DE1080377B - Spannpatrone - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Spannpatronen, die aus einer Mehrzahl von im Abstand voneinander radial angeordneten starren Backen bestehen, die durch ein die Backen durchgreifendes elastisches Mittel miteinander verbunden und nachgiebig in einer vorbestimmten Abstandslage gehalten sind.

Bei den bekannten Spannpatronen dieser Art sind die einzelnen Backen durch das sie durchgreifende elastische Mittel fest und unlösbar miteinander vereinigt, so daß sie eine unlösbare Einheit bilden. Bei diesen bekannten Spannpatronen ist die Herstellung der Form verhältnismäßig teuer, und eine Form bestimmter Größe kann daher jeweils nur für eine bestimmte Spannpatronengröße verwendet werden, während für die Herstellung von Spannpatronen anderer Größe andere Formen verwendet werden müssen.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß das die Backen durchgreifende elastische Mittel aus zu einem Ring zusammenfügbaren und versiegelbaren Verbindungsgliedern besteht, die zur Herstellung von Spannpatronen verschiedener Größe beliebig zusammengebaut und wieder voneinander getrennt werden können.

Die Verbindungsglieder sind so gestaltet, daß sie mit Schnappwirkung an ein entsprechendes Glied angefügt werden können, um so eine fortlaufende Kette von Verbindungsgliedern für eine Spannpatrone zu bilden.

Die elastischen Verbindungsglieder weisen einen Hals auf, der innerhalb der Öffnung einer benachbarten Backe angeordnet ist und über diese vorsteht, sowie einen sich nach hinten erstreckenden Basisteil, der mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Halses eines zugeordneten, dahinterliegenden Verbindungsgliedes versehen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Basisteil des elastischen Verbindungsgliedes mit einer vorderen Schulter versehen sein, die sich seitlich gegen die Hinterfläche einer von dem Verbindungsglied getragenen Backe legt und dessen hinteres Ende an der Vorderfläche einer benachbarten Backe liegt, wodurch jede Backe durch die Lage zwischen den Basisteilen zweier benachbarter Verbindungsglieder gegen seitliche Bewegung nachgiebig gehalten ist.

Um die einzelnen elastischen Verbindungsglieder durch eine Schnappwirkung lösbar miteinander verbinden zu können, ist in der Ausnehmung jedes Verbindungsgliedes eine Mündung vorgesehen, deren Durchmesser kleiner als der Zapfen eines benachbarten Verbindungsgliedes ist, so daß die Mündung beim Einführen des Zapfens eines benachbarten Verbindungsgliedes seitlich ausgeweitet wird und nach Einführung des Zapfens mit einer Schnappwirkung in die ursprüngliche Lage zurückkehren kann, wodurch dann Spannpatrone

Anmelder:

The Jacobs Manufacturing Company,
West Hartford, Conn, (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. V. Amerika Vom. 2. April 1957

Girard Stone Haviland, Wethersöeld, Conn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

die einzelnen elastischen Verbindungsglieder fest, jedoch lösbar miteinander verbunden sind und zwischen sich unverschiebbar und nachgiebig die einzelnen Bakken tragen.

Die Patronenbacken werden durch die Verbindungsglieder gemäß der Erfindung in einer genau vorbestimmten Lage abgestützt, so daß sie das Werkstück auf seinem ganzen Umfang gleichmäßig erfassen und es genau einspannen.

Neben dem Vorteil der Lösbarkeit und der Anwendungsmöglichkeit der Spannpatronen für verschieden große Spannfutter wird durch die Erfindung insbesondere der Vorteil erreicht, daß die Form zur Herstellung der einzelnen Verbindungsglieder bzw. Abstandsstücke verhältnismäßig einfach ist und nur eine kleine Größe hat. Sie ist leichter zu bedienen, weil in der Form nur ein Verbindungsglied, z. B. aus Kautschuk, und nicht ein aus einer Kautschukmasse und vorher angeordneten Metallplatten bzw. Backen zusammengesetztes Gebilde hergestellt wird. Die Kosten pro Einheit des elastischen Verbindungsgliedes sind daher erheblich geringer als bisher, weil zum Herstellen einer einzigen Spannpatrone das gleiche Aufbauelement bzw. Verbindungsglied viele Male zur Anwendung gelangt. Außerdem ist die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, daß bei Beschädigung eines Verbindungsgliedes oder einer Backe eine bequeme Auswechslungsmöglichkeit besteht. -

Durch die Erfindung ist es nicht mehr notwendig, für jede Spannpatronengröße eine andere Kautschukform und damit Kautschuk-Abstandsstücke anderer

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Größe vorzusehen. Das gleiche Abstandsstück kann zur Herstellung von Spannpatronen verschiedener Größe verwendet werden, indem entweder gleiche Backen mit einer verschiedenen Anzahl von Backen je Patrone verwendet werden oder indem verschieden große Backen in einer einheitlichen Einfassung verwendet werden. Daher macht die Erfindung es wirtschaftlich durchführbar, nur wenige Größen von Verbindungsgliedern, herzustellen, wie es gewöhnlich vom Verbraucher gefordert wird.

Die Erfindung ist insbesondere für die Herstellung von Spannpatronen außergewöhnlicher Größe mit einem Durchmesser von beispielsweise 21,5 oder 30 cm geeignet.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 hauptsächlich im Längsschnitt einen Zusammenbau von elastischen Verbindungsgliedern und Metallplatten, die von den Gliedern in parallelen Ebenen gehalten werden,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform eines Verbindungsgliedes,

Fig. 3 eine Endansicht des abgeänderten Verbindungsgliedes entsprechend dem Pfeil der Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungsgliedes,

Fig. 5 eine Endansicht des in Fig. 4 dargestellten Verbindungsgliedes,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungsgliedes,

Fig. 7 eine Endansicht des Verbindungsgliedes der Fig. 6,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren abgeänderten Ausführungsform eines Verbindungsgliedes, das als Doppelglied ausgebildet ist, Fig. 9 eine Endansicht des Doppelgliedes der Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer weiteren abgeänderten Ausführungsform eines Verbindungsgliedes,

Fig. 11 eine Endansicht des Gliedes der Fig. 10,

Fig. 12 eine Teilansicht einer Spannpatrone, die eine kreisförmige Kette von zwischen Metallbacken angeordneten elastischen Verbindungsgliedern und eine zweite entsprechende Kette dahinter aufweist,

Fig. 13 eine in vergrößertem Maßstab wiedergegebene Draufsicht zweier benachbarter Metallbacken in dem Spannpatronenaufbau der Fig. 12, wobei die elastischen Verbindungsglieder weggelassen sind,

Fig. 14 eine Ansicht im Längsschnitt und im gleichen Maßstab wie Fig. 13 und gibt die Spannpatrone der Fig. 12 in der Arbeitslage als Teil eines Futters einer Werkzeugmaschine wieder; die Schnittlinie ist durch die Pfeile 14 in den Fig. 12 und 13 angedeutet,

Fig. 15 eine Teilschnittansicht der Spannpatrone, wie sie durch die Pfeile 15 in Fig. 13 und 14 angedeutet ist (Darstellung in gebrochenen Linien), wobei sich die Spannpatrone in dem Zustand befindet, in dem sie vollständig entspannt und getrennt ist wie in der in voll ausgezogenen Linien dargestellten Lage der Fig. 12,

Fig. 16 eine der Fig. 15 ähnliche Ansicht, bei der die Spannpatrone sich jedoch in ihrer Arbeitsstellung mit maximaler Größe in dem Werkzeugmaschinenfutter befindet, die der Lage entspricht, die in Fig. 12 in punktierten Linien wiedergegeben ist; der Schnitt ist durch die Pfeile 16 in der Darstellung in voll ausgezogenen Linien in Fig. 14 angedeutet,

Fig. 17 eine den Fig. 15 und 16 ähnliche Ansicht, in der jedoch die Spannpatrone auf ihre kleinste Arbeitsgröße zusammengedrückt ist, die der Lage entspricht, die in strichpunktierten Linien in Fig. 12 und nahe dem äußersten rechten Ende der Fig. 14 angedeutet ist,

Fig. 18 eine der Fig. 12 ähnliche Teilansicht einer abgeänderten Spannpatrone,

Fig. 19 einen in vergrößertem Maßstab wiedergegebenen Längsschnitt eines Teiles der abgeänderten Spannpatrone, wie er durch die Pfeile 19 in Fig. 18 angedeutet ist,

Fig. 20 einen Querschnitt nach der Linie 20-20 in Fig. Ϊ9, wobei sich die Spannpatrone im auseinandergezogenen Zustand befindet,

Fig. 21 eine der Fig. 20 ähnliche Ansicht, in der die Spannpatrone jedoch auf ihre kleinste Größe zusammengedrückt ist.

In der Beschreibung benennen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit einem zusätzlichen Index.

Gemäß Fig. 1 ist eine Mehrzahl von ebenen Platten 24 aus Metall oder einem anderen starren Material vorgesehen, die im Abstand und parallel zueinander vermittels einer entsprechenden Anzahl elastischer Verbindungsglieder 25 miteinander verbunden sind. Jedes Verbindungsglied besteht aus elastischem Material, z. B. künstlichem Kautschuk, und ist durch einen Form- oder Spritzvorgang hergestellt. Das Verbindungsglied 25 hat einen Basisteil 26, einen Zapfenteil 27, der in axialer Richtung von dem Basisteil entfernt angeordnet ist, und einen länglichen zylindrischen Halsteil 28, der sich zwischen den anderen Teilen 26 und 27 erstreckt. Jeder Zapfenteil hat eine ebene Fläche 29 an seinem vorderen Ende, eine lange konische Fläche 31, die von der ebenen Fläche nach hinten divergiert, und eine kurze konische Fläche 32, die von der größeren Fläche 31 nach hinten konvergiert und in eine zylindrische Fläche des Halsteils 28 übergeht. Der Basisteil 26 hat eine Schulter 33, die sich von dem Hals zu dem zylindrischen Umfang des Basisteiles 26 erstreckt. Der Basisteil hat eine Stirnfläche 34, die parallel zu den vorgenannten Flächen 29 und 33 liegt. Durch die Stirnfläche hindurch erstreckt sich eine buchsenartige Ausnehmung 35 mit einer den Zapfenteil 27 und einen Teil des Halses 28 ergänzenden Form. Insbesondere hat die Buchse oder Ausnehmung 35 eine Bodenwandung 36, eine lange konische Fläche 37, die von der Wandung 36 nach hinten divergiert, eine kurze konische Fläche 38, die von der Fläche 37 nach hinten konvergiert, und eine zylindrische Mündung 39, die sich zwischen den Flächen 38 und 34 erstreckt, wobei die gesamten Flächen innerhalb der Buchse oder Ausnehmung in Größe und Form mit dem Zapfenteil 27 und dem Halsteil 28 übereinstimmen, mit der Ausnahme, daß die zylindrische Mündung 39 beträchtlich kürzer als der Hals 28 ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die verschiedenen konischen, zylindrischen und ebenen Flächen insgesamt gleichachsig angeordnet, und die aus Kautschuk bestehenden Verbindungsglieder 25 sind von gleicher Ausführung. Bei dieser Ausführung kann die Buchse oder Ausnehmung 35 eines Verbindungsgliedes von dem Zapfenteil 27 und einem Teil des Halses 28 des zugeordneten Verbindungsteiles vollständig ausgefüllt werden, und eine beliebige gewünschte Anzahl von Verbindungsgliedern kann fest und satt passend miteinander verbunden werden, um eine fortlaufende Kette zu bilden. Einer der Vorteile der vollständigen Ausfüllung der Buchse oder Ausnehmung 35 liegt darin, daß der Basisteil 26 dadurch einen gleichförmigen Querschnitt erhält und daß daher bei Beanspruchung eine gleichförmige Biegung erfolgt.

Wie oben ausgeführt, ist der Hals 28 beträchtlich langer als die zylindrische Mündung 39 der Buchse 35. Hierdurch ist es ermöglicht, eine mit öffnung versehene Metallplatte so anzuordnen, daß sie den verbleibenden Teil des Halses umgibt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, hat jede Platte eine öffnung 41, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der von ihr umgebene Hals 28 hat, wodurch die Platte um die Achse des Verbindungsgliedes geschwenkt werden könnte, wenn sie nicht anderweitig daran gehindert würde. Vorzugsweise ist die Länge des Halses 28 gleich oder fast gleich der Summe der axialen Länge der zylindrischen Mündung 39 und der Dicke der Platte 24, so daß die Platte mit der Hinterfläche 34 des Basisteiles eines Verbindungsgliedes und mit der Schulter 33 des Basisteiles an dem benachbarten Verbindungsglied in enger Berührung steht. Die elastischen Verbindungsglieder 25 halten die Platte 24 normalerweise in gleichförmig parallelem Abstand, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn eine äußere Kraft zwischen ihnen angelegt wird, bewegen sich die Platten relativ zueinander und nehmen verschiedene Winkellagen ein, wenn die Kautschuk-Verbindungsglieder innerhalb der Elastizitätsgrenzen verformt -werden; jedoch kehren die starren Platten selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurück, sobald die äußere Kraft weggenommen wird.

Um die elastischen Verbindungsglieder 25 miteinander und mit den Metallplatten 24 zu vereinigen, stößt der Bedienende zunächst den Zapfen 27 nach vorn durch das Loch 41 in der benachbarten Platte 24. Die konische Fläche 31 hat an ihrem vorderen Ende vorzugsweise den gleichen Durchmesser wie der Hals 28, und infolgedessen kann das Vorderende des Zapfens 27 ohne Störung in das Loch 41 eintreten. Wenn das elastische Verbindungsglied nach vorn gedrückt wird, führt oder zentriert die konische Fläche 31 das Verbindungsglied 25 in dem Loch, bis der Durchmesser an der Eintrittsstelle sich auf den Durchmesser des Loches vergrößert, wonach der Zapfen 27 durch Zusammendrücken des Kautschuks durch das Loch hindurchgedrückt werden muß. Die Zusammendrückung wird aufgehoben, nachdem die Platte auf dem Abstandsglied angeordnet worden ist, und der Zapfen 27 spreizt sich dann wieder in seinen ursprünglichen Zustand. Auf ähnliche Weise wird dann der Zapfen durch die Buchse oder Ausnehmung 35 des zugeordneten Verbindungsgliedes gedrückt. Der Zusammenbau wird durch die Tatsache erleichtert, daß die Mündung 39 des vorderen Abstandsgliedes sich nach außen spreizt, wenn der Zapfen 27 des darunterliegenden Gliedes zusammengedrückt wird. Nachdem die Mündung 39 sich über die konische Fläche 31 bewegt hat, zieht sie sich in ihrem Durchmesser zusammen, wodurch bewirkt wird, daß die kurzen konischen Flächen 38 und 32 übereinandergleiten. Der radial nach innen gerichtete Druck der Buchsenfläche 38 auf die Zapfenfläche 32 erzeugt eine Nockenwirkung, die bewirkt, daß die beiden Verbindungsglieder ihre relative axiale Bewegung mit einer Schnappwirkung beenden, bis die Vorderwandung 29 des Zapfens 27 sich gegen" die Bodenwandung 36 der Buchse oder Ausnehmung 35 legt, und jedes Verbindungsglied 25 wird in seine ursprüngliche Form und seinen ungespannten Zustand zurückgebracht, wobei die Buchse durch den Zapfen 27 und einen Teil des Halses 28 vollständig ausgefüllt wird. In dem endgültigen zusammengebauten Zustand liegt die Metallplatte 24 an den beiden Flächen 34 und 33 an oder liegt ihnen unmittelbar benachbart, wird jedoch zwischen diesen Flächen nicht fest eingeklemmt und übt daher auf die Verbindungsglieder keinen Gegendruck aus, um den Hals 28 zu strecken, den sie umgibt. Der Arbeitsvorgang kann durch Hinzufügen von Verbindungsgliedern mit oder ohne Hinzufügung von Metallplatten nach Belieben wiederholt werden.

Zum Auseinandernehmen hält der Bedienende eines der elastischen Verbindungsglieder 25, indem er entweder dessen Basisteil 26 erfaßt oder indem er die ίο benachbarte Platte 24 gegen den Basisteil des Gliedes hält, und zieht an dem Glied unmittelbar davor. Dadurch wird eine Spannung längs der kurzen konischen Fläche 38 an der Buchse hervorgerufen, wodurch sie nach außen gedruckt wird, und weiterhin eine Spannung längs der kurzen konischen Fläche 32 an dem Zapfen erzeugt, wodurch er gleichzeitig einwärts gedruckt wird. Die kombinierte Ausdehnung und Zusammendrückung ermöglicht ein Trennen in bekannter Weise.

Vorzugsweise haben die kurzen konischen Flächen 32 und 38 einen steileren Winkel oder eine größere Neigung mit Bezug auf die Achse als die konischen Flächen 31 und 37, so daß es mehr Kraft erfordert, ein Paar der Verbindungsglieder voneinander zu trennen, als sie zusammenzustoßen. Auf die gleiche Weise erfordert es eine größere Kraft, ein Verbindungsglied aus dem Loch 41 einer Metallplatte 24 herauszuziehen, als es in das Loch einzuführen.

Gegebenenfalls können die elastischen Verbindungsglieder 25 dauernd und nicht lösbar miteinander dadurch verbunden werden, daß auf die Wandungen der Ausnehmung 35 ein Kautschukbindemittel aufgebracht wird. Der Paßsitz zwischen der Buchse und den die Buchse ausfüllenden Zapfen- und Halsteilen schafft eine große Berührungsfläche zu diesem Zweck in einem Minimum an Raum.

Aus strukturellen Gründen und um ein Versagen zufolge Ermüdung zu vermeiden, kann der Hals 28 durch eine Abrundung 42 in die Schulter 33 übergehen. Um zu verhindern, daß sich die Abrundung 42 und die benachbarte Platte 24 gegenseitig stören, ist die Platte an dem der Schulter 33 benachbarten Ende des Loches 41 mit einer Fase 43 versehen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform eines Verbindungsgliedes 44 mit einem Zapfenteil 27 a und einem Halsteil 28 a, die die gleiche Form haben wie die entsprechenden Teile in Fig. 1. An den Hals schließt sich eine rechtwinklig dazu angeordnete Schulter 45 an, die der Schulter 33 ähnlich ist, jedoch an ihrem Umfang leicht elliptisch ist. Hinter der Schulter 45 befindet sich ein Basisteil 46, der zylindrische Form hat und dessen Achse in einem stumpfen Winkel zur Achse des Zapfens 27 α und des Halses 28 α liegt. Der Basisteil 46 weist eine sich nach seiner hinteren Seite öffnende buchsenartige Ausnehmung 35 a auf, welche die gleiche Größe und Form wie die Ausnehmung 35 der Fig. 1 hat, deren Achse jedoch in einem stampfen Winkel mit Bezug auf die Achse des Basisteiles 46 angeordnet ist. Infolge der winkligen Anordnung werden die durch das abgeänderte Verbindungsstück abgestützten Platten 24 a gewöhnlich in der Winkellage abgestützt, die in strichpunktierten Linien in Fig. 2 wiedergegeben ist, wobei der eingeschlossene Winkel zwischen den Platten die Summe des Neigungswinkels zwischen den Achsen der Ausnehmung 35 a und des Basisteiles 46 und des Neigungswinkels zwischen den Achsen des Basisteiles 46 und des Halses 28 a ist.

Das Verbindungsglied in der abgeänderten Ausführungsform der Fig. 2 kann mit einem weiteren

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Glied gleicher Form oder wahlweise mit einem Glied nehmung 62 versehen, die in ihrer Funktion der Ausder in Fig. 1 dargestellten Form verbunden werden. nehmung 35 der Fig. 1 entspricht, jedoch einen läng-Im letzteren Fall liegen einige der Metallplatten im liehen Querschnitt hat, so daß die Ausnehmung den Winkel zueinander, wie die Platten 24 a in Fig. 2, Zapfenteil 58 und einen Teil des Halsteiles 59 des zuwährend andere Platten wie in Fig. 1 parallel zuein- 5 geordneten Abstandsgliedes aufnimmt und durch diese ander liegen. Teile ausgefüllt wird. Die in den Fig. 10 und 11 dar-

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere abgeänderte gestellte Ausführungsform ist zweckvoll, wenn der Ausführungsform, bei welcher das Abstandsglied 48 Raum in einer Richtung (z. B. in waagerechter Richeinen zylindrischen Basisteil 49 hat, der sich zwischen tung) mehr beschränkt ist als in der anderen (senk-Stirnfiächen 34& erstreckt. An jedem Ende ist das io rechten) Richtung und wo das Verbindungsglied so Glied 48 mit einer Ausnehmung versehen, um eine groß hergestellt werden soll, wie es die Raumbegren-Buchse 35 & zu bilden, welche die gleiche Form und zungen gestatten. Sie ist weiterhin bei Anwendungen die gleichen Größenabmessungen wie die Buchse 35 zweckvoll, bei denen ein größerer Widerstand gegen bei der Ausführungsform der Fig. 1 der Erfindung Bewegung in einer Richtung als in der anderen Richhat. Das Abstandsglied der Fig. 4 und 5 kann natür- ig tung geschaffen werden soll. Wie aus Fig. 11 ersichtlich nicht mit einem weiteren Glied gleicher Aus- lieh, gibt das Verbindungsglied 57 leichter einer Kraft führung verbunden werden, sondern nimmt innerhalb nach, die es um eine senkrechte Achse biegt, als einer seiner Ausnehmung 35 & einen Zapfenteil 27 oder 27 α Kraft, die es um eine waagerechte Achse biegt. Eine eines Gliedes auf, wie es in Fig. 1 bzw. 2 dar- weitere Anwendungsmöglichkeit für das Verbindungsgestellt ist. ao glied bzw. den Zapfenteil der Fig. 10 und 11 ist ein

Fig. 6 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungs- Aufbau mit Metallplatten, deren jede ein einzelnes form, bei welcher das elastische Verbindungsglied 51 Abstandsglied aufnimmt und deren jede Mittel ereinen Halsteil 52 hat, der den Halsteilen 28 und 28 α fordert, welche die Platten daran hindern, sich um die der ersten beiden Ausführungsformen entspricht, wo* Achse des aus Kautschuk bestehenden Verbindungsbei jedoch an jedem Ende ein Zapfenteil 27 c vor- 25 gliedes zu verschwenken. Das Loch in einer solchen gesehen ist, welcher die gleiche Form wie die Zapfen- Platte (nicht dargestellt) ist länglich und stimmt mit teile 27 und 27a- der ersten beiden Ausführungsformen dem Querschnitt des Halses 59 überein,
der Erfindung hat. Das Verbindungsglied, das in den Mit den Verbindungsgliedern der Fig. 10 und 11 Fig. 6 und 7 dargestellt ist, kann nicht mit einem wird, wenn diese mit identischen Gliedern zu einer Glied gleicher Ausführung gekuppelt werden, kann je- 30 Langkette miteinander verbunden sind, ein Aufbau doch in die Buchse 35 bzw. 35 α oder 35 b der ersten geschaffen, der sowohl Torsions- als auch Biegungsdrei Ausführungsformen der Erfindung eingesteckt elastizität aufweist,
werden. Bei jeder der sechs in den Fig. 1 bis 11 dargestellten

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere abgeänderte Ausführungsformen der Erfindung werden die ela-Ausführungsform, bei welcher das elastische Verbin- 35 stischen Verbindungs- bzw. Abstandsgldeder 25, 44, dungsglied 54 einen länglichen Basisteil 55 hat. Der 48, 51, 54 bzw. 57 bei Beendigung des Zusammenbau-Basisteil hat im wesentlichen die Form eines geraden Vorgangs durch eine Schnappwirkung in ihre ursprüng-Parallelepipedons, das an jedem Ende durch einen liehe Form zurückgebracht. Nach diesem Zeitpunkt Halbzylinder abgerundet ist. Von dem Basisteil 55 er- bleiben sie in nicht beanspruchtem Zustand, bis eine strecken sich nach vorn in großem Abstand vonein- 40 äußere Kraft an die Metallplatten angelegt wird, worander zwei Halsteile 28 d, deren jeder in einem auf diese sich relativ zueinander bewegen und so den Zapfenteil 27 d endigt, wodurch ein Doppelglied ge- Kautschuk innerhalb seiner Elastizitätsgrenze zeitbildet wird. Der Basisteil ist an seiner Hinterfläche weilig verformen. Bei Wegfall der äußeren Kraft mit einem Paar von buchsenartigen Ausnehmungen kehrt der Aufbau in seinen normalen oder ursprüng-35 d versehen, die jeweils in axialer Ausrichtung zu 45 liehen Zustand zurück, wobei alle buchsenartigen Auseinem der Halsteile 28d und der Zapfenteile 27d nehmungen vollständig ausgefüllt sind, aber nicht liegen. Die Ausnehmungen, die Halsteile und die unter Beanspruchung stehen. Die Metallplatten können Zapfenteile können die gleiche Form und die gleichen wiederholt verlagert und zurückbewegt werden, wo-Größenabmessungen wie die entsprechenden Teile 35, bei eine entsprechende Verformung und Rückformung 28 und 27 der Ausführungsformen der Fig. 1 haben. 5° des Kautschuks stattfindet.

Die Zapfenteile 27d können in zwei im Abstand von- Bei jeder der vorstehend beschriebenen Auseinander befindliche Löcher in einer einzigen Platte führungsformen der Erfindung können die Metalloder, bei einer anderen Ausführung, in getrennten platten und die Abstandsglieder Teil um Teil zu-Platten ein- bzw. durchgeführt und dann gleichzeitig sammengebaut werden, wie dies in Verbindung mit in die Ausnehmungen 35 des zugeordneten Verbin- 55 Fig. 1 beschrieben ist.

dungsgliedes 54 eingeführt werden. Kurz vor Beendi- Bei gewissen Ausführungsformen der Erfindung ist gung des Zusammensetzvorganges gehen die beiden es möglich, eines der Glieder um seine Achse an bezug Buchsen gleichzeitig mit einer Schnappwirkung wieder auf das zugeordnete Glied zu verdrehen. Der Bein ihren ursprünglichen Zustand zurück, wobei jede dienende kann aus dieser Tatsache den Vorteil ziehen, wie im Falle einer einzigen Ausnehmung in Fig. 1 60 die Winkellage der Glieder zueinander von Zeit zu arbeitet. Zeit zu verstellen, um auf diese Weise in solchen

Die Fig. IG und 11 zeigen eine weitere abgeänderte Fällen, in denen in einer bestimmten Richtung wieder-Ausführungsform, bei welcher das elastische Verbin- holt größere Beanspruchung auftreten als in einer dungsglied 57 einen Zapfenteil 58, einen Halsteil 59 anderen Richtung, ein Versagen zufolge Ermüdung und einen Basisteil 61 hat, die im allgemeinen den ent- 65 auf ein Geringstmaß zu reduzieren und die Beansprechenden Teilen 27, 28 und 26 der Fig. 1 gleichen, spruchungsgrenze und die Lebensdauer des Kaujedoch einen länglichen Querschnitt haben. Wie in tschuks zu verlängern. Diese Verschwenkungs- oder Fig. 11 dargestellt ist, haben diese Teile parallele Verdrehungswirkung ist bei dem Glied der Fig. 1 Seiten und halbkreisförmige Enden. Das hintere Ende möglich, wenn es mit einem identischen Glied verdes Basisteiles 61 ist mit einer buchsenartigen Aus- 70. bunden ist oder wenn es mit einem Glied, wie es in

ίο

Fig. 14 zeigt in schemätischer Darstellung die Spannpatrone in ihrer.:Arbeitslage als Teil eines Spannfutteraufbaues. Die Außenkante 67 jeder Backenplatte 65 ist im Eingriff mit der konischen 5 Fläche 73 des Spannfutterkörpers 74 dargestellt, der auf einer (nicht dargestellten) Werkzeugmaschinenspindel aufgesetzt ist. Die Innenkante 66 jeder Platte erstreckt sich parallel zur Achse der Spannpatrone 63 und des Spannfutters 74 und bildet eine Greif kante, die an einem (nicht dargestellten) Werkstück angreift. Die radiale Kante an dem breiteren Ende der Backenplatte 65 legt sich gegen: einen Klemmring 75. Wenn der Klemmring nach rechts bewegt wird, bewirkt er, daß die schrägen Außenkanten 67 über die Nockengestellten Stellung in Fig. 14, in der sie mit 65 M bezeichnet ist, befindet sich jede Backenplatte in der Lage maximaler Öffnung, die im zusammengebauten

den Fig. 2, 4, 6 oder 8 dargestellt ist, verbunden ist. Dies ist bei der Ausführungsform der Fig. 10 bei zwei identischen Gliedern nicht möglich, deren jedes die Ausführungsform der Fig. 2 hat.

Die Fig. 12 bis 17 zeigen die Erfindung in Anwendung auf eine große Spannpatrone für eine Werkzeugmaschine. Der gelöste Zustand der Spannpatrone,
in dem sie von dem übrigen Teil des Spannfutters getrennt ist, ist in Fig. 15 und in voll ausgezogenen
Linien in Fig. 12 dargestellt. Die Spannpatrone 63 io
enthält eine große Anzahl von elastischen Verbindungsgliedern 64, deren jedes eine Ausführung entsprechend dem Glied 25 der Fig. 1 hat. Die Verbindungsglieder sind Ende an Ende miteinander verbunden, um eine fortlaufende Kette zu bilden, und die ts fläche 73 gleiten, um die. inneren Kanten 66 in Greif-Enden der Kette sind dann zusammengebracht und lage zu dem Werkstück zu bringen. Beliebige zweckmiteinander vereinigt, um eine geschlossene, im entsprechende Mittel (nicht dargestellt) können vorwesentlichen kreisförmige Schleife zu bilden. Zwischen gesehen sein, um den Ring 75 gegen die Backenbenachbarten Verbindungsgliedern ist eine Reihe von schließlage und aus der Backenschließlage zu bewegen Metallbacken 65 vorhanden. Jede Backe besteht aus 20 und um die Backenplatten in Berührung mit dem Ring einer ebenen Metallplatte gleichförmiger Dicke, die in zu halten. In der in voll ausgezogenen Linien dareiner radial zur Achse der Buchse 63 liegenden Ebene
angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Backenplatte 65 in axialer Richtung langer als

in radialer Richtung der Spannpatrone, wie aus den 25 Spannfutter möglich ist, wobei die Greifkanten 66 Fig. 13 und 14 ersichtlich ist. Ihre Innenkante 66 liegt einen Zylinder vom Radius M bilden. In der in strichin einer Ebene parallel zur Achse der Spannpatrone, punktierten Linien dargestellten Lage in Fig. 14 so daß die Flächen 66, wenn sie fortgesetzt wurden, rechts, wo sie mit 65 C bezeichnet ist, sind die Backenein regelmäßiges Prisma bilden würden, das ebenso platten 65 auf ihre kleinste Öffnungslage zusammenviele Flächen hat, wie Backenplatten vorhanden sind. 30 gedrückt, wobei die Backenkanten 66 einen Zylinder Ihre Außenkante 67 liegt in einer Ebene im rechten vom Radius C bilden. Wenn die Spannpatrone von der Winkel zur Ebene der Backenplatte65 und schräg zu Spindel74 abgenommen ist, sind die mit 65D bezeichder Innenkante 66., so daß die Flächen 67, wenn sie neten Backenplatten, die in strichpunktierten Linien fortgesetzt würden, eine regelmäßige Pyramide bilden in Fig. 14 links dargestellt sind, auf den Radius D würden, welche die gleiche Anzahl von Seiten hätte. 35 geöffnet.

Quer durch die Backenplatte 65 und nahe ihrem Auf entsprechende Weise zeigt Fig. 12 in voll ausbreiteren Ende erstreckt sich eine zylindrische gezogenen Linien die Backenplatten 65 D in ihrer ge-Bohrung 68, welche den Halsteil eines zugeordneten lösten Lage, wobei ihre inneren Kanten einen Zylinder elastischen Abstandsgliedes 65 umgibt. Im gelösten vom Radius D begrenzen, und in strichpunktierten Zustand der Spannpatrone 63, wenn sie sich außerhalb 40 Linien die Backenplatten 65 M in der maximal geder Werkzeugmaschine befindet, wie dies in den öffneten Arbeitslage, wobei ihre Innenkanten einen Fig. 12 und 15 dargestellt ist, werden die Backen 65 Zylinder vom Radius M begrenzen, und gleichfalls in durch den Ring von miteinander verriegelten Ver- strichpunktierten Linien die Backenplatten 65 C im bindungsgliedern 64 elastisch im gewünschten Abstand vollständig zusammengedrückten Zustand, wobei ihre gehalten, wobei die Seitenflächen jeder Platte sich 45 Innenkanten einen Zylinder mit dem Radius C begegen die Schulter an einem Glied und das Ende des grenzen. Der Arbeitsbereich des Spannfutters ist da-Basisteiles an dem anderen Glied legen. Die Lage der her für Werkstücke geeignet, die einen Radius haben, Metallplatten zu den Kautschukgliedern ist die gleiche der irgendwo zwischen den Radien C und M liegt, wie wie in Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Glieder 64 dies in Fig. 12 dargestellt ist und wie es in Fig. 14 in unter einer leichten Beanspruchung stehen, da sie zu 50 vergrößertem Maßstab angedeutet ist. Die Form der der Form eines Kreises gebogen worden sind. Das Kautschuk-Verbindungsglieder 64 ist jeweils in den Loch 68 kann mit einer Fase 69 (Fig,. 15) versehen verschiedenen Stufen wiedergegeben, in Fig. 15 (gesein, die dem gleichen Zweck dient wie die Fase 43 in löste Lage), in welcher das Glied 64D unter relativ Fig. 1. kleiner Beanspruchung steht und die Backenplatten

Parallel zur öffnung 68 und nahe dem schmaleren 55 65 D in relativ weitem Abstand voneinander liegen, in Ende der Backenplatte 65 befindet sich eine zweite Fig. 16 (maximal geöffnete Arbeitslage), in welcher öffnung oder Bohrung 70, welche den Halsteil eines das Verbindungsglied 64 M unter verhältnismäßig zugeordneten elastischen Verbindungsgliedes 71 um- größerer Beanspruchung steht und die Backenplatten greift. Die Glieder 71 bilden eine kreisförmige Kette, 65 M relativ enger zusammen liegen, und schließlich ähnlich den Gliedern 64. Vorzugsweise ist jedes Glied 60 in Fig. 17 (vollständig zusammengezogener Zustand), 71 in seinem ursprünglichen Zustand, wenn es von der in welcher das Verbindungsglied 64 C unter noch Backenplatte gelöst ist, in Aufbau, Form und Ab- größerer Beanspruchung steht und die Backenplatten messungen mit dem ersten Satz von Gliedern 64 iden- 65 C noch näher aneinander liegen. Die Basisteile der tisch. Wenn jedoch die Abstandsglieder und die Verbindungsglieder 64 passen sich den Metallbacken Backenplatten zusammengebaut sind, um eine Spann- 65 65 bei ihrer Bewegung gegen die zusammengedrückte patrone 63 zu bilden, wie dies in Fig. 12 dargestellt Lage an, indem sie sich nach außen ausbuchten, um

eine ungleichmäßige Tonnenform zu bilden, wie sie in
Fig. 17 dargestellt ist. Jedes Verbindungsglied 64 ist
auf die gleiche Weise, zur gleichen Zeit und in
70 gleichem Ausmaß verformt wie jedes andere Glied in

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ist, stehen die Glieder 71 unter einer etwas größeren
Spannung als die Glieder 64, weil der Kreisring, den
sie bilden, bei der gleichen Zahl von Gliedern einen
etwas kleineren Durchmesser hat.

der gleichen Kette. Ein ähnlicher Vorgang findet mit Bezug auf die Glieder 71 statt, deren jedes unter einer etwas größeren Beanspruchung oder Spannung als das entsprechende Glied 64 der ersten Kette steht. So werden bei jeder beliebigen bestimmten Arbeitsstufe, wie sie in den Fig. 16 und 17 dargestellt ist, und bei jeder beliebigen Zwischenstufe die Metallbackenplatten 65 in genau dem gleichen Abstand von der Achse und in Ebenen abgestützt, die in gleichen Abständen und genau radial liegend oder gegebenenfalls im gleichen Ausmaß versetzt angeordnet sind. Dies ist wesentlich für den Erfindungsgegenstand, weil dadurch das Werkzeug mit einem gleichmäßigen Druck rings um seinen Umfang erfaßt oder festgeklemmt und so abgestützt werden kann, daß seine Mittellinie genau in Ausrichtung mit der Umdrehungsachse des Körpers 74 des Spannfutters liegt. Die Vorteile der Gleichförmigkeit der Verbiegung der Kautschuk-Verbindungsglieder und daher des Abstands der Metallbackenplatten ergibt sich wahrscheinlich teilweise daraus, daß die Ausnehmung oder Buchse 35 (Fig. 1) eines Gliedes von einem Teil des zugeordneten Gliedes vollständig ausgefüllt ist. Dadurch, daß der Zapfenteil und das Buchsenende des Gliedes mit den gleichen Abschrägungen und dem gleichen Durchmesser hergestellt werden, wird ein im wesentlichen massives Verbindungsglied geschaffen. Durch Experimente wurde gefunden, daß diese massive Ausführung eine Gleichförmigkeit der Biegung erzeugt, die nicht erhalten werden könnte, wenn ein Teil der Buchse unausgefüllt bleiben würde.

Gegebenenfalls können die Verbindungsglieder 64 bzw. 71 miteinander verkittet werden wie bei der Ausführungsform, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Diese Maßnahme ist jedoch für das erfolgreiche Arbeiten der Spannpatrone nicht notwendig, weil die Verbindungsstücke 64 selbst in der maximalen Öffnungslage (Fig. 16) in enger Berührung mit den Backen 65 und unter Druck stehen.

Gegebenenfalls können die beiden Ringe aus Kautschuk-Verbindungsgliedern 64 und 71, welche die in Fig. 1 dargestellte Form haben, durch einen einzigen Ring aus Doppelgliedern ersetzt werden, wie sie in Fig. 8 dargestellt sind. Weiterhin ist die Erfindung auf Spannpatronen anwendbar, die kurze Backen haben, welche Raum nur für ein Querloch, beispielsweise 68 in Fig. 13 und 14, aufweisen. In diesem Fall ist es erwünscht, die Verbindungsglieder in der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Form herzustellen, um zu verhindern, daß die Backen sich um die Achse des Gliedes drehen bzw. verschwenken.

Bei kleinen Spannpatronen, die nur einige wenige Backen mit einem großen Winkel zwischen den Backen aufweisen, ist es vorzuziehen, Verbindungsglieder zu verwenden, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, bei denen die Winkellage der Backen zueinander durch die normale entspannte Form des Verbindungsstückes von vornherein gegeben ist, anstatt sich für die Herstellung dieser Winkellage nur auf die Verformung der Verbindungsstücke zu verlassen, wie es bei der Spannpatrone der Fig. 12, 15, 16 und 17 der Fall ist.

Die Fig. 18 bis 21 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform einer Spannpatrone 77, die eine Reihe von Metallbackenplatten 78 enthält, die, wie oben beschrieben, in radialer Richtung zur Achse der Spannpatrone angeordnet sind. Wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich, ist jede Backenplatte 78 bei der abgeänderten Spannpatrone in radialer Richtung der Patrone etwas langer als in axialer Richtung, wobei die Innenkante 79 der Backe sich in axialer Richtung erstreckt, um an dem Werkstück (nicht dargestellt) anzugreifen, und die Außenkante 81 schräg ist, um mit der Nockenfläche 73 am Spannfutterkörper 74 (Fig. 14) zusammenzupassen. Jede Backe hat ein inneres Querloch oder eine Bohrung 82 und zwei äußere Querlöcher 83, eines nahe dem breiteren und eines nahe dem schmaleren Ende der Backenplatte. Jedes Loch 82 nimmt ein aus Kautschuk bestehendes Verbindungsglied 84 auf, und jedes Loch 83 nimmt ein Verbindungsglied 85 auf. Die Glieder 84

ίο und 85 können die gleiche Gestalt wie das Glied 25 der Fig. 1 oder das Glied 64 bzw. 71 der Fig. 14 haben. Wenn die Spannpatrone 77 sich in ihrer gelösten Stellung befindet, bilden die Innenkanten 79 der Backen im wesentlichen ein regelmäßiges Prisma oder einen Zylinder mit einem Radius, wie er durch den Pfeil DD in Fig. 18 angedeutet ist. Wenn die Spannpatrone 77 sich in Arbeitsstellung in einer Werkzeugmaschine befindet und die Backen auf den maximalen Arbeitsdurchmesser geöffnet sind, wie dies in Fig. 18 in ge- strichelten Linien dargestellt ist, begrenzen die inneren oder Klemmkanten der Backen einen Zylinder vom Radius MM. Wenn die Spannpatrone 77 auf ihre kleinste Größe zusammengedrückt ist, wie dies in Fig. 21 und in strichpunktierten Linien in Fig. 18 dargestellt ist, können die Innenkanten der Backen 78 C ein Werkstück längs einer zylindrischen Fläche mit dem Radius CC festklemmen.

In allen Arbeitslagen der Backen von der maximalen Öffnungslage 79 M bis zu der vollen Klemmlage 78 C (Fig. 21) werden die Backen 78 in gleichförmigem Abstand mit dem gleichen Neigungswinkel zueinander gehalten und so, daß ihre Innenkanten an einem Zylinder angreifen, dessen Achse mit der Achse der Spannpatrone 77 und der Nockenfläche 73 (Fig. 14) genau übereinstimmt. Diese Gleichförmigkeit des Abstandes wird durch die Elastizität der Glieder und ihre besondere Ausbildung ermöglicht, die bewirkt, daß sich alle Glieder in demselben Ring im gleichen Maße im Verhältnis zu der angelegten Kraft verformen. Aus Fig. 20 ist ersichtlich, daß selbst in der gelösten oder verhältnismäßig entspannten Lage der Spannpatrone die Verbindungsglieder 84 und 85 unter einer gewissen Beanspruchung stehen. Aus Fig. 21 ist ersichtlich, daß die Verbindungsglieder 84 und 85 während des Schließ-Vorgangs der Backen 78 weiter beansprucht werden, wobei die Innenseite jedes Gliedes sich ausbaucht, um eine Tonnenform anzunehmen.

Die Verbindungsglieder 84 (oder 85) der Patrone 77 nach Fig. 18 bis 21 können die gleiche Größe wie die Verbindungsglieder 64 und 71 der Fig. 12 haben, obgleich sie dazu bestimmt sind, ein Werkstück von viel kleinerem Durchmesser zu fassen. So werden durch die Erfindung die Herstellungskosten reduziert, da ein Auswechseln von Teilen verschiedener Spannpatronen ermöglicht ist. Es ist praktisch nicht möglich, die Verbindungsglieder 84 in der gleichen Größe wie die Glieder 85 herzustellen, weil der Durchmesser der beiden kreisförmigen Ringe zu verschieden ist. Es ist jedoch möglich, eine weitere Ersparnis an den Her-Stellungskosten des Gliedes 84 zu erreichen, indem der Zapfenteil und der Halsteil des Gliedes mit den gleichen Größenabmessungen hergestellt werden wie die entsprechenden Teile des Gliedes 85 und indem die übrigen Teile der beiden Glieder gleich ausgebildet werden, mit Ausnahme des Unterschieds in der Länge des Basisteiles. Auf diese Weise können die gleichen Teile der Form, die zur Herstellung des kurzen Gliedes 84 verwendet werden, auch dazu verwendet werden, das verhältnismäßig lange Glied 85 herzustellen, indem eine andere, sehr einfache, mit einer Höhlung ver-

sehenen Platte hinzugefügt oder ersatzweise eingefügt wird, die eine zur Anpassung an die gewünschte Länge des Grundteiles geeignete Dicke hat.

Gegebenenfalls können die Backenplatten 65 in der Spannpatrone 63 (Fig. 12) oder die Backenplatten 78 in der Spannpatrone 77 (Fig. 18) in Ebenen angeordnet sein, die mit Bezug auf die Achse der Spannpatrone etwas außermittig liegen, um die Greifwirkung an dem Werkstück zu vergrößern. Dies könnte dadurch erreicht werden, daß Abstaridsstücke verwendet werden, die den in Fig. 10 dargestellten ähnlich sind, bei denen jedoch die Endfläche des Basisteiles und die Schulter in Ebenen liegen, die zueinander parallel sind und mit Bezug auf die Buchse, den Hals und den Zapfen schräg sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannpatrone für ein Futter, bestehend aus einer Mehrzahl von im Abstand voneinander radial angeordneten starren Backen, die durch ein die Backen durchgreifendes elastisches Mittel miteinander verbunden und nachgiebig in einer vorbestimmten Abstandslage gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel der Spannpatrone aus der Backenzahl entsprechenden, zu einem Ring zusammenfügbaren und verriegelbaren Gliedern (25, 64, 71, 84, 85) besteht.

2. Spannpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (25, 64, 71, 84, 85) einen Hals (28) aufweist, der innerhalb einer Öffnung (41, 68) in einer zugeordneten Backe (24, 65, 78) angeordnet ist, ferner einen Zapfenteil (27), der sich von dem Hals nach vorn erstreckt, und einen Basisteil (26), der sich von dem Hals nach hinten erstreckt, wobei der Basisteil an seinem hinteren Ende eine Ausnehmung oder Buchse (35) zur Aufnahme des Zapfenteiles (27) eines zugeordneten hinteren Verbindungsgliedes (25, 64, 71, 84, 85) aufweist.

3. Spannpatrone nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil (26) des Verbindungsgliedes (25) eine vordere Schulter (33) hat, die an der hinteren Fläche der zugeordneten Backe (24, 65, 78) anliegt, und ein hinteres Ende (34) hat, das an der Vorderfläche der hinteren Backe anliegt.

4. Spannpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung oder Buchse (35) des Verbindungsgliedes eine Mündung (39) hat, die kleiner ist als der Zapfenteil (27).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 584 258.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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