DE1602716C3 - Durch Strömungsmitteldruck betätigbares Zangenspannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein durch Strömungsmitteldruck betätigbares Zangenspannfutter mit einem einen hohlzylindrischen Ansatz aufweisenden Grundkörper, der mit einer konischen Bohrung zur Aufnahme einer Spannzange versehen ist, und einer auf dem Ansatz geführten und in axialer Richtung verstellbaren Hülse zum Betätigen der Spannzange, wobei die Betätigungshülse durch Federelemente in eine Betriebsstellung und durch in einer Kolben-Zylinder-Einheit wirksamen Strömungsmitteldruck in die andere Betriebsstellung bewegbar ist.

Bei einem bekannten Spannfutter dieser Art (CH-PS 11 885), das stationär verwendet wird, besteht der hohlzylindrische Ansatz aus einer Hülse, die in einen Grundkörper eingeschraubt ist. Der Grundkörper besteht aus einem hinteren Gehäuseteil und einem mit diesem verbundenen vorderen Gehäuseteil mit einem ringförmigen Widerlager, das an dem vorderen Gehäuseteil befestigt ist. Zwischen dem vorderen Gehäuseteil bzw. dem Widerlager und der Hülse ist eine zylindrische Hülse mit einer Kappe geführt. Zum Spannen der Zange wird unter Druck stehendes Strömungsmittel in einen Zylinder geleitet, der über einen konischen Stößel eine Kugel zwischen einen Ansatz der Hülse mit der Kappe und das an dem Gehäuse feste Widerlager in der Weise drückt, daß die Hülse mit der Kappe in das Gehäuse hineingezogen wird. Bei diesem Futter muß während des Gebrauchs ständig ein Überdruck in dem Zylinder aufrecht erhalten werden. Dieses stellt einen gewissen Nachteil dar, da durch die bei der Benutzung auftretenden Erschütterungen Strömungsmittel aus dem Gehäuse selbst oder den Zuleitungen entweichen kann, wodurch die Gefahr besteht, daß sich das Werkzeug löst. Weiterhin beaufschlagen die Kugeln an drei Stellen punktförmig Flächen. Die Dreipunkt-Lagerung ist ungünstig, insbesondere wenn die Kugeln auf der Stößel-Fläche abzurollen bestrebt sind. Die Kugel kann sich aufgrund der hohen punktförmigen Belastung in die Kontaktflächen eingraben, was in diesen Rinnen erzeugt, die bereits nach kurzer Betriebsdauer dazu führen, daß die Organe klemmen und damit nicht zuverlässig arbeiten. Außerdem sind derartige Spannfutter nur für einen relativ begrenzten Toleranzbereich einsetzbar. Dieses ergibt sich daraus, daß bei der Übertragung der Bewegung des Stößels auf die Hülse mit der Kappe erhebliche Kräfte aufzubringen sind, die nur eine geringe Neigung der keilförmigen Kontaktflächen der Kugel an dem Widerlager und der Hülse mit der Kappe zulassen. Schließlich ist die Hülse mit der Kappe zwischen zwei zylindrischen Flächen des Gehäuses C geführt, was eine besonders hohe Präzision bei der Herstellung erfordert, wobei zusätzlich die zahlreichen Gleitflächen die Störanfälligkeit insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung erhöhen.

Bei einem umlaufenden Spannfutter mit axial feststehender Spannzange (FR-PS 13 82 561) ist die Verwendung eines Zuführungsringes für das Strömungsmittel bekannt, der annähernd das gesamte Spannfutter von außen übergreift und zwischen äußeren Stirnflanschen die Kräfte auf die innenliegenden Betätigungsorgane überträgt. Die Organe zum Verstellen der Spannzange bestehen aus einem konischen Teil, der innerhalb des Gehäuses des Grundkörpers geführt ist und an beiden Stirnseiten von feststehenden und miteinander verbundenen Teilen des Grundkörpers begrenzt ist. Die Betätigungsorgane sind vielfältig ineinander verschachtelt, so daß es schwierig ist, die zahlreichen Paßflächen gegen den Zutritt von Kühlmittel, Spänen od. dgl. ausreichend zu schützen. Bei unbeabsichtigten Stößen in axialer Richtung auf den äußeren Zuführungsring besteht die Gefahr, daß das Werkzeug oder das Werkstück innerhalb des Futters gelockert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umlaufendes Zangenspannfutter zu schaffen, das einen geringen konstruktiven Aufwand erfordert und dabei nicht störanfällig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem eingangs näher erläuterten Zangenspannfutter erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Federelemente im Bereich der sich gegenüberliegenden Stirnflächen des Grundkörpers und der Betätigungshülse angeordnet und derat wirksam sind, daß sie die Betätigungshülse in Richtung der Spannstellung der Spannzange vorspannen, und daß an dem freien Ende der Betätigungshülse und dem Grundkörper jeweils ein radialer Umfangsflansch vorgesehen ist, zwischen denen die Kolben-Zylinder- ₍ Einheit zum öffnen des Spannfutters jeweils unter Zwischenschaltung von Drucklagern drehfest angeordnet ist.

Ein derartiges Futter hat insofern einen feststehenden Zuführungsring, als das Strömungsmittel der Kolben-Zylinder-Einheit unmittelbar zugeführt werden kann. Hierdurch wird ein einfacher und kompakter Aufbau des Spannfutters bei gleichzeitiger Erhöhung der

Spannloleranzen erreicht. Unabhängig davon, in welcher Weise die Betätigungshülse die eigene axiale Verschiebung auf die Spannzange überträgt, weist sie in ihrem zentralen Bereich keinerlei Flansch oder ähnliche Verstärkung auf, sondern trägt in ihrem Mantel lediglich Bohrungen, die von der Stirnseite eingeführt sind und die Bolzen der Federelemente aufnehmen. Erst am freien Ende ist die Betätigungshülse mit einem Flansch vorgesehen, und der Grundkörper weist einen vergleichbaren Gegenflansch auf. Auf diese Weise ist zwischen den beiden Flanschen unmittelbar außerhalb der Hülse ein Raum geschaffen, in dem der Zuführungsring für das Strömungsmittel einschließlich der gesamten Kolben-Zylinder-Einheit untergebracht werden kann. Hierdurch ergibt sich eine optimale Ausnutzung der Kräfte. Unbeabsichtigte Stöße von außen auf das Futter bzw. den Zuführungsring beeinträchtigen nicht die Fixierung des Werkzeuges bzw. Werkstücks.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Zangenspannfutters,

Fig.2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie IH-111 in Fig. 1.

Das Spannfutter hat einen Grundkörper 1 mit einer durchgehenden Bohrung 2 zum Durchführen von Werkstücken, wobei die Bohrung 2 einen konischen Teil 3 aufweist, in dem eine durch Federn vorgespannte Spannzange bekannter Bauart angeordnet ist. Auf dem Grundkörper 1 ist axial verschiebbar eine Betätigungshülse 4 gelagert, in die zweckmäßigerweise sechs Schrauben 5 mit Köpfen 6 eingeschraubt sind. In Ausnehmungen 7 des Grundkörpers 1 sind Federn in Form von Federscheiben 8 eingesetzt, die jeweils zwischen dem Kopf 6 und dem Boden der Ausnehmung 7 über den Bolzen der Schraube 5 die Betätigungshülse 4 gegenüber dem Grundkörper 1 vorspannen, so daß Stirnflächen 9 und 10 des Grundkörpers 1 und der Betätigungshülse 4 gegeneinander gedrückt werden. Zwischen Stirnflächen 11 und 12 am Grundkörper 1 und Kopf 6 ist ein Spiel vorhanden, das die Axialbewegung der Betätigungshülse 4 gegenüber dem Grundkörper 1 beim Zusammendrücken der Federscheiben 8 gestattet. Die Betätigungshülse 4 trägt eine Endkappe 13, die die Spannzange im konischen Teil 3 festhält.

Die Endkappe 13 ist mit der Betätigungshülse 4 verschraubt. Der Grundkörper 1 ist mit Gewindestiften 14 zur Befestigung an der Spindel einer Drehbank od. dgl. versehen.

Am freien Ende der Betätigungshülse 4 und am Grundkörper 1 ist jeweils ein radialer Umfangsflansch vorgesehen, zwischen denen eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Öffnen des Spannfutters angeordnet ist, die aus einem Kolben 15 und einem Zylinder 16 besteht. Zwischen dem Kolben 15 und dem Zylinder 16 ist eine ringförmige Druckkammer 17 ausgebildet, der über eine Anschlußstelle 18 unter Druck stehendes Strömungsmittel zugeführt wird.

Zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit 15,16 und den gegenüberliegenden Teilen des Grundkörpers 1 und der Betätigungshülse 4 sind Kugellaufringe 19 und 20 angeordnet. Die Kugeln des Laufringes 19 laufen in einander gegenüberliegenden bogenförmigen Bahnen 21 und 22, die am Grundkörper 1 bzw. am Zylinder 16 angeordnet sind. Die Kugeln des Laufringes 20 laufen in einander gegenüberliegenden bogenförmigen Bahnen 23 und 24, die am Flansch der Betätigungshülse 4 bzw. am Kolben 15 ausgebildet sind. Diese Laufringe 19 und 20 dienen zur Übertragung der durch den Strömungsmitteldruck in der Kammer 17 aufgebauten Kraft zum Öffnen der Spannzange. Außerdem können so der Grundkörper 1 und die Betätigungshülse 4 frei innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit 15, 16 rotieren, ohne daß spezielle Lager, insbesondere zur Lagerung eines feststehenden Zuführungsringes für das Strömungsmittel, erforderlich wären. Die Lager 19, 21, 22 und 20, 23, 24 dienen als kombinierte Druck- und Lauflager.

Schwache Federn 25 drücken den Kolben 15 und den Zylinder 16 auseinander, um ein Rattern während des Betriebes zu verhindern, und der Zylinder 16 ist mit einem Stift 26 versehen, der mit einem feststehenden Teil der Drehbank zusammenwirkt, um ein Umlaufen der Kolben-Zylinder-Einheit 15, 16 zu verhindern. Für eine Sprühnebelschmierung der Laufringe 19 und 20 ist ein Anschlußstutzen 27 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentiinsprüche:

1. Durch Strömungsmitteldruck betäligbares Z,angenspannfutter mit einem einen hohlzylindrischen Ansatz aufweisenden Grurfdkörper, der mit einer konischen Bohrung zur Aufnahme einer Spannzange versehen ist, und einer auf dem Ansatz geführten und in axialer Richtung verstellbaren Hülse zürn Betätigen der Spannzange, wobei die Betätigungshülse durch Federelemente in eine Betriebsstellung und durch in einer Kolben-Zylinder-Einheit wirksamen Strömungsmitteldruck in eine andere Betriebsstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (5, 6, 8) im Bereich der sich gegenüberliegenden Stirnflächen (9, 10) des Grundkörpers (1) und der Betätigungshülse (4) angeordnet und derart wirksam sind, daß sie die Betätigungshülse (4 in Richtung der Spannstellung der Spannzange vorspannen, und daß am freien Ende der Betätigungshülse (4) und am Grundkörper (1) jeweils ein radialer Umfangsflansch vorgesehen ist, zwischen denen die Kolben-Zylinder-Einheit (15, 16) zum Öffnen des Spannfutters jeweils unter Zwischenschaltung von Drucklagern (19, 21, 22; 20, 23,24) drehfest angeordnet ist.

2. Zangenspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucklager (19, 21, 22; 20, 23, 24) als Axial- und Schrägkugellager mit in Laufringen (19; 20) angeordneten Kugeln ausgebildet sind.

3. Zangenspannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellaufbahnen (21,22; 23,24) unmittelbar an den Umfangsflanschen des Grundkörpers (1) und der Betätigungshülse (4) und den jeweils gegenüberliegenden Elementen der Kolben-Zylinder-Einheit (15,16) ausgebildet sind.