DE1934933B2

DE1934933B2 - Two-jaw chuck

Info

Publication number: DE1934933B2
Application number: DE19691934933
Authority: DE
Inventors: Valentin Zuerich Toena (Schweiz)
Original assignee: REISHAUER AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Current assignee: REISHAUER AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1969-07-10
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE1934933A1; GB1214959A; CH494078A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweibacken-Spannfutter, bei welchem die Spannbacken in eine gemeinsame Keilplatte eingreifen und mittels einer Gewindespindel gegenläufig bewegbar sind.The invention relates to a two-jaw chuck, in which the clamping jaws engage in a common wedge plate and by means of a threaded spindle are movable in opposite directions.

Es sind Zweibacken-Spannfutter bekannt, z. B. nach US PS 26 12 378 und US-PS 29 54 983, bei welchen die Spannbackenbewegung durch die Verschiebung eines im Spannfutter koaxial angeordneten Axialkolbens, dessen Keilelemente mit entsprechenden Keilelementen an den Spannbacken in Wirkverbindung stehen, betätigt wird. Da der Axialkolben eine gewisse Führungslänge erfordert, ist ein solches Spannfutter verhältnis- mäßig breit. Außerdem ist die Large des Eingriffes zwischen den Keilelementen für die Bewegungs- und Kraftübertragung je nach der Stellung des Axialkolbens bzw. der Größe des Spanndurchmessers veränderlich, d. h, sie schwankt zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert. In der einen Endstellung ergeben sich die günstigsten, in der andern die ungünstigsten Verhältnisse in bezug auf die Flächenpressungen. Bei geringen Eingriffslängen müssen oft zu große Flächenpressungen in Kauf genommen werden. Um diesen Mangel zu beseitigen, müßte man das Spannfutter extrem breit ausführen. Dies würde den Forderungen des Werkzeugmaschinenbaues hinsichtlich Steifigkeit, bzw. einer möglichst geringen Ausladung der Einspannstelle des Spannfutters in bezug auf die Arbeitsspindelnase und der Lagerung der Arbeitsspindel, entgegenlaufen. Im weiteren sind solche Spannfutter im allgemeinen für Kraftbetätigung vorgesehen, d. h, der Axialkolben des Spannfutters ist mit einer durch die Arbeitsspindel der Maschine führenden Betätigungsstange mit einem am so hinteren Ende der Arbeitsspindel aufgesetztem Kraftaggregat verbunden. Infolge der durch die Arbeitsspindel der Maschine führenden Betätigungsstange ist der Anbau eines solchen Spannfutters nur an Maschinen, die ein;, entsprechend groß; Hohlwelle als Arbeitsspindel aufweisen, also nur an größeren Maschinen möglich.Two-jaw chucks are known, e.g. B. after US PS 26 12 378 and US-PS 29 54 983, in which the jaw movement by the displacement of a Axial piston arranged coaxially in the chuck, the wedge elements of which are in operative connection with corresponding wedge elements on the clamping jaws, is actuated. Since the axial piston requires a certain guide length, such a chuck is relatively moderately broad. In addition, the size of the engagement between the wedge elements for the movement and Power transmission variable depending on the position of the axial piston or the size of the clamping diameter, d. h, it fluctuates between a maximum and a minimum value. In one end position there are the most favorable, in the other the most unfavorable conditions with regard to the surface pressures. In the case of short engagement lengths, surface pressures that are too great often have to be accepted. To this one To eliminate deficiency, one would have to make the chuck extremely wide. This would meet the demands of Machine tool construction in terms of rigidity or the smallest possible overhang of the clamping point of the chuck with respect to the work spindle nose and the bearing of the work spindle. Furthermore, such chucks are generally intended for power actuation, i. h, the axial piston of the Chuck is with an operating rod leading through the work spindle of the machine with an am so rear end of the work spindle attached power unit connected. As a result of the operating rod leading through the work spindle of the machine, the Attachment of such a chuck only to machines that have a;, correspondingly large; Have hollow shaft as work spindle, so only possible on larger machines.

Ferner ist aus der CH-PS 82 468 ein Handspannfutter bekannt, bei welchem die Spannbacken mit Kulissensteinen ausgerüstet sind, die in geschliffenen Kur- &> venbahnen gleiten, wobei die letzteren an der Stirnseite einer zur Spannfutterachse konzentrischen Antriebsscheibe angeordnet sind. Die Herstellung dieser Nuten in der erforderlichen Genauigkeit ist, besonders bei kleinen Spannfutter-Baugrößen, mit sehr hohen Kosten verbunden.Furthermore, from CH-PS 82 468 a manual chuck is known in which the clamping jaws are equipped with sliding blocks, which are grounded in Kur- &> Ven tracks slide, the latter being arranged on the end face of a drive pulley which is concentric to the chuck axis. The manufacture of these grooves in the required accuracy, especially with small chuck sizes, with very high costs tied together.

Es sind auch Dreibacken-Spannfutter bekannt, z. B. nach CH-PS 1 07 673 und DT-PS 4 26 554. bei welchenThree-jaw chucks are also known, e.g. B. according to CH-PS 1 07 673 and DT-PS 4 26 554. in which der Antrieb eines Spannbackens des Spannfutters von einer Gewindespindel aus über eine in einer Querebene zur Spannfutterachse verschiebbare Schrägzahnstange, die mit dem Spannbacken im Eingriff steht, erfolgt Für die Verschiebung der weiteren in der gleichen Querebene angeordneten Schrägzahnstangen bzw. der mit ihnen im Eingriff stehenden Spannbacken, ist als Zwischenglied ein Zahnrad notwendig, welches mit einer zweiten Verzahnung an den Schrägzahnstangen im Eingriff sieht. Teilungs- und andere Verzahnungsfehler an diesem Zahnrad und an den mit ihm im Eingriff stehenden Zahnstangen sowie Abplattungen infolge der Linienberührung der Zahnflanken von Zahnstangen und Zahnrad Ijeeinflussen die radiale Lage der einzelnen Spannbacken und vermindern dadurch die Rundlaufgenauigkeiit des eingespannten Werkstückes. Der E-influß der obenerwähnten Verzahnungsfehler wird noch zusätzlich darch die verhältnismäßig geringe Steifigkeit des Zahneingriffes zwischen Zahnrad und den Zahnstangen verstärkt, weil die Zähne, je nach den Ab weichungen der Zahnprofile von ihrer Sollform, ver schieden start; durchgebogen werden. Eine Vergröße rung der Steifigkeit des Zahneingriffes durch Verwen dung eines größeren Zahnmoduls ist nicht möglich, da ohnehin der für jede Spannfuttergrößt größtmöglich ste Modul verwendet wird. Diese Art des Spannbakkenantriebes könnte ohne weiteres auf ein Zweibakken-Spannfutter angewendet werden, die vorerwähnten nachteiligen Einflüsse wären aber damit nicht beho ben. Ein solches Zweibacken-Spannfutter ist, infolge der vielen verzahnten Teile, in der Herstellung teuer.the drive of a clamping jaw of the chuck from a threaded spindle via a helical rack which is displaceable in a transverse plane to the chuck axis and which is in engagement with the clamping jaw. a gearwheel is required as an intermediate link, which meshes with a second toothing on the helical racks. Pitch and other toothing errors on this gear and on the racks in engagement with it, as well as flattening as a result of the line contact of the tooth flanks of the racks and gear Ije affect the radial position of the individual clamping jaws and thereby reduce the concentricity of the clamped workpiece. The E-influß of the above-mentioned toothing errors is additionally darch the relatively low rigidity of the tooth engagement between the gear and the racks reinforced because the teeth, depending on the deviations from the tooth profiles from their target shape, start differently; be bent. It is not possible to increase the rigidity of the tooth engagement by using a larger tooth module, since the largest possible module is used anyway for each chuck. This type of clamping jaw drive could easily be applied to a two-jaw chuck, but the aforementioned disadvantageous influences would not be beho ben. Such a two-jaw chuck is expensive to manufacture because of the many toothed parts.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Zweibacken-Spannfutters, welches die vorerwähnten Nach teile nicht aufweist, d. h, welches eine möglichst geringe Anzahl von einfach herzustellenden Bauteilen, eine möglichst geringe Breite und eine über den ganzen Spannbereich des Spannfutters konstante Eingriffslänge bzw. Eingriffsfläche zwischen den Keilelementen für die Bewegungs- bzw. Kraftübertragung besitzt, und bei welchem für den Wechsel von Außen- auf Innenspan nung, außer dem Austausch von dazu geeigneten Aufsatzbacken, nur ein Drehsinnwechsel an der Gewindespindel erforderlich isLThe object of the invention is to create a two-jaw chuck which the aforementioned after does not have parts, d. h, which has the lowest possible number of easy-to-manufacture components, a The smallest possible width and an engagement length or engagement surface between the wedge elements that is constant over the entire clamping range of the chuck the movement or power transmission possesses, and at which for the change from external to internal chip In addition to exchanging suitable top jaws, only a change in the direction of rotation on the threaded spindle is required

Die Aufgabe wird erfindungsgeniäß dadurch gelöst, daß die Keilplatte quer zur Drehachse des Spannfutters beweglich ist und daß in an sich bekannter Weise die Keilplatte und die Spannbacken einander entsprechende, flächenförmig aneinander anliegende Keile bzw. Keilnuten aufweisen, welche unter einem spitzen Winkel zur Gewindespindel und quer zur Drehachse des Spannfutters verlaufen.The object is achieved according to the invention in that that the wedge plate is movable transversely to the axis of rotation of the chuck and that in a known manner the Wedge plate and the clamping jaws, wedges or wedges or Have keyways which are at an acute angle to the threaded spindle and transverse to the axis of rotation of the Chuck run.

Durch diese Ausbildung wird eine äußerst kompakte Bauart erzielt Ferner ist durch eine stets gleichbleibende, der Backenbreite entsprechende, maximale Überdeckung der Keilelemente, welche für die Übertragung von Bewegung und Kraft auf die Spannbacken dienen, im gesamten Spannbereich ein Größtmaß an Verschleißfestigkeit. Genauigkeit und Betriebssicherheit gewährleistetAn extremely compact design is achieved by this design of movement and force on the clamping jaws, a maximum of wear resistance in the entire clamping range. Accuracy and operational reliability guaranteed

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform de» Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an example embodiment of the subject of the invention is shown, and although shows

F i g. 1 einen Horizontalschnitt nach der Linie I-I der F ig. 3,F i g. 1 shows a horizontal section along the line I-I of Fig. 3,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie U-II der F i g. 1 undF i g. 2 shows a vertical section along the line U-II in FIG. 1 and

F i g. 3 einen zum Schnitt gemäß F i g. 2 senkrecht verlaufenden Vertikaischnitt nach der Linie UI-III derF i g. 3 shows a section according to FIG. 2 vertical vertical section along the line UI-III of the

L)as dargestellte Zweibacken-Spannfutter weist einen Futterkörper 1 von im wesentlichen zylindrischer Grundform auf. In diesem sind zwei Grundbacken 2 bzw. 3 in Führungsnuten 4, 5 verschieboar geführt. An ihren einander zugekehrten Enden überlappen sich die Grundbacken in der aas F i g.2 ersichtlichen Weise, so daß das Eindringen von Schmutz in das Spannfutter vermieden werden kann. Nötigenfalls könnte zusätzlich eine Dichtung vorgesehen sein. Beide Grundbacken 2,3 weisen je eine Aufnahmenut 6 für nicht dargestellte Aufsatzbacken auf. die entsprechend den verschiedenen Spanndurchmesser-Bereichen dimensioniert sind.L) as shown two-jaw chuck has a chuck body 1 of substantially cylindrical basic shape. There are two base jaws 2 or 3 guided in guide grooves 4, 5 movable. At their ends facing each other, the base jaws overlap in the manner shown in FIG. 2, see above that the ingress of dirt into the chuck can be avoided. If necessary, could additionally a seal may be provided. Both base jaws 2,3 each have a receiving groove 6 for top jaws, not shown. which according to the different Clamping diameter ranges are dimensioned.

Auf der den Aufnahmenuten 6 entgegengesetzten Seite der Grundbacken 2. 3 sind entgegengesetzt geneigte Keilnuten 7. 8 vorgesehen, in welche entsprechend geformte Keile 9, 10 einer im Futterkörper 1 verstellbaren Keilplatte 11 eintreten. Zur Verschiebung der Keilplatte 11 dient eine Gewindespindel 12, die drehbar, aber unverschiebbar im Futterkörper 1 gelagert ist. Sie kann mit einem Schlüssel von Hand oder durch ein kuppelbares mechanisches Antriebselement, z. B. durch einen Elektromotor, Hydromotor, Pneumotor usw., in Drehung versetzt werden. Beim dargestellten Beispiel ist der Spindelkopf 15 mit einem Innenvierkant versehen. Es können aber auch irgendwelche andere Mitnahmemittel vorgesehen sein, welche dem zur Verwendung gelangenden Antriebselement angepaßt sind. Die Gewindespindel ist in einer aufgeschlitzten Abstützplatte 13 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert, indem diese Abstützplatte 13 ein Halsstück der Gewindespindel übergreift Die Abstützplatte 13 selbst ist in eine quer zur Spindelachse im Futterkörper 1 angebrachte Nut J4 auswechselbar eingesetzt Diese Ausbildung der Abstützplatte als Steckelernent gewährleistet eine einfache Handhabung bei der Montage und Demontage des Spannfutters.On the side of the base jaws 2, 3 opposite the receiving grooves 6, there are oppositely inclined Keyways 7, 8 are provided, in which correspondingly shaped keys 9, 10 are inserted in a chuck body 1 adjustable wedge plate 11 enter. To postpone the wedge plate 11 is served by a threaded spindle 12 which is rotatably but immovably mounted in the chuck body 1 is. It can be operated by hand with a key or by a mechanical drive element that can be coupled, z. B. by an electric motor, hydraulic motor, pneumatic motor, etc., are set in rotation. When shown For example, the spindle head 15 is provided with a square socket. But any other can also Driving means can be provided which are adapted to the drive element being used are. The threaded spindle can be rotated in a slotted support plate 13, but cannot be displaced axially, in that this support plate 13 overlaps a neck piece of the threaded spindle. The support plate 13 itself is inserted interchangeably in a groove J4 made transversely to the spindle axis in the chuck body 1. This training the support plate as a plug element ensures easy handling during assembly and Disassembly of the chuck.

Der Spindelkopf 15 ist an seinem Umfang mit einer Rille versehen, in welcher eine Dichtung 16 gehalten ist, welche das Eindringen von Schmutz in den Futterkörper verhindert Eine Verschlußplatte 17, die durch nicht dargestellte Mittel lösbar am Futterkörper 1 befestigt ist, deckt die erwähnten Teile 11,12,13 nach außen ab.The spindle head 15 is provided on its circumference with a groove in which a seal 16 is held, which prevents the penetration of dirt into the chuck body A closure plate 17, which by not Means shown is releasably attached to the chuck body 1, covers the mentioned parts 11,12,13 to the outside.

Durch Drehen der Gewindespindel 12 wird die Keilplatte 11 verschoben. Durch die auf ihr angeordneten, entgegengesetzt geneigten Keile 9, 10, die in einem spitzen Winkel zur Spindelachse verlaufen, werden die Grundbacken 2,3 in bezug auf die Achse des Spannfutters symmetrich verschoben, so daß die Aufnahmenuten für die nicht dargestellten Aufsatzbacken bzw. diese Aufsatzbarken selbst immer genau symmetrische Bewegungen hinsichtlich der erwähnten Spannfutter-Achse ausführen. Es ist somit in jeder Stellung ein mittiges Spannen der Werkstücke gewährleistet.By turning the threaded spindle 12, the wedge plate 11 postponed. By arranged on it, oppositely inclined wedges 9, 10, which in one run at an acute angle to the spindle axis, the base jaws 2.3 with respect to the axis of the chuck shifted symmetrically, so that the grooves for the top jaws, not shown, or these Attachable barges themselves always have precisely symmetrical movements with regard to the aforementioned chuck axis carry out. Central clamping of the workpieces is thus guaranteed in every position.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Zweibacken-Spannfutter, bei welchem die Bakken in eine gemeinsame Keilplatte eingreifen und mittels einer Gewindespindel gegenläufig bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilplatte (11) quer zur Drehachse des Spannfutters beweglich ist und daß in an sich bekannter Weise die Keilplatte und die Backen (2; 3) einander entsprechende, flächenförmig aneinander anliegende Keile (9:10) bzw. Keilnuten (7; 8) aufweisen, weiche unter einem spitzen Winkel zur Gewindespindel (12) und quer zur Drehachse des Futters verlaufen.Two-jaw chuck in which the jaws engage in a common wedge plate and are movable in opposite directions by means of a threaded spindle, characterized in that the Wedge plate (11) transverse to the axis of rotation of the chuck is movable and that, in a manner known per se, the wedge plate and the jaws (2; 3) lie flat against one another, corresponding to one another Have wedges (9:10) or keyways (7; 8), soft run at an acute angle to the threaded spindle (12) and transversely to the axis of rotation of the chuck.