es sich im Rahmen der Erfindung auch, wenn mindestens ein mit einer Druckmittelleitung verbundener Druckmittelanschluss vorgesehen ist, über den mindestens eine von jeweils an dem Spanndorn und an der Spannhülse ausgebildeten Kolbenscheiben mittels eines als Betätigungsmittel dienenden Druckmittels beaufschlagbar ist. Durch die Kolbenscheiben, die jeweils dem Spanndorn und der Spannhülse zugeordnet sind, und durch das Druckmittel, das als Betätigungsmittel dient, können die Spannhülse und der Spanndorn einfach und sicher gegenläufig verstellt werden. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als besonders günstig erwiesen, wenn die jeweils dem Spanndorn und der Spannhülse zugeordnete Kolbenscheibe gegenüber dem Futterkörper abgedichtet ist. Dadurch werden in dem Futterkörper mehrere Kolbenkammern gebildet, in die über den mindestens einen Druckmittelanschluss und die damit verbundene Druckmittelleitung das als Betätigungsmittel dienende Druckmittel eingeführt werden kann, um den Spanndorn und die Spannhülse gegenläufig zu verstellen. Die Kolbenscheiben dienen dabei als Kolbenflächen, die durch das Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei das Druckmittel einer Gruppe entstammt, die Druckluft und Hydraulikflüssigkeit beinhaltet.In the context of the invention, it has also proved useful if at least one pressure medium connection connected to a pressure medium line is provided, via which at least one piston disk formed by the clamping mandrel and the clamping sleeve can be acted upon by means of a pressure medium acting as actuating means. By the piston discs, which are respectively associated with the mandrel and the clamping sleeve, and by the pressure means, which serves as an actuating means, the clamping sleeve and the mandrel can be easily and safely adjusted in opposite directions. In this context, it has also proved to be particularly advantageous if the respectively associated with the mandrel and the clamping sleeve piston disc is sealed against the chuck body. As a result, a plurality of piston chambers are formed in the chuck body into which the at least one pressure medium connection and the associated pressure medium line serving as actuating means pressure medium can be introduced to adjust the mandrel and the clamping sleeve in opposite directions. The piston discs serve as piston surfaces, which can be acted upon by the pressure medium, wherein the pressure medium originates from a group that includes compressed air and hydraulic fluid.
Als günstig hat es sich auch gezeigt, wenn dem Futterkörper an der den Spannsegmenten abgewandten Seite eine Abschlussscheibe zugeordnet ist, in der eine Durchführung für das Betätigungsmittel ausgestaltet ist. Durch die Abschlussscheibe wird insbesondere auch gewährleistet, dass ein Eindringen von Verunreinigungen von der den Spannsegmenten abgewandten Seite her in den Futterkörper verhindert wird. Insbesondere bei einer großen Zahl von Spannvorgängen und somit insbesondere bei hohen Taktzahlen würde ein Eindringen von Verunreinigungen in den Futterkörper die Funktionsweise des Spannfutters einschränken, da vermehrt Verschleiß auftreten würde. Zudem könnten sich zwischen die Spannhülse und den Spanndorn eindringende Verunreinigungen festsetzen und damit deren gegenläufige Verstellung verhindern. Somit kann hierdurch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Spannfutters erhöht werden. Zudem wird hierdurch auch die Montage des Spannfutters vereinfacht.As low it has also been shown when the chuck body on the side facing away from the clamping segments a cover plate is assigned, in which a passage is designed for the actuating means. In particular, it is also ensured by the cover plate that impurities are prevented from penetrating into the chuck body from the side facing away from the clamping segments. In particular, with a large number of clamping operations and thus in particular at high cycle rates would penetrate impurities in the chuck body limit the operation of the chuck, as more wear would occur. In addition, could penetrate between the clamping sleeve and the mandrel penetrating impurities and thus prevent their opposite adjustment. Thus, thereby the life of the chuck according to the invention can be increased. In addition, this also simplifies the assembly of the chuck.
Wenn den Spannsegmenten eine gemeinsame Basis zugeordnet ist, die an dem Futterkörper befestigt ist, können die Spannsegmente einfach an dem Futterkörper befestigt werden. Hierdurch entfällt insbesondere auch ein Ausrichten der Spannsegmente bei der Montage des erfindungsgemäßen Spannfutters. Zudem wird durch die hierdurch entstehende Einstückigkeit der Spannsegmente und der gemeinsamen Basis der Herstellungsaufwand reduziert. So können die mit der Basis verbundenen Spannsegmente beispielsweise spanend aus einem Vollmaterial hergestellt werden.When the clamping segments are associated with a common base which is fixed to the chuck body, the clamping segments can be easily attached to the chuck body. This also eliminates in particular an alignment of the clamping segments during assembly of the chuck according to the invention. In addition, the resulting production of the clamping segments and the common base is reduced by the resulting one-piece. For example, the clamping segments connected to the base can be produced by machining from a solid material.
Als vorteilhaft hat es sich weiterhin gezeigt, wenn mindestens ein Justiermittel zur Begrenzung der axialen Verstellung des Spanndorns und der Spannhülse vorgesehen sind. Durch das mindestens eine Justiermittel, das die axiale Verstellung des Spanndorns und der Spannhülse begrenzt, kann die jeweils durch die Innenspannflächen und die Außenspannflächen erzeugte Spannkraft, die auf das zu spannende Werkstück wirkt, begrenzt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei insbesondere auch vorgesehen, dass das mindestens eine Justiermittel von der den Spannsegmenten abgewandten Seite des Futterkörpers her zugänglich ist. Hierbei hat es sich auch bewährt, wenn das mindestens eine Justiermittel als eine Justierschraube gebildet ist, die in einer korrespondierenden Gewindeaufnahme verstellt werden kann.It has also proven to be advantageous if at least one adjusting means are provided for limiting the axial adjustment of the mandrel and the clamping sleeve. By the at least one adjusting means which limits the axial displacement of the mandrel and the clamping sleeve, the clamping force respectively generated by the inner clamping surfaces and the outer clamping surfaces, which acts on the workpiece to be clamped, can be limited. In the context of the invention, it is also provided in this case in particular that the at least one adjusting means is accessible from the side of the chuck body facing away from the clamping segments. It has also been proven that the at least one adjusting means is formed as an adjusting screw, which can be adjusted in a corresponding threaded receptacle.
Im Folgenden wird die Erfindung an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:In the following the invention is explained in more detail in exemplary embodiments illustrated in the drawings; show it:
Wird nun bei dem in der
Diese Kolbenkammern
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spannfutter chuck
- 22
- Futterkörper chuck body
- 33
- Spannsegment clamping segment
- 44
- Basis Base
- 55
- Außenspannfläche Outside clamping surface
- 66
- Innenspannfläche Internal clamping surface
- 77
- Futterachse chuck axis
- 88th
- Spannmittel clamping means
- 99
- Spanndorn mandrel
- 1010
- Spannhülse clamping sleeve
- 1111
- Betätigungsmittel actuating means
- 1212
- Betätigungsstange actuating rod
- 1313
- Waagebalken balance beam
- 1414
- Einschnürung constriction
- 1515
- Spannzahn clamping tooth
- 1616
- Klemmfläche clamping surface
- 1717
- Spreizfläche spreader
- 1818
- Spreizgeometrie Spreizgeometrie
- 1919
- Klemmgeometrie clamping geometry
- 2020
- Abschlussscheibe lens
- 2121
- Durchführung execution
- 2222
- Justiermittel adjusting
- 2323
- Druckmittelanschluss Pressure medium connection
- 2424
- Druckmittelleitung Pressure medium line
- 2525
- Kolbenkammer piston chamber
- 2626
- Kolbenscheibe piston disc
Claims (11)
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Legal Events
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