DE1602802A1

DE1602802A1 - Durch Druckmittel betaetigbares Spannfutter

Info

Publication number: DE1602802A1
Application number: DE19671602802
Authority: DE
Inventors: Karl Hiestand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-11-14
Filing date: 1967-05-10
Publication date: 1970-06-04
Also published as: GB1177156A; FR1533118A; DE1552331A1; CH453850A

Description

Pfullendorf .

Durch. Druckmittel
betätighares Spannfutter

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Spannfutter zum Aufspannen eines Werkstückes an Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, Teilapparate oder dgl., das aus mehreren in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten. Spannbacken ^;besteht, die über eine geneigt verlaufende Keilverzahnung oder dgl, mit einem vom Druckmittel beaufschlagbaren, unmittelbar in dem ]?utterkörper angeordneten Bauteil in Verbindung stehen, und betrifft eine zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Kraftspannfutters.

Bei den bisher bekanntgewordenen und vielfach verwendeten durch Druckmittel betätigten Spannfutter dieser Art sind die · Spannbacken über ein Gestänge mit einem am anderen Ende der Maschine in einem Druckzylinder eingesetzten Verschiebekolben verbunden, dessen Verstelibewegungen durch 'das Verbindungsgestänge auf die Spannbacken übertragen werden. Durch die bei einer Drehbank beispielsweise durch deren Hohlspindel hindurchzuführende Schubstange wird; somit bei diesen Ausführungen nicht nur der iceie Durchtrittsquerschnitt erheblich verkleinert,

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Unterlagen (Art. 7 §1 Abs.2 Nr. l Sau ₃ des Änderungen _VrA. a j·

sondern auch der Bau- und Montageaufwand ist erheblich, da der Druckzylinder räumlich getrennt von dem Spannfutter angeordnet ist und der Zusammenbau dieser aus vielen Einzelteilen zusammengesetzten Spannfutter mitunter große Schwierigkeiten bereitet. Außerdem ist zum Antrieb und zum Abbremsen des Putters sowie des Druckzylinders und des Verbindungsgestänges ein hohes Antriebs- und Bremsmoment erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein durch Druckmittel betätigbares Spannfutter zu schaffen, bei dem die Nachteile der vorbekannten Ausführung weitgehend vermieden werden, das aber dennoch einfach in seinem Aufbau ist und das bei einfacher Montage eine stets gute und rasche Aufspannung des zu bearbeitenden Werkstückes gewährleistet.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem durch Druckmittel betätigbaren Spannfutter, das aus mehreren in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Spannbacken, die über eine geneigt verlaufende Keilverzahnung oder dgl. mit einem vom Druckmittel beaufschlagbaren, unmittelbar in dem Futterkörper angeordneten Bauteil in Verbindung stehen, besteht, dadurch erreicht, daß das vom Druckmittel beaufschlagbare Bauteil als beidseitig beaufschlagbarer Doppelkolben ausgebildet ist und daß der Doppelkolben oder ein mit diesem fest verbundenes allen Backen gemeinsames ringförmiges Zwischenstück die für die Radialverschiebung der Spannbacken vorgesehene Keilverzahnung aufweist.

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Besonders zweckmäßig ist es. hierbei, den Doppelkölben als beidseitig beaufschlagbaren Ringkolben auszubilden und in einer vorzugsweise nach beiden Seiten durch Dichtscheiben oder dgl. druckdicht verschließbaren konzentrischen Ausnehmung des Futterkörpers einzusetzen.

Zur wechselseitigen Zuführung des Druckmittels zu einem der beiden Druckräume können in vorteilhafter Weise in den Futterkörper Druckmittel-Kanäle eingearbeitet sein, denen das Druckmittel über einem auf der Außenmantelfläche des Futters aufgesetzten Verteilerring, über'einen in- eine vorzugsweise radial gerichtete Ausnehmung des Futterkörpers einsetzbareh Koppelschlüssel oder über einen zentrisch angeordneten Verteiler oder dgl. zuführbar ist. Zweckmäßig ist es hierbei, in die Druckmittelkanäle zum selbsttätigen druckdichten Abschluß der Druckräume Rückschlagventile und/oder zu deren Entlüftung Entlüftungsventile oder dgl. einzusetzen.

TJm eine einwandfreie aentrische Führung für das aufzuspannende Werkstück bei geringer Flächenpressung zu schaffen, ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, die in den Doppelkolben oder dem mit diesem verbundenen Zwischenstück eingearbeitete Keilverzahnung als Doppelverzahnung auszubilden, derart, daß eines dieser Bauteile vorzugsweise das Zwischenstück mit radial gerichteten Kuten, Ausnehmungen oder dgl. versehen ist, in

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deren einander zugekehrten Seitenflächen die in Achsrichtung geneigte, mit der Verzahnung der Spannbacken oder Zwischen- ' backen zusammenwirkende Verzahnung eingearbeitet ist.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Spannfutter zeichnet sich gegenüber den bekannten Ausführungen durch einen einfachen konstruktiven Aufbau bei geringem Bauaufwand sowie niederen Herstellkosten und durch ein stets gutes Betriebsverhalten aus. Dadurch, daß nämlich der von dem Druckmittel beaufschlagbare Kolben in dem Futterkörper angeordnet ist, entfallen besondere Zugorgane zur Betätigung der Spannbacken. Die Verstellbewegung des Kolbens wird vielmehr unmittelbar auf diese übertragen, so daß die anzutreibenden und abzubremsenden Massen äußerst gering sind und keine Totwege auftreten können.

Außerdem wird durch die Anordnung des in vorteilhafter Weise als Ringkolben ausgebildeten Doppelkolbens, mit dem sowohl ein Werkstück gespannt als auch entspannt werden kann, in dem Putter der Durchtrittsquerschnitt der Hohlspindel der Arbeitsmaschine nicht beeinträchtigt. Stangenarbeiten können somit ohne weiteres bis zu dem lichten Durchmesser der Hohlspindel ausgeführt werden.

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Ferner gewährleistet die als Doppelverzalinung ausgebildete Keilverzahnung eine stets gute zentrische Führung und eine hohe Nachspanngenauigkeit, Auch ist die Flächenpressung an den aneinanderliegenden Seilen äußerst gering, da die an der Kraftübertragung "beteiligten Flächen groß bemessen werden können, so daß dadurch bedingte Betriebsstörungen vermieden werden. ■

Weitere Einzelheiten eines erfindungsgemäßen durch Druck'-mittel betätigbaren Spannfutters sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend näher erläutert wird, zu entnehmen.

Das in der Zeichnung im Schnitt dargestellte und mit 1 bezifferte Spannfutter, das auf einfache Weise auf die Hohlspindel einer Werkzeugmaschine,.beispielsweise einer Drehbank, aufgesetzt werden kann, besteht aus einem Futterkörper 2, in dem die Spannbacken 3 zum Festhalten.eines nicht dargestellten Werkstückes radial verschiebbar eingesetzt sind. Zur Verstellung der Spannbacken 3 dient ein Kolben 4, der in einer Ausnehmung 5 des Futterkörpers 2 axial verschiebbar angeordnet ist« Über ein Zwischenstück 10, das mit dem Kolben 4 fest verbunden ist, steht dieser mit den G-rundbacken 13 in Verbindung, an denen wiederum die Spannbacken 3 befestigt sind.

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Das Zwischenstück 10 ist, um die Axialverschiebung des Kolbens 4 auf die Spannbacken 3 übertragen zu können, an seinem freien Ende mit einer Keilverzahnung 12 versehen, die mit einer entsprechend ausgebildeten Keilverzahnung 14 der Grundbacken 13 zusammenwirkt. Die Verzahnung 12 ist hierbei beispielsweise derart angeordnet, daß in das Zwischenstück 10 radial gerichtete Ausnehmungen 11 eingearbeitet sind, in deren einander zugekehrten Seitenflächen die in Achsrichtung geneigte mit der Verzahnung 14 zusammenwirkende Verzahnung 12 eingefräst ist. Zur Befestigung der Spannbacken 3 an den durch die zusammenwirkenden Verzahnungen 12 und 14 radial in Ausnehmungen 40 des Futterkörpers 2 verschiebbaren G-rundbacken 13» die hierbei in Ansicht dargestellt sind, dienen die Schrauben 18, die in in Nuten 17 der G-rundbacken 13 geführten Befestigungsstücken 19 einschraubbar sind. Um eine grobe Einstellung der Spannbacken 3 in. Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Werkstück vornehmen zu können, sind diese und auch die Grundbacken 13 mit einander zugekehrten Spitzverzahnungen 15 bzw. 16 versehen.

Durch den in der Ausnehmung 5 des PutterkÖrpers 2 eingesetzten und als Ringkolben ausgebildeten Doppelkolben 4 werden zwei Druckräume 6 und 7 gebildet, denen wechselseitig Druckmittel zugeführt werden kann und die durch die Dichtscheiben 8 und 9 druckdicht abgeschlossen werden. Zur

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Zuführung des Druckmittels zu den Druckräumen 6 oder 7 ist ein auf der Außenmantelfläche des Futterkörpers 2 in eine Ausnehmung 39 einsetzbarer Schlüssel 20 vorgesehen, mittels dem das in der Leitung 32 zugeführte Druckmittel auf den jeweiligen Druckraum verteilt werden kann. Die Zuführung des Druckmittels zu dem Druckraum 6 erfolgt hierbei durch die Kanäle 21 und 22, während für die Zuführung zu dem Druckraum die Kanäle 25, 26 und 27 in dem Futterkörper 2 und die Ausnehmung 28 in dem Zwischenstück 10 dienen. In den Kanälen 21 und 25 sind Rückschlagventile eingesetzt, die jeweils aus den als Kugeln 23 bzw· 29 ausgebildeten Ventilkörpern und den Druckfedern 24 und 30, die sich an der Dichtscheibe 8 bzw. dem Yerschlußstopfen 31 abstützen, bestehen. Eine selbsttätige Entlüftung der Druckräume 6 und 7 ist, da durch die Federn 24 bzw. 30 die Ventilkörper 23 und 29 ständig gegen die Einlaßöffnung der Kanäle 21 bzw. 25 gepresst wird, nicht möglich.

Die Zuführung des Druckmittels zu den Druckräumen 6 und 7 kann auch, wire es in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellt ist, über einen auf der Außenmantelfläche des Futterkörpers 2 aufgesetzten Verteilerring 34 erfolgen, dem das Druckmittel über Leitungen 35 und 36 zuströmt, wobei eine der Leitungen 35 oder 36 als Zulaufleitung und die andere als Rücklaufleitung dienen kann. Über in den

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Futterkörper 2 eingearbeitete Kanäle 37 und 38 wird sodann das Druckmittel den Druckräumen 6 bzw. 7 zugeführt. Ferner ist des weiteren auch eine zentrische Druckmittelzuführung über die Bohrung 33 des Futterkörpers 2 möglich.

Soll mit dem beispielsweise auf einer Hohlspindel einer Drehbank aufgesetzten Spannfutter 1 ein Werkstück festgehalten werden, so ist mittels des in die Ausnehmung 39 einzusetzenden Schlüssels 20 einem der Druckräume 6 oder 7 über die entsprechenden Kanäle Druckmittel zuzuleiten, wobei die lieigungsrichtung der Keilverzahnungen 12 und 14 sowie die Art der Aufspannung zu berücksichtigen sind. Wird beispielsweise in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Druckmittel in den Druckraum 6 eingelassen und der Druckraum 7 über nicht gezeigte Entlüftungsventile, die ebenfalls mit dem Schlüssel zu betätigen sind, entlüftet, so wird durch die sich aufbauende Druckkraft der Kolben 4 nach rechts bis in die dargestellte Endlage verschoben. Bei diesem Verschiebevorgang werden die Grundbacken 3. die in der Verzahnung 12 des Zwischenstückes 10 geführt sind, durch die Keilverzahnung 12 radial nach innen geschoben, so daß mittels den mit diesen verbundenen Spannbacken 3 ein nicht dargestelltes Werkstück festgehalten wird. Da der beidseitig beaufschlagbare Kolben hierbei als Ringkolben ausgebildet ist, ist es möglich, in dem Futterkörper 2 eine zentrische Bohrung 33 vorzusehen,

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durch die zu bearbeitendes Stangenmaterial oder dgl. den Spannbacken 3 zuführbar ist. Nach einem Arbeitsvorgang ist der Schlüssel 20, der nach dem Aufspannen des Werkstückes abgenommen wurde, in einer veränderten Lage wiederum in die Ausnehmung 39 einzuführen, so daß nunmehr dem Druckraum 7 Druckmittel zugeführt und der Druckraum 6 entlüftet wird. Dadurch werden die Spannbacken 3 in ihre Ausgangslage zurückgeschoben und das Werkstück somit freigegeben.

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Claims

Patentansprüche :

1. Hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Spannfutter zum Aufspannen eines Werkstückes an Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, Teilapparate oder dgl., bestehend aus mehreren in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Spannbacken, die über eine geneigt verlaufende Keilverzahnung oder dgl. mit einem vom Druckmittel beaufschlagbaren, unmittelbar in dem Putterkörper angeordneten Bauteil in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Druckmittel beaufschlagbare Bauteil (4) als beidseitig beaufschlagbarer Doppelkolben ausgebildet ist und daß der Doppelkolben (4) oder ein mit diesem fest verbundenes allen Backen gemeinsames ringförmiges Zwischenstück (10) die für die Radialverschiebung der Spannbaeken (3 bzw. 13) vorgesehene Keilverzahnung (12) aufweist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelkolben (4) als beidseitig beaufschlagbarer Ringkolben ausgebildet und in einer vorzugsweise nach "beiden Seiten durch Dichtscheiben (8, 9) oder dgl» druckdicht verschließbaren konzentrischen Ausnehmung (5) des Futterkörpers (2) eingesetzt ist.

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3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur wechselseitigen Zuführung des Druckmittels in einem der beiden Druckräume (6 bzw. 7) in den Futterkörper (2) in an sich bekannter Weise Druckmittel-Kanäle (21, 22 bzw. 25, 26, 27) eingearbeitet sind, denen das Druckmittel über einen auf der Außenmantelfläche des Futters (2) aufgesetzten Verteilerring (34), über einen in eine vorzugsweise radial gerichtete Ausnehmung (59) des Futterkörpers (2) einsetzbaren Koppel schlüssel (20) oder über einen zentrisch angeordneten Verteiler oder dgl. zuführbar ist.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckmittelkanäle (21 bzw- 25) zum selbsttätigen druckdichten Abschluß der Druckräume (6 bzw. 7) Rückschlagventile (23 bzw. 29) und/oder zu deren Entlüftung Entlüftungsventile oder dgl. eingesetzt sind.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Doppelkolben (4) oder dem mit diesem verbundenen Zwischenstück (10) vorgesehene Keilverzahnung (12) als Doppelverzahnung ausgebildet ist, derart, daß eines dieser Bauteile, vorzugsweise das Zwischenstück (10) mit radial gerichteten Kuten, Aus-

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nehmungen (11) oder dgl. versehen ist, in deren einander zugekehrten Seitenflächen die in Achsrichtung geneigte, mit der Verzahnung (14) der Spannbacken (3) oder eines Zwischenbackens (13) zusammenwirkende Verzahnung (14) eingearbeitet ist,

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