DE1121430B

DE1121430B - Vierbackenfutter fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1121430B
Application number: DEP16402A
Authority: DE
Inventors: Louis Jean-Marie Gamet
Original assignee: LA PRECISION INDUSTRIELLE
Current assignee: LA PRECISION INDUSTRIELLE
Priority date: 1955-06-07
Filing date: 1956-06-06
Publication date: 1962-01-04
Also published as: GB825763A; FR1129058A; US2880009A

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierbackenfutter für Werkzeugmaschinen, bei welchem die Spannbacken durch paarweise sich gegenüberliegende Hebel in radialer Richtung verschiebbar sind und jedes Hebelpaar für sich von je einem mit der Maschinenspindel 5 koaxialen Betätigungsglied und die beiden Betätigungsglieder durch eine gemeinsame hydraulische Hubvorrichtung bewegbar sind. Die vier Hebel sind in auch vom Dreibackenfutter her bekannter Weise als Winkelhebel ausgebildet, deren langer Hebelarm mit dem Betätigungsglied und deren kurzer Hebelarm mit den Spannbacken zusammenwirken. Zum Spannen müssen alle vier Hebel in der gleichen Richtung verschwenkt werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Betätigungsglieder jeweils mit einem von zwei koaxialen, in einem gemeinsamen Zylindergehäuse verschiebbaren Kolben verbunden.

Es ist weiter ein Mehrbackenfutter bekannt, das im Prinzip wie die bekannten Dreibackenfutter aufgebaut ist. Bei diesem bekannten Futter sind zwei Futter mit jeweils drei Backenhaltern in zwei im axialen Abstand liegenden Ebenen angeordnet. Jedem Bakkenhalter sind zwei Backen zugeordnet. Die Backenhalter des einen Futters sind mit dem Kolben und die Backenhalter des anderen Futters mit dem ebenfalls beweglichen Zylinder einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung verbunden. Sie weisen Keilbahnen auf, auf denen keilförmig abgeschrägte Flächen der Backen gleiten, so daß eine Verschiebung der Backenhalter in einer radialen Bewegung der Backen resultiert.

Nach einem älteren (nicht vorveröffentlichten) Vorschlag hat man bei einem Spannfutter mit Winkelhebel, die von einem durch den Kolben einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung verschiebbaren Spannrohr verschwenken können, die Winkelhebel so ausgebildet, daß die in die Grundbacken eingreifenden Winkelhebelarme Zylinderkörper sind, welche die Drehachse der Winkelhebel umgeben. Dabei ist jedoch die Zylinderachse gegenüber der Drehachse in Richtung auf die Spannbacken um etwa ein Drittel des Radius der Zylinder exzentrisch verschoben. Dieser ältere Vorschlag betrifft jedoch Dreibackenfutter.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Vierbackenfutter mit voneinander unabhängiger Verstellung der Paare von sich gegenüberliegenden Backen zu schaffen, bei dem die radialen Abmessungen und damit die umlaufenden Massen gegenüber den bekannten FutteTn verringert sind und gleichzeitig ein guter Massenausgleich des Futters sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß — wie an sich bekannt — das eine der Vierbackenfutter für Werkzeugmaschinen

Anmelder:

La Precision Industrielle, Rueil-Malmaison, Seine-et-Oise (Frankreich)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 7. Juni 1955 (Nr. 693 226)

Louis Jean-Marie Garnet, Bougival, Seine-et-Oise

(Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

beiden Betätigungsglieder mit dem Kolben und das andere mit dem axial verschiebbar ausgebildeten Zylinder der Hubvorrichtung verbunden ist, daß jeder Hebel einen zylindrischen Betätigungsabschnitt aufweist, dessen Mantelfläche mit den in radialer Richtung weisenden Wandflächen einer in dem Spannbackenhalter ausgebildeten Ausnehmung zusammenwirkt und dessen Achse bezüglich der Drehachse des Hebels exzentrisch angeordnet ist und daß die Zylinderachsen bei den beiden Hebelpaaren jeweils auf der entgegengesetzten Seite der Drehachse liegen. Durch die neue Ausbildung eines Vierbackenfutters ergeben sich wesentlich geringere Abmessungen des Futters. Einmal liegen die Angriffspunkte der Zylinderabschnitte der Betätigungshebel etwa in der gleichen Ebene wie deren Schwenkachsen. Dadurch ergibt sich eine kurze axiale Baulänge. Zum anderen sind auch bei sonst gleichen Verhältnissen die radialen Abmessungen des Futters geringer als bei den bekannten Vierbackenfuttern. Während bei den letzteren die Drehachsen der Hebel der beiden Paare unterschiedlichen radialen Abstand von der Achse aufweisen müssen, liegen sie bei dem Futter gemäß der Erfindung alle im gleichen Abstand von der Achse. Durch die besondere Ausbildung der Hebel mit zylindrischen Abschnitten als kurzer Hebelarm lassen sich trotz verhältnismäßig geringer Hebellänge große Spannkräfte ausüben. Durch die gleiche Aus-

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bildung aller vier Betätigungshebel und durch die gleiche radiale Lage ihrer Drehachsen wird außerdem ein guter Massenausgleich erzielt. Sowohl ein guter Massenausgleich als auch eine große Spannkraft sind gerade für schnell umlaufende Futter von großer Wichtigkeit. Schließlich ergibt sich noch der Vorteil, daß zur Betätigung des Vierbackenfutters eine hydraulische Betätigungsvorrichtung verwendet werden kann, bei der sich die wirksamen Flächen zum Verschieben der Betätigungsglieder gegenüberliegen und nicht durch sich koaxial umgebende Ringflächen zweier Kolben gebildet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Vierbackenfutters dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht eines Vierbackenfutters,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und zeigt neben dem Vierbackenfutter auch dessen Betätigungsvorrichtung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von Einzelheiten der Vorrichtung.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Vierbackenfutter ist am Kopf einer Spindel 1 angeordnet, die bei 2 abgestützt ist und über den Keilriemenantrieb 3, 4 angetrieben wird. Das auf der Spindel 1 zentrierte Spannfutter ist aus zwei Gehäuseteilen 6 und 7 zusammengesetzt, in denen entsprechende Aussparungen zur Aufnahme und Lagerung von Spannhebeln 8 a und 9 a vorgesehen sind.

Der Hebel 8 α wirkt mit einem Backenhalter 10 α zusammen, der im Spannfutter radial verschiebbar geführt ist und auf bekannte Weise einen mit Hilfe von Schrauben 12 befestigten Backen 11 α trägt. Dem Backenhalter 10 α gegenüberliegend ist ein weiterer Backenhalter 106 angeordnet, dereinen Spannbacken 11 b trägt. Mit dem Backenhalter 10 b wirkt ein (nicht dargestellter) Hebel zusammen, der dem Hebel 8 α identisch ist, diesen jedoch diametral gegenüberliegt.

Ein Hebel 9 α ist einem einen Backen 14 α tragenden Backenhalter 13 a zugeordnet. Diesem gegenüber ist ein weiterer Backenhalter 13 b mit der Spannbacke 14 b angeordnet, die durch einen (nicht dargestellten) dem Hebel 9 α entsprechenden Hebel betätigbar ist.

Die Hebel 8 α, 9 a und die entsprechenden gegenüberhegenden Hebel drehen sich um Schwenkzapfen 15, die im gleichen Abstand von der Drehachse des Spannfutters, und zwar senkrecht zu dieser angeordnet sind. Jeder dieser Hebel weist einen kurzen Hebelarm in Form eines zylindrischen, zur Schwenkachse exzentrisch angeordneten Abschnitts 16 a, 17 a auf, der an seiner Umfangsfläche in Berührung mit sich gegenüberliegenden Flächen 18 a, 19 a, 20 a, 21 a von Ausnehmungen in den Backenhaltern 10 α und 13 α steht. Außerdem weist jeder Hebel einen langen Hebelarm 22 α, 23 α auf.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die beiden Hebel 8 a und 9 a und ebenso die beiden entsprechenden gegenüberhegenden Hebel entgegengesetzt orientiert; dies bedeutet, daß man, um beispielsweise eine Verschiebung des Backenhalters 10 α zur Achse hin zu erzielen, den langen Arm 22 a des Hebels 8 a in Richtung des Pfeiles F verschwenken muß, während man, um eine Verschiebung des Backenhalters 13 a zur Achse hin zu erzielen, den Hebel 9 a in entgegengesetzter Richtung (Pfeil G) verschwenken muß.

Die Enden der langen Arme des Hebels 8 a und des gegenüberliegenden entsprechenden Hebels greifen in Ausnehmungen 24 a bzw. 24 b eines in axialer Richtung beweglichen Verstellgliedes 25 ein. Dieses Verstellglied 25 wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich, von zwei sich diametral gegenüberliegenden und durch einen Ringabschnitt miteinander vereinigten Zylinderabschnitten gebildet.

Auf entsprechende Weise ragen die Enden der langen Arme 23 α und 23 b des Hebels 9 a und des entsprechenden gegenüberliegenden Hebels in Ausnehmungen 28a bzw. 28 b eines zweiten Verstellgliedes 29, das die gleiche Form wie das Glied 25 aufweist. Die beiden Verstellglieder 25 und 29 sind so ausgebildet, daß sie ineinandergeschoben werden können, so daß sich die zylindrischen Abschnitte praktisch zu einem vollständigen Zylinder ergänzen.

Die beiden Verstellglieder 25 und 29 können im Spannfutter axial gleiten, werden jedoch an einer Verdrehung gegenüber dem Futter durch einen Finger 26 (Fig. 1) gehindert, der am Spannfutter befestigt ist, und in eine Bohrung des Verstellgliedes 25 hineinragt.

Das Verstellglied 29 ist mit einem rohrförmigen Betätigungsglied 30 und das Verstellglied 25 mit einem rohrförmigen Betätigungsglied 31 verbunden. Die beiden hohlen Betätigungsglieder 30, 31 sind koaxial durch die Spindel 1 geführt.

Am hinteren Ende der Spindell ist eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für das Spannfutter vorgesehen. Diese weist einen ringförmigen Kolben 32 auf, der mit dem Betätigungsrohr 30 fest verbunden ist. Der Kolben ist von einem Zylinder 35 umgeben, der aus zwei durch Schrauben 36 zusammengefügten Zylinderabschnitten besteht und sich in bezug auf den Kolben in Längsrichtung verschieben kann und am Betätigungsrohr 31 befestigt ist.

Ein Kupplungsfinger 41, der in eine Bohrung 42 im Zylinderkörper hineinragt, verhindert eine relative Verdrehung von Kolben und Zylinder. Um sicherzustellen, daß Kolben und Zylinder mit der gleichen Drehzahl wie die Spindel 1 umlaufen, ragt ein an der Riemenscheibe 3 befestigter Stift 43 in eine entsprechende Ausnehmung 44 des Zylinders. Die Betätigungsvorrichtung wird von einem Gehäuse 45 eingeschlossen, das, wie nachstehend ausgeführt, einen Sammelbehälter für die aus dem Verteiler der Vorrichtung entweichende Flüssigkeit bildet.

Innerhalb des Gehäuses 45 ist ein Verteiler 48 befestigt, der ein Zuführen bzw. Ableiten des Druckmittels in die bzw. aus den Zylinderräumen der umlaufenden Betätigungsvorrichtung gestattet. Der Verteiler ist über Anschlüsse 49 und 50 an ein Druckölsystem angeschlossen.

Es sei angenommen, daß mit Hilfe der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ein zwischen den Spannbacken 11a, 11b, 14 a, 14 b befindliches Werkstück von außen her eingespannt werden soll.

In der in Fig. 2 dargestellten Stellung wird Drucköl über die Leitung 49 in die linke Kammer der Betätigungsvorrichtung geleitet. Das öl übt auf den Kolben 32 einen Druck nach rechts und gleichzeitig einen Druck nach links auf den Zylinder 35 a aus. Die sich ergebende Verschiebung wird durch die Betätigungsrohre 30 bzw. 31 und die Verstellglieder 29 und 25 auf die Hebel übertragen, wobei der Hebel 9 a und der entsprechende gegenüberliegende Hebel in Richtung G, Hebel 8 α und der entsprechende gegenüberliegende Hebel in Richtung F verschwenkt werden. Eines der beiden Backenpaare tritt dabei in Berührung mit dem einzuspannenden Werkstück. Bei der weiteren Bewe-

gung tritt dann auch das andere Backenpaar seinerseits in Berührung mit dem Werkstück. Da die Flächen, auf welche das unter Druck befindliche Öl einwirkt, für den Kolben und für die Hubvorrichtung gleich groß sind, so ist die Zugkraft in Richtung F gleich der Druckkraft in Richtung C, und da die Hebel Sa und die Hebel 9« gleich ausgebildet sind, so verteilt sich die Spannkraft gleichmäßig auf die vier Backen.

Wenn die Befestigungsdurchmesser der einander entgegengesetzten Backen verschieden sind, so können die Längen der Hebel 8« und 9a gegebenenfalls diesen Unterschieden in den Befestigungsdurchmessern angepaßt werden, und zwar empfiehlt es sich zwecks Erzielung einer ausgeglichenen Befestigung, daß das auf den größeren Befestigungsdurchmesser wirkende Backenpaar durch ein kürzeres Hebelpaar betätigt wird als dasjenige Backenpaar, welches auf den kleineren Befestigungsdurchmesser wirkt.

Der Durchmesser und die Exzentrizität der Exzenter können so gehalten sein, daß, nachdem die Bakken in die Spannstellung gebracht sind, dieselbe Stellung aufrechterhalten bleibt, ohne daß es nötig ist, den Öldruck in der Betätigungsvorrichtung beizubehalten. Auf diese Weise vermeidet man das plötzliche Lösen von Werkstücken im Fall einer Undichtheit oder eines Bruchs der Leitungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vierbackenfutter für Werkzeugmaschinen, bei welchem die Spannbacken durch paarweise sich gegenüberliegende Hebel in radialer Richtung verschiebbar sind und jedes Hebelpaar für sich von je einem mit der Maschinenspindel koaxialen Betätigungsglied und die beiden Betätigungsglieder durch eine gemeinsame hydraulische Hubvorrichtung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß — wie an sich bekannt — das eine (31) der beiden Betätigungsglieder (30, 31) mit dem Kolben (32) und das andere (30) mit dem axial verschiebbar ausgebildeten Zylinder (35) der Hubvorrichtung verbunden ist, daß jeder Hebel (8 a, 9 a) einen zylindrischen Betätigungsabschnitt (16 a, 17 a) aufweist, dessen Mantelfläche mit den in radialer Richtung weisenden Wandflächen (18 a, 19 a, 20 a, 21a) einer in dem Spannbackenhalter (10 a, 10 b, 13 a, 12>b) ausgebildeten Ausnehmung zusammenwirkt und dessen Achse bezüglich der Drehachse (15) des Hebels exzentrisch angeordnet ist, und daß die Zylinderachsen bei den beiden Hebelpaaren jeweils auf der entgegengesetzten Seite der Drehachse liegen.

2. Vierbackenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die vier Hebel (8 a,

9 a) als auch die vier Spannbackenhalter (10 a,

10 b, 13 a, 13 b) jeweils identisch ausgebildet sind.

3. Vierbackenfutter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die beiden koaxialen Betätigungsglieder mit den zugehörigen Hebeln über je ein hülsenförmiges Kupplungselement in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kupplungselement (25, 29) zwei sich gegenüberliegende, im Querschnitt sektorförmige Wandabschnitte aufweist, die an einer Stirnseite miteinander verbunden sind und jeweils im gleichen Achsabstand eine Umfangsnut zur Aufnahme des freien Endes des zugehörigen Hebels aufweisen, die beiden Kupplungselemente axial gegeneinander gleitend ineinanderschiebbar sind, derart, daß sich die vier sektorförmigen Wandabschnitte zu einer zylindrischen Hülse ergänzen, und daß die vier Drehachsen (15) der Hebel (8 a, 9 a) in der gleichen Ebene senkrecht zur Achse des Futters liegen und den gleichen radialen Abstand von dieser Achse besitzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 519 389, 871 101;

französische Patentschriften Nr. 736 614,
1031492, 1057 656:

USA.-Patentschriften Nr. 1999 031, 2 524 485,
671371;

American Machinist vom 25. 10. 1954, S. 216.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen