DE1752226A1 - Kraftspannfutter - Google Patents

Description

• Kraftspannfutter Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftspannfutter mit in Ausnehmungen des Futterkörpers eingesetzten radial verschiebbaren, vorzugsweise auf Grundbacken angeordneten Sparmbacken zum Aufspannen eines Werkstückes an Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, Teilapparate oder dgl.. wobei die Grundbaaken oder die Spannbacken über eine geneigt verlaufende Keilverzahnung oder dgl. mit einem axial verschiebbar angeordneten als Zwischenstück.ausgebildeten Bauteil verbunden sind und wobei zur Axialverschiebung des Zwischenstückes in einer oder beiden Verschieberichtungen -=ittelbar in den Putterkörper In einer oder mehreren in diesen eingea:,r-beiteten Auenehmungen ein von Druckmittel, beispielsweise Druckluft oder Drucköl, vorzugsweise beidseitig beaufschlagbarer Kolben eingeaetzt ist, und betrifft Maßnahmen zur Verbesserung der Funktion derartiger Spannfutter.
• Kraftepannfutter der vorgenannten Art, die hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden, sind in verschiedenen AuLJ,4ührungen bereits bekannt und werden vielfach mit großem Erfolg zum Aufspannen von Werkstücken verwendet. Bei einer dieaer bekannten Spannfuttert.-t.-L"!!e&r-imgeil sind die Spann- und Grandbacken über ein Gestänge mit ijirLm am anderen Ende der Maochine in einein Druckzylinder eingesetzten Verschiebekolben verbunder, dessen Verstellbewegungen über ein Verbindungsgestänge auf die Backen übertragen wird. Durch die bei einer Drehbank beispielswelse durch deren Hohlspindel hindurchführende Schubstange wird somit bei diesen Ausführungen nicht nur der freie Durchtrittsquerschnitt erheblich verkleinert, sondern auch der Bau- und Montageaufwand ist groß, 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 Futters sowie des Druckzylinders und des Verbindungsge-stänges ein hohes Antriebs-und Bremamoment erforderlich.
• Des weiteren ist ein Kraftspannfutter bekannt, bei dem das vom Druckmittel beaufschlagbare Bauteil als beidseitig beaufschlagbarer Doppelkolben ausgebildet und unmittelbar in dem Putterkörper angeordnet ist, wobei der Doppelkolben oder ein mit diesem fest verbundenes Zwischenstück die für die Radialverschiebung der Spannbacken vorgesehene Keilverzahnung aufweist. Durch diese Ausführung eines Spannfutters, die sich bereits nach kurzer Einführungszeit durchgesetzt und außerordentlich gut bewährt hat, werden zwar die Nachteile der vorgenar,nten Bauart vermieden, mitunter können jedoch oftmals, insbesondere die für 1.01parungsarbeiten erforderlichen hohen Spannkräfte nicht aufgebracht werden, da bei Jen jeweiligen Ausführungen der Kolben In seinen Abmessungen festliegt und der Bauraum für eine notwendige Vergrößerting der vom Druckmittel beaufschlagten Kolbenfläche nicht vorhanden ist. Durch ein hochgeapnnntes Druckmittel könnten zwar höhere Spannkräfte erzielt werden, derart hochgespannte Druckluft oder hochgespanntes Drucköl steht jedoch Im Bereich der Arbeitsmaschinen nicht zur Verfügung. Auch wären in diesem Fall Beschädigungen unvermeidlich, da die einzelnen Bauteile des Futters nicht entsprechend den erhöhten Belastungen ausgelegt sind; außerdem wäre der Bauaufwand erheblich. Eine Anpassung an geforderte unterschiedliche Spannkräfte ist somit mit den bekannten Putterausführungen nicht möglich.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kraftspannfutter der vorgenannten Art zu schaffen, das nahezu auf jeder Werkzeugmaschine zum Aufspannen von Werkstücken verwendet werden kann und mittels dem insbesondere auch sehr hohe Spannkräfte unabhängie, von dem zur Verfügung stehenden Druckmittel erzeugt werden können, wobei bei freiem Spindeldurchgang außerdem ein einfacher Aufbau und damit eine wirtschaftliche Herstellung gegeben sind.
• Gemäß der Erfinduig wird dies bei einem durch Druckmittel betätigbaren Kraftspannfutter der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Futterkörper des Spannfutters in zwei einander zugeordnete selbstetändige Bauteile unterteilt ist, die unmittelbar oder über eines oder mehrere z.B. als Plansch ausgebildete Zwischenglieder oder dgl. miteinander verbunden sind, und daß eines dieser Bauteile zur Aufnahme der Grund-und/oder Spannbacken vnd das andere Bauteil als Druckzylinder zur Aufnahme des mit den Backen über das Zwischenstück in Acherichtun,- verbundenen Kolbens ausgebildet ist.
• C Zur Anpassung des Spannfutters an unterschiedliche Spannkräfte ist es insbesondere vorteilhaft, das den Kolben aufnehmende Bauteil derart auszubilden und mittels eines oder mehrerer Zwischenstücke derart mit dem anderen Bauteil zu verbinden, daß die einzelnen Bauteile untereinander austauschbar sind. Auch können zweckmäßigerweise die den Kolben aufnehmenden Bauteile des Spannfutters eine Baureihe mit jeweils im Durchmesserbereich des Kolbens unterschiedlichen Bemessungen bilden.
• Des weiteren ist hierbei vorgesehen, daß eines oder beide Bauteile des Spannfutters gemeinsam bzw. getrennt Einrichtungen zur Zuführung des Druckmittele, beispielsweise einen auf dem den Kolben aufnehmenden Bauteil aufgesetzten Sehwebering und vorzugsweise in den die Backen tragenden Bauteil eingesetzte Steuervorrichtungen zur Steuerung des Druckmitteldurchtrittes zu einem der Druckräume des Kolbens in Form von ein-oder beidseitig beaufschlagbaren Ventilen aufweisen.
• Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes hydraulisch oder pneumatisch betdtigbares Spannfutter zeic'met sich gegenüber den bekannten Ausführungen nicht nur durch einen einfachen konstruktiven Aufbau bei geringem Bauaufwand sowie niederen Herstellkost.#"n aus, sondern durch die Unterteilung des Putterkörpers in zwei selbstständige Bauteile wird es vor allem ermöglicht, die aufzubringende Spannkraft an die jeweiligen Gegebenheiten ohne Schwierigkeiten anzupassen. Dadurch, daß nämlich die über ein oder mehrere Zwischenglieder miteinander verbundenen Bauteile des Spannfutters gegenseitig ausgetauscht werden können, ist es erforderlichenfalls möglich, das den vom Druckmittel beaufschlagbaren Kolben aufnehmende Bauteil auszuwechseln und dafür ein Bauteil mit einem im Durchmesser größeren Kolben zu verwenden, so daß bei gleichem Druck des zur Verfügung stehenden Druckmittels die Einspann räfte erheblich gesteigert oder auch zum Aufspannen von leicht zu beschädigenden Werkstücken gesenkt werden können.
• Des weiteren ist es auf diese Weise möglich, gegebenenfalls beschädigte Teile in sehr kurzer Zeit auszuwechseln, ohne daß Störungen im Betriebsfluß hervorgerufen werden. Auch kann das gleiche Spannfutter für verschiedenartige Aroeitsmaschinen mit unterschiedlichen Aufnahmen verwendet werden, da durch Auswechseln des als 2ylinder ausgebildeten Bauteile eine Anpassung an die Maschinenart gegeben ist. Die Lagerhaltung wird dadurch verringert und die birtschaftlichkeit des erfindungegemäß ausgebildeten Kraftspannfutters erheblich gesteigert.
• Weitere Einzelheiten des t#emäß der Erfindung ausgebilJeten Kraftspannfutters sind üec,. in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen besebrieben ist, zu entnehmen, Das in der Zeichnung im Axialschnitt gezeigte und mit dem Bezugszeichen 1 versehene Kraftspannfutter, das auf einfache Weise auf die Hohlapindel einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Drehbank, aufgesetzt werden kann, besteht aus einem aus den Bauteilen 1 und II geb ildeten Putterkörper 2, in den die Spannbacken 5 zum Festhalten eines nicht.dargestellten Werkstückes radial verschiebbar eingesetzt sind.
• In der das Kraftspannfutter 1 aufnehmenden Werkzeugmaschine abgekehrten Stirnseite sind hierbei in das Bauteil I mehrere vorzugsweise radial gerichtete Auenehmungen 3 eingearbeitet, In denen radial verschiebbare Grundbacken 4 eingesetzt sind. Die Grundbacken 4 stehen über Spitzverzahnungen 6 und 7, mittels denen eine Grobeinstellung vorgenommen werden kann, mit den Spannbacken 5 des Futters 1 in formachlüssiger Verbindung. Um eine Radialverstellung der Grundbacken 4 und der mit diesen verbundenen Spannbacken 5 und somit ein AufLapemnen oder Lösen des nicht gezeigten Werkstückes zu ermöglichen, Ist ein mit einer in Acherichtung geneigten Keilverzahnung 13 ausgestattetes Zwischenstück 12, das In einer Ausnehmung 16 des Bauteile I geführt ist, vorgesehen, dessen Keilverzahhung 13 in eine in den Grundbacken 4 eingearbeitete Gegenverzahnung 14 eine:reift. Bei einer Axialverschiebung des Zwisohen,-;tückes 12 werden somit die Grundbacken 4 naäh Innen oder außen verschoben, ao daß das Werkstück 3e nach Aufspannart und Bewegungsrichtung durch die Spannbacken 5 feetgeklemmt oder freigegeben wird. Zur Axialverschiebung des Zwischenstückes 12 dient ein In eine Ausnehmung 8 des Bauteile II des Putterkörpers 2 eingesetzter und mit diesem verbundener Kolben 9, durch den die beiden durch Dichtungen 20 abgedichteten Druckräume 10 und 11 gebildet werden, wobei in dem Zwischenstück 12 eine Auenehmung 15 eingearbeitet ist, um den Eintritt des Druckmittels in den gesamten Druckraum 11 zu ermöglichen. Den Druckräumen 10 und 11 kann von der Leitung 23 mittels eines Mehrwegeventils 22 über einen auf das Bauteil I aufgesetzten Schwebering 21 und ein in eine Ausnehmung 34 des Bauteile II eingesetztes Ventil 35 wechselweise Druckmittel zugeführt werden, so daß eine Verschiebung der Spannbacken 5 radial nach innen oder außen möglich ist.
• Um eine Anpassung der erforderlichen Spanrikräfte unabhängig von dem zur Verfügung stehenden Druckmittel auf. einfache Weise vornehmen vi können" ist, wie es bereit3 erwähnt wurde, der Futterkörper 2 des Spannfutters 1 aus den beiden einander zugeordneten Bauteilen 1 und II gebildet. Die Bauteile I und II, wobei das Bauteil I die Grund- und Spannbacken 4 bzw. 5 und die mit diesen verbundenen Teile aufnimmt" während das Bauteil II als Druckzylinder wirkt, sind hierbei durch ein Zwischenglied 17 miteinander verbunden, das mittels Schrauben 18 mit dem Bauteil I und mittels Schrauben 19 mit dem Bauteil II fest verschraubt ist. Auf diese Weise ist en somit möglich, dem.Bauteil I einen anderen Druckzylinder oder dem Bauteil II ein mit anderen Backen versehenes Bauteil II zuzuordnen, so daß nicht nur eine Anpassung an untersohiedliche Werkzeugmaschinen und Werkstücket, sondern vor allem auch eine Veränderung der Aufspann raft unabhängig von dem zur Verfügung stehenden Druckmittel möglich ist.
• Zur DruckmittelzufUhrung und zu dessen Steuerung ist außer dem auf der Außenmantelfläche des Bauteile I angeordneten ortsfesten Schwebering 21, der zur Verminderung der Reibung ausschließlich über die durch die in das Bauteil II eingearbeitete Ring-nut 32 eingreifenden Abstandshalter 33 gehalten wird und die Leitungen 24 und 25 mit dem an die Druekleitung 23 angeschlossenen Mehrwegeventil 22 verbunden ist, das Ventil 35 vorgesehen. Das in die Auenehmung 34 des Bauteile II, die durch einen Stopfen 40 verschließbar ist" eingesetzte Ventil 35 besteht hierbei aus einem.do.I)pel-T-förmig ausgebildeten Kolben 36, dessen Stirnflächen 45 und 46 von dem über die Druokleitungen 52 und 53 zufUhrbaren Druckmittel beaufschlagbar sind. Außerdem sind in den Kolben 36 beiderseits von dessen Mitteleteg 37 je ein mit Druckmittelkanälen.43 bzw. 44 versehener Steuerkolben 38 bzw. 39 eingesetzt, die durch das auf deren Stirnflächen 47 oder 48 bzw. 49 oder 50 einwirkende Druckmittel verschoben werden, so daß die zu den Druckräumen 10 und 11 fUhrenden Leitungen 54 und 55, indem die in den Kolben 36 eingearbeiteten Kanäle 41 oder 42, die durch Dich- tungen 51 gegeneinander abgedichtet sind., durch die Steuerkolben 38 bzw. 39 geöffnet oder geschlossen werden. Soll bei dem in der Zeichnung dargestellten Kraftspannfutter 1 einem der Druckräupie 10 oder 11 Druckmittel zugeführt werden, beispielsweise um mittels der Spannbacken 5 ein nicht dargestelltes Werkstück featzuspannen, so ist über das Mehrwegeventil 22 Druckmittel aus der Druckleitung 23 entweder in die Druckleitung 24 oder in die uruckleitung 25 zu leiten. Sobald das Druckmittel in eine der Ausnehmungen 26 oder 27 des Schweberinges 21 einetrömt, wird die Dichtung 28 bzw.
• 29, da die Durchtrittsöffnungen 30 bzw. 31 als Drosseln ausgebildet sind, mit den vier Dichtungslippen fest gegen die Außenmantelfläche des Bauteils II und den Ring 21 gepreast, so daß der Spalt zwischen diesen Teilen völlig abgedichtet ist. Über die in den Bauteil II eingearbeiteten Leitungen 52 oder 53 kann sodann das Druckmittel dem Ventil 35 zuströmen, um eine der Stirnflächen 45 oder 46 des Ventilkolbens 36 zu beaufschlagen.
• Strömt beispielsweise dem Ventilkolben 36 Druckmittel über die Druckmittelleitung 52 zu, so wird der Kolben 36 und der in diesen eingesetzte Steuerköllben 39 nach linke verschoben, so daß das Druckmittel über die Druckmittelkanäle 44 des Steuerkolbens 30, und den Kanal 42\des Kolbens 36 In die leitung 54 austreten kann, um über diese in den j-,ruckraixm 10 zur Beaufschlagung des Kolbens 9 zu gelangen. Bei diesem Bewegungsvorgang wird durch den Steuerkolben 38, da er die gezeigte Lage w-IIrend der 'Ventilkolben 3G5 ver- schoben wird, der Druckraum 11 über die Lritung 55" den Kanal 41 des Kolbens 36 sowie die Kanäle 45 des Steuerkolbens 38 mit der Leitung 53 verbunden. Das In dem biruckraum 11 vorhandene Druckmittel kann somit ungehindert, da die J)ichtung 29 von dem Bauteil I abgehoben ist.'durch den zwischen diesem und dem Schwebering 21 vorbandenen Spalt ausströmen, so daß der Kolben 9 durch den sich in dem Druckraum 10 aufbauenden Druck nach rechts und die Spannbacken 5 entsprechend verschoben werden. Bei Verwendung von Öl als Druckmittel kann es unter Umständen zweokmäßig sein, an das Mehrwegeventil 22 eine gesonderte Rückführungsleitung anzuschließen, über die das Oruckmittel in den Ölaumpf abgeleitet werden kann.

Claims (1)

1. a n t a n s p r ü c h e eingesetzten, rad.Lal verschiebbaren, vorzugsweise auf Grundbacken angeordneten Spannbacken zum Aufspannen eines Werkstückes an Werkzeugmaschinen, insbesondere für Dreh±asohinen, Teilapparate oder dgl., wobei die Grundbacken oder die Spannbacken Über eine geneigt verlaufende Keilverzahnung oder dgl. mit einem azial verschiebbar angeordneten als Zwischenstück ausgebildeten Bauteil verbunden. sind und wobei zur Axialverschlebung den Zwischenstückes in einer oder beiden Verschieberichtungen un ittelbar in den Putterkörper in einer oder mehreren in diesen eingearbeiteten Auenehmungen ein von Druckmittel, beispielsweise Druckluft oder Druckö 1, vorzugsweise beidseitig beautschlagbarer Kolben eingesetzt Ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Putterkbi.-per (2) des Spazmfuttero (1) in zwei einander zugeordnete selbstständige Bauteile (I, II) unterteilt die unmittelbaroder über eines oder mehrerei z.B. als Flansch ausgebildete Zwischenglieder (17) oder dgl. miteinander verbunden sind, und daß eines dieser Bauteile (I) zur Aufnahme der Grund- und/oder Spannbacken (4 bzw. 5) und das andere Bauteil (II) als Druckzylinder zur Aufnahme des mit den Backen (4 bzw. 5) über das Zwischenstück (12) in Achs- richtung verbundenen Kolbens (9) ausgebildet ist. 2.# V)p#--4rmfu.tter naob zur Anpassung de2 Spannfutters (1) a"i Spannkräfte das den Kolben (9) aufnelupende Bauteil (II) derart ausgebildet und mittels eines oder mehreren Zwischengliedern (17) mit dem anderen Bauteil (I) derart verbunden ist, daß die einzelnen Bauteile (I bzw. !I) untereinander austauschbar sind. 3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (c1) aufnehmenden Baute-i le (II) des Spannfutters (1) eine Daureihe mit jewells im Durchmesserbereich des Kolbens (9) unterschiedlichen Abmessungen bilden. 4, Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide Bauteile (I, II) des Spannfutters (1) gemeinsam bzw. getrennt mit Einrichtungen (21, 35) zur Zuführung des Druckmittels, beispielsweise mit einem auf dem den Kolben (9) aufnehmenden Bauteil (II) aufgesetzten Schwebering (21) und vorzugsweise mit in den die Backen (4 bzw. 5) tragenderi Bauteil (I) eingesetzten Steuervorrichtungen (35) zur Steuerung des -uruckr;;itteldurchtrittes zu einem der Druckräume (10, 11) des Kolbens (9) in Form von ein- oder beidseitig beaufschlagbaren Ventilen versehen sind.