DE1552302A1

DE1552302A1 - Spannfutter fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1552302A1
Application number: DE19661552302
Authority: DE
Inventors: Henri Giraud; Vincent Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-13
Filing date: 1966-08-24
Publication date: 1969-10-23
Also published as: CH446007A; BE686001A; AT268004B; GB1144580A; ES331069A1; FR1457653A; US3499657A

Description

Patentanwälte

Dr. Otto Loesenbeck

Dipl.-lng. Stracke Ι Ε κOQη 9

48 Bielefeld, Herlorder Strafe 17 I O O ζ: O U ^

Henri GIRAUD, Pavillon 24-, Hue Baudin, o/,

Vincent MARTIN, 44, Rue du Champrond, SAINT-ETIEKNE/Loire, ä

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(Frankreich)

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Spannfutter für Verkzeugmaschinen

Spannfutter von Werkzeugmaschinen können in zv/ei Gruppen unterteilt werden, Spannfutter für eine Betätigung von Hand und Spannfutter mit automatischer Betätigung.

Von Hand zu betätigende Spannfutter haben den Nachteil, daß sie kein schnelles Spannen und Lösen erlauben und auch nicht gewährleistet ist, daß eine vorbestimmte Spannkraft konstant von Werkstück zu Werkstück vorhanden ist. Letzteres kann sowohl zu übermäßigen Spannkräften führen, die Beschädigungen am zu bearbeitenden Werkstück hervorrufen können, als auch zu unzureichenden Spannkräften führen, wodurch schwere Unfälle hervorgerufen werden können.

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Die Spannfutter mit automatischer Betätigung, sei die .Betätigung nun elektrisch,-pneumatisch oder hydraulisch, haben die vorgenannten Hacliteile nicht, die haben aber demgegenüber den wesentlichen ITachteil, daß infolge eines sehr begrenzten dpannhubes Spannungen über größere Durchmesserdifferenzen nicht möglich sind» Zudem lassen sich beträchtliche iotseiten nicht vermeiden. Will man von der Bearbeitung eines Werkstückes mit vorbestimmten Dinen-

sionen auf die Bearbeitung eines anderen Werkstückes mit ziemlicn abweichenden Dimensionen übergehen, so muß zunächst eine Verstellung von Hand der Spannbacken auf ihren Grundbacken erfolgen. Die bislang bekannten Spannfutter mit automatischer Betätigung sind daher nur für die Serienfertigung brauchbar. Im übrigen haben sie den Nachteil, verwickelte und kostspielige pneumatische oder hydrauliscne Einrichtungen zu erfordern.

Der gegenwärtige Stand der Technik bietet somit kein Spannfutter, ^ das die folgenden, vom Benutzer gesuchten Eigenschaften in sich vereint; Vollständige automatische Betätigung des Spannens und Lösens des Spannfutters, langer Spannhub, genaue .Regelung der Spannkraft bei Innen- und Außenspannen, einfacher und daher billiger Aufbau des Spannfutters.

All diese Eigenschaften sind beim Erfindungsgegenstand vorhanden. Das erfindungsgemäße Spannfutter kann sowohl zur Spannung eines Werkstückes, das bezüglich eines feststehenden Werkzeuges beweglich ist, wie auch zur Spannung eines Werkstückes, das bezüglich eines beweglichen Werkzeuges festgesetzt ist, benutzt werden. Das

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erfinaungsgemäße Spaniifutter gehört zur Gruppe derer, bei denen die radiale nin- und herbewegung der Spannbacken durch eine

ung hervorgerufen wird. Das "wesentliche lierkmal der -ö besteht darin, daß diese Drehbewegung zum 'Verstellen der spannbacken von einem iiedukti ons getriebe in Art eines Planeten-Dirferenagetriebes hergeleitet wird, das seinerseits von einem hotor angetrieben wird, von dem es abkuppeIbar ist

und dessen InbetrieDnahrae in der einen oder anderen Drehrichtung die Verstellbewejunj der Spannbacken in der einen oder anderen iiichtung hervorruft und somit das Spannen oder Lösen des Spannfutters bewirkt.

um eine äegelung der Spannkraft au ermöglichen, und zwar sowohl beim Außen- wie beim Innenspannen, wird vorteilhafterweise ein Elektromotor mit regelbarer Kuppelkraft verwendet oder einer einstellbaren Kupplung beliebiger Art wird irgend ein Elektro- ~mo t or züge ordnet.

Gemäße einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Srfindung beinhaltet der Antriebsmechanismus für die Spannbewegung des Spannfutters einen Elektromotor, der eine Magnetpulverkupplung treibt, die mit Mitteln zur Regelung der übertragenden Kupplungskraft versehen ist. Desweiteren ist ein Beduktionsgetriebe in lorm eines Elaneten-Differenzgetriebes vorgesehen, mit zwei Gruppen von Planetenrädern, von denen eine Gruppe mit einem Innenzahnkranz in Eingriff steht, der mit der Drehspi&del zum ,Antrieb des Spannfutters fest verbunden ist und von der die andere Gruppe mit einem Innenzahnkranz in Eingriff

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stellt, der fest mit einer weiteren, konzentrisch im Inneren der Drehspindel angeordneten Welle verbunden ist. Im Inneren des Spannfutters ist dabei ein Getriebe angeordnet, das ein Planetenantriebsrad, angeordnet auf der in der Drehspindel gelagerten Welle,- eine Gruppe von Planetenrädern und einen Innenzahnkranz beinhaltet, der fest mit einer auf einer Kreisfläche angeordneten archimedischen Spirale verbunden ist, mit der die Spannbacken des Spannfutters in Eingriff stehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten --■-■ Zeichnungen dargestellt. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Gesamtansicht des Spannfutters, der Drehspindel und des Spannfutterantriebes in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 und 3 Längsschnitte in vergrößertem Maßstab entsprechend den Ausschnitten 2-2 und 3-3 der Fig. 1 j

Fig. 4, 5) 6 und 7 Querschnitte gemäß der Schnittlinien 4 -4 und 5-5 der Fig. 2 sowie 6-6 und 7-7 cLer Fig. 3·

In Fig. 1 ist das Rahmengehäuse 2 einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Drehbank dargestellt, sowie das Spannfutter 3, das mit Spannbacken 4 versehen ist und das in an sich bekannter Weise durch einen Antriebsmechanismus angetrieben wird (nicht dargestellt), der beispielsweise auf ein Ritzel 5 oder auch eine

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Riemenscheibe wirkt, das auf der Spindel 6 "befestigt ist, mit der das Spannfutter 3 drehfest verbunden ist.

Den'.vor genannt en Seilen ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Spannen und .Lösen der Spannbacken Λ zugeordnete Diese Ein-

richtung hat folgenden Aufbau und Wirkungsweise %

Wie/aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist ein Elektromotor 7 ,gorgesehen, dessen Gehäuse an ein Getriebegehäuse 8 angeflanscht j^s einerseits am Rahmengehäuse 2 der Drehbank befestigt ist ο Die Welle des Motors 7 treibt eine an sich bekannten Magnetpulverkupplung 9» die im Inneren des Getriebegehäuses 8 angeordnet ist. Die Magnetpulverkupplung 9 ist mit Mitteln zur Regelung der Größe des übertragbaren Momentes ve am Kupplungsausgang versehen. Den Eupp3.iuigsausgang bildet ein zentrales Ritzel

Dieses Ritzel 10 stellt das Antriebsritzel eines Reduktionsgetriebes in iOrm eines Planeten-Differenzgetriebes 12 dar, das ebenfalls im Inneren des Getriebegehauses 8 angeordnet ist. Dieses Reduktionsgetriebe beinhaltet zwei Gruppen von ge drei Planetenrädern 13 bzw ο 14-e "

Die Planetenräder 13 stehen in Eingriff mit einem Innenzahnkranz der von einer Hülse 16 getragen wird, die drehfest mit der Spindel 6 verbunden ist* Die Planetenräder 14- stehen in Eingriff mit einem weiteren Innenzähnkranz 17, der von einem Kopfstück 18 getragen wird, der drehfest mit einer Welle 19 verbunden ist, die konzentrisch im Inneren der Spindel 6 angeordnet ist,

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Am entgegengesetzten Ende, d.h. auf der Seite des Spannfutters 3, ist auf der Welle 19 ein Planeten-Antriebsritzel 21 befestigt, mit dem Planetenräder 22 in Eingriff stehen, die ihrerseits mit · einem Innenzahnkranz 23 in Eingriff stehen. Der Innenzahnkranz wird von einem Ringkörper 24 getragen, der drehbar im Inneren des Gehäuses des Spannfutters 3 angeordnet ist und in dessen kreis- ^ (jlörmige Stirnfläche eine archimedische Spirale 25 eingearbeitet ist. Mit dieser Spirale 25 stehen die Spannbacken 4 in Eingriff, die gleitend in Radialnuten 26 im Gehäuse des Spannfutters 3 angeordnet sind. Der Ringkörper 24 ist auf mehreren Bolzen 27 drehbar abgestützt.

Die geschilderte Anordnung hat folgende Wirkungsweise:

Beim normalen Fertigungsbetrieb der Drehbank, d.h., wenn die Spannbacken 4 des Spannfutters 3 ein zu bearbeitendes Werkstück eingespannt halten, egal ob nun eine Innen- oder Außenspannung ™ vorliegt, ist der Elektromotor 7 stillgesetzt und das Planeten-Antriebsritzel 10, das den Abtrieb der Kupplung 9 bildet, ist bezüglich des Elektromotors abgekuppelt. Die Spindel 6 der Drehbank versetzt das Spannfutter 3 Joit dem zu bearbeitenden Werkstück in Rotation. Der Antrieb der Spindel 6 geschieht dabei in an sich bekannter Weise über den Antriebsmechanismus der Drehbank. Wird die Spindel 6 auf diese Weise gedreht, drehen sich die beiden Gruppen von Planetenrädern 13 "und. 14 nicht um sich selbst, aber sie versetzen einerseits zwangsweise das Planeten-Antriebsritzel und andererseits den Innenzahnkranz 17 in Rotation. Demzufolge

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dreht sich, die Welle 19'-.mit derselben Geschwindigkeit wie die Spindel 6. Auf der Seite des Spannfutters 3 bilden die Planetenräder 22 ebenfalls Verbindungsglieder zwischen dem Planeten-Antriebsritzel 21 und dem Innenzahnkranz 23· Demzufolge befindet sich das Spannfutter in seiner Gesamtheit in Rotation, ohne daß dabei jedoch der Hingkörper 24 und damit die Spirale im Inneren des Spannfutters eine besondere Eigenbewegung, vollführen.

Um das Spannfutter 3 zu lösen, wird die Spindel 6, die das Spannfutter antreibt,·gebremst und der Elektromotor 7 wird derart an Spannung gelegt, daß seine Drehrichtung dem Lösen des Spannfutters entspricht. Diese Drehung des Elektromotors 7 während einer Zeit, in der die Spindel 6 und damit die Hülse 16 und der Innenzahnkranz 15 feststehen, ruft eine zwangsweise Drehbewegung des Planeten-Antriebsritzels 10 hervor und damit eine Rotation der beiden Gruppen von Planetenrädern 13 und 14 um sich selbst, die dabei darm um das Planeten-Antriebsritzel 10 herum wandern. Die Planetenräder 14 haben dabei einen geringeren Durchmesser als die Planetenräder 13 und es erfolgt somit der Drehantrieb des Innenzahnkranzes 17 und somit des Kopfstückes 18 und der Welle mit reduzierter Geschwindigkeit. Die Welle 19 treibt dabei.über das Planeten-Antriebsritzel 21, die Planetenräder 22 und den Innenzahnkranz 23· Demzufolge wird auch der Ringkörper 24 rotierend angetrieben, dem die arcimedische Spirale 25 zugeordnet ist. Der Innenzahnkranz 23 mit dem Kingkörper 24 dreht sich dabei

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um die Bolzen 27» auf denen die Abstützung erfolgt.

Die Rotation der Spirale 25 führt automatisch zu einer Radialverstellung der Spannbacken 4-. Die Richtung der Verstellung dieser Spannbacken ist selbstverständlich vom Drehsinn des Elektromotors 7 abhängige

Das Spannen und das Lösen des Werkstückes geschieht auf die gleiche Weise, lediglich mit einfacher Umkehr des Drehsinnes des Elektro-

wird motors 7· Die Kraft zum Spannen des Werkzeuges iteifetocdurch Regelung der Kupplung 9 vorbestimmt. Das Spannen hört auf, wenn das eingestellte Kupplungsmoment erreicht ist. Das Planeten-Antriebsritzel 10 kuppelt sich dann automatisch vom Elektromotor 7 ab.

Es versteht sich, daß sich die Erfindung keineswegs auf das hier, dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle möglichen Ausführungsformen, insbesondere können dabei auch . andere Arten von Kupplungen benutzt werden.

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Claims

Pat ent a η s ρ ruche

1. Spannfutter für Werkzeugmaschinen, bei dem die Radialverstellung der Spannbacken durch eine Drehbewegung geschieht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der die Yerstellbewegung der Spannbacken hervorrufenden Drehbewegung ein Reduktionsgetriebe in Form eines Planeten-Differenzgetriebes vorgesehen ist, das abkuppelbar mit einem Antriebsmotor verbunden

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planeten-Differenzgetriebe mit dem Antriebsmotor über eine Kupp- * lüng verbunden ist, die bezüglich des zu übertragenden Drehmomentes einstellbar ausgebildet ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Planeten-Differenzgetriebe ein Planeten-Antriebsritzel (10) aufweist, das abkuppelbar mit einer Magnetpulver-Kupplung (9) verbunden ist, die ihrerseits mit einem Elektromotor (7) verbunden ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planeten-Differenzgetriebe ein Planeten-Antriebsritzel (10) aufweist, das in treibender Verbindung mit zwei Gruppen von Planetenrädern (13>1^zt·) steht, von denen die eine Gruppe von Planetenrädern (13) mit einem Innenzahnkranz (15) in Eingriff steht,

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der drehfest mit der das Spannfutter (3) antreibenden Suiniel (b) verbunden ist, während die andere Gruppe von llanet enr ädern (14) mit einein Innenzahnlirana (17) in Singriff steht, der seinerseits mit einer konzentrisch drehbar in der Spindel (5) angeordneten Welle (19) verbunden ist, wobei auf der Welle (19) i¹¹¹ Inneren des Spannfutters (3) ein Planeteii-Antx'iebsritael (21) angeordnet ist, das mit einer Gruppe von Planetenrädern (21) in Eingriff steht, die ihrerseits mit einem Innenüahnkrana (23) in Eingriff stehenm der drehfest mit einer Kreisfläche verbunden ist, in die eine archimedische Spirale (25) eingearbeitet ist, mit der die Spannbacken (4) des Spannfutters (3) in Eingriff stehen.

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