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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Zangenfutter mit einstellbarer Spannkrafterhöhung, die
die Spannkraft des Zangenfutters erhöhen kann und eine Einstellung
der Spannkrafterhöhung
gestattet.
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Stand der
Technik
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Zangenfutter
wird oft für
Bearbeitungsmaschinen, wie Bohrmaschine, Gewindedrehbank, Fräsmaschine,
Hobelmaschine, CNC-Fräsmaschine oder
CNC-Werkzeugmaschine, verwendet. Dieses Zangenfutter weist üblicherweise
einen Futterkörper auf,
auf dem zwei Schienen vorgesehen sind, zwischen denen eine drehbare
Gewindestange vorgesehen ist. Auf den Schienen des Futterkörpers befinden sich
eine feststehende Spannbacke an einer Seite und eine bewegliche
Spannbacke an der anderen Seite. Die bewegliche Spannbacke greift
in die Gewindestange ein und kann durch Drehen der Gewindestange
bewegt werden, um zusammen mit der feststehenden Spannbacke ein
Werkstück
zu klemmen.
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Bei
diesem Zangenfutter können
sich die Gewindestange und somit die bewegliche Spannbacke beider
Bearbeitung lockern, was zu einer großen Bearbeitungstolerenz führt, so
daß die
Bearbeitungspräzision
niedrig ist.
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Daher
wurde ein hydraulisches Zangenfutter entwickelt, bei dem die Gewindestange
mit einem Dydraulikzylinder verbunden ist, die die Spannkraft des
Zangenfutters erhöhen
und die Spannkrafterhöhung
einstellen kann, so daß die
Bearbeitungspräzision
erhöht
wird. Dieses hydraulische Zangenfutter weist jedoch höhere Herstellungs-
und Betriebskosten auf. Zudem sind die Stabilität und die Lebensdauer der Bauteile
des hydraulischen Zangenfutters niedriger.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zangenfutter mit einstellbarer
Spannkrafterhöhung
zu schaffen, das eine Spannkrafterhöhungsvorrichtung aufweist,
die eine Zweiwalzen-, Zweikurbel- oder Dreikurbel-Spannkrafterhöhungsvorrichtung sein
kann und die Spannkraft des Zangenfutters erhöhen kann.
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Der
Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Zangenfutter
mit einstellbarer Spannkrafterhöhung
zu schaffen, das eine Einstellvorrichtung aufweist, die zwei Kupplungsringe,
einen Einstellring, eine Tülle,
ein Skalenrohr und ein Zeigerrohr umfaßt und die Spannkrafterhöhung der
Spannkrafterhöhungsvorrichtung
einstellen kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung der Erfindung,
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung der Erfindung,
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3 zeigt
eine Explosionsdarstellung der Erfindung,
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4 zeigt
eine Teilschnittdarstellung der Erfindung,
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5 zeigt
eine Explosionsdarstellung der Spannkrafterhöhungsvorrichtung,
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6 zeigt
eine eine Teilexplosionsdarstellung der Spannkrafterhöhungsvorrichtung,
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7 zeigt
eine perspektivische Darsgtellung der Spannkrafterhöhungsvorrichtung,
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8 zeigt
eine Explosionsdarstellung der Einstellvorrichtung,
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9 zeigt
eine perspektivische Darstellung des hinteren Druckteiles der Spannkrafterhöhungsvorrichtung,
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10 zeigt
eine perspektivische Darstellung des ersten und zweiten Kupplungsringes.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich
ist, besteht die Erfindung im wesentlichen aus einem Futterkörper 1,
einer Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 und
einer Einstellvorrichtung 3.
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Der
Futterkörper 1,
wie es in 3 dargestellt ist, umfaßt einen
Boden 11, auf dem zwei Schienen 111 vorgesehen
sind, zwischen denen ein Aufnahmeraum 112 vorhanden ist.
Auf den beiden Schienen 111 stehen eine feststehende Spannbacke 12 am
vorderen Ende und eine bewegliche Spannbacke 13 am hinteren
Ende. An einer Seite des Bodens 11 ist eine Befestigungsplatte 14 vorgesehen,
die den Aufnahmeraum 112 verschließt. Im Aufnahmeraum 112 des
Bodens 11 ist eine große
Gewindestange 15 aufgenommen, die sich durch die bewegliche
Spannbacke 13 erstreckt. Die feststehende Spannbacke 12 kann
mit dem Boden 11 einteilig ausgebildet sein oder, wie es
in 3 dargestellt ist, durch Verbindungselemente 121 auf
dem Boden befestigt werden. Die bewegliche Backe 13 weist,
wie es in 3 dargestellt ist, auf der Unterseite
eine einteilig ausgebildete oder durch die Verbindungselemente 131 befestigte
Gewindefassung 132 auf, die ein Gewindeloch 133 und
einen Hohlraum 134 besitzt. Die Gewindestange 15 ist
mit der Gewindefassung 132 verschraubt und ragt mit dem
hinteren Ende in den Hohlraum 134. Die Befestigungsplatte 14 weist
ein Durchgangsloch 141 für die Gewindestange 15 (3)
auf und ist durch die Verbindungselemente 142 am hinteren
Ende des Aufnahmeraumes 112 des Bodens 11 befestigt.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß der Futterkörper 1 nicht
auf die dargestellte Ausgestaltung beschränkt. Der Boden, die feststehende
Spannbacke, die bewegliche Spannbacke und die Gewindestange können auch
anders ausgebildet sein.
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Die
Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Doppelkurbel-Spannkrafterhöhungsvorrichtung.
Es ist auch möglich,
eine Doppelwalzen- oder Dreikurbel-Spannkrafterhöhungsvorrichtung zu verwenden.
Wie aus den 4 bis 6 ersichtlich
ist, umfaßt
die Doppelkurbel-Spannkrafterhöhungsvorrichtung
ein Gehäuse 21,
einen vordern Druckteil 22, einen hinteren Druckteil (Druckbaugruppe) 23,
zwei Walzen 25, mehrere Arme 26, einen Druckstift 27,
eine kleine Gewindestange 28 und mehrere Federelemente 24, 29.
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Das
Gehäuse 21 ist
hohlzylindrisch ausgebildet und nimmt hintereinander die Federelemente 24, den
vorderen Druckteil 22 und den hinteren Druckteil 23 auf.
Der vordere Druckteil 22 weist, wie es in 6 dargestellt
ist, einen Ring 221 auf, der an der Vorderseite mit einem
Verbindungsglied 222 zur Verbindung mit dem hinteren Ende
der Gewindestange 15 und an der Hinterseite mit einer Hülse 223 versehen
ist. Die Hülse 223 besitzt
zwei gegenüberliegende
Durchbrechungen 224, in denen jeweils eine Walze 25 und
zwei Arme 26 aufgenommen sind. Die Hinterseite des Ringes 221 ist
entsprechend den beiden Durchbrechungen 224 mit zwei Nuten 225 versehen. Der
hintere Druckteil 23, wie es in den 5 und 9 dargestellt
ist, ist hohlzylindrisch ausgebildet, weist einen Hohlraum 231 auf
und ist am vorderen Ende mit dem Gehäuse 21 verschraubt.
Um den hinteren Druckteil 23 sind die Federelemente 29 gelegt. Das
vordere Ende des hinteren Druckteiles 23, das im Gehäuse 21 aufgenommen
ist, ist entsprechend den obengenannten Nuten 225 mit zwei
Nuten 232 versehen. Ferner ist die Wand des hinteren Druckteiles 23 mit
einem radialen Positionierloch 233 versehen. Der Hohlraum 231 des
hinteren Druckteiles 23 weist im hinteren Bereich ein Innengewinde 234 auf.
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Die
beiden Walzen 25 sind zylindrisch ausgebildet (6)
und in den Durchbrechungen 224 des vorderen Druckteiles 22 aufgenommen.
Die Arme 26 sind an den beiden Seiten der Walzen 25 angeordnet
und können
entlang der Mantelfläche
der Walzen 25 gleiten (6). Die
Walzen 25 und die zugeordneten Arme 26 bilden
eine <-Form und
sind zusammen in den Durchbrechungen 224 aufgenommen. Die
Arme 26 greifen in die Nuten 225 des vorderen
Druckteiles 22 und die Nuten 232 des hinteren Druckteiles 23 ein
und sind gegenüber
diesen schwenkbar.
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Der
Druckstift 27 ist kegelförmig ausgebildet (5),
weist im vorderen Bereich zwei Schrägflächen 271 für die beiden
Walzen 25 und ist in der Hülse 223 des vorderen
Druckteiles 22 und dem Hohlraum 231 des hinteren
Druckteiles 23 aufgenommen, wobei die beiden Walzen 25 an
der beiden Schrägflächen 271 abgestützt sind.
Die kleine Gewindestange 28 (5) weist
im vorderen Bereich ein seitliches Sackloch 281, in dem
ein Federelement 282 und ein Positionierelement 283 (wie
Stahlkugel) aufgenommen sind, im Mittelbereich ein Außengewinde 284 und
im hinteren Bereich einen Sechskantkörper 285 auf. Das
Außengewinde 284 kann
in das Innengewinde 234 des hinteren Druckteiles 23 eingeschraubt werden,
wodurch das vorderen Ende der Gewindestange 28 an dem Druckstift 27 abgestützt ist
und das Positionierelement 283 der kleinen Gewindestange 28 in
das Positionierloch 233 des hinteren Druckteiles 23 eingreift.
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Nach
der Verbindung des Gehäuses 21,
des vorderen und hinteren Druckteiles 22, 23,
der Walzen 25, der Arme 26, des Druckstiftes 27 und
der kleinen Gewindestange 28 wird der hintere Druckteil 23 durch
die Federelemente 29 geführt und zusammen mit diesen
in das Durchgangsloch 141 der Befestigungsplatte 14 eingebracht (4 und 7),
wodurch die Federelemente 29 zwischen dem Gehäuse 21 und
der Befestigungsplatte 14 geklemmt sind. Das Gehäuse 21 wird
in den Hohlraum 134 der Gewindefassung 132 geschoben.
Wenn die kleine Gewindestange 28 gedreht wird, kann der
Druckstift 27 nach vorne geschoben werden, der somit die
beiden Walzen 25 und die zugeordneten Arme 26 auseinanderdrückt, wodurch
der vordere Druckteil 23 gegen die große Gewindestange 15 und
somit die bewegliche Spannbacke 13 gedrückt wird, so daß die Spannkraft erhöht wird.
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Die
Einstellvorrichtung 3, die der Hauptgegenstand der Erfindung
ist, umfaßt,
wie es in den 4, 8 und 10 dargestellt
ist, zwei Kupplungsringe 31, 32, einen Einstellring 33,
eine Tülle 34, ein
Skalenrohr 35 und ein Zeigerrohr 36. Der erste Kupplungsring 31 weist
an der Hinterseite mehrere Keile 311 auf. Der zweite Kupplungsring 32 weist
an der Vorderseite mehrere Keile 321 und ein Federelement 325 und
an der Hinterseite eine stufige Fläche 322 und eine glatte
Fläche 323 auf.
Die stufige Fläche 322 sind
mit Positioniernuten 324 versehen. Der Einstellring 33 weist
an der Vorderseite einen Vorsprung 331 auf, der ein Sachloch 332 besitzt,
in dem ein Federelement 333 und ein Positionierelement 334 (Kegelstift
in der Figur) aufgenommen ist. Die Tülle 34 weist eine
Sechskantausnehmung 341 und einen radialen Positionierstift 342 auf.
Das Skalenrohr 35 trägt
auf der Außenseite
eine Skale 351 und das Zeigerrohr 36 trägt auf der
Außenseite
einen Zeiger 361.
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Wie
aus den 4 und 8 ersichtlich
ist, ist der erste Kupplungsring 31 im vorderen Ende des Zeigerrohres 6 befestigt.
Das Zeigerrohr 6 nimmt ferner den zweiten Kupplungsring 32,
den Einstellring 33, die Tülle 34 und das Skalenrohr 35 auf,
wobei sich die Tülle 34 in
dem Skalenrohr 35 befindet. Der Einstellring 33 umschließt die Tülle 34 und
ist (durch einen Schraubenbolzen 335) mit dem Skalenrohr 35 fest
verbunden. Das Positionierelement 334 des Einstellringes 33 greift
in eine Positioniernut 324 des zweiten Kupplungsringes 32 ein.
Der erste Kupplungsring 31 ist mit dem hinteren Druckteil 23 der Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 fest
verbunden, wobei die kleine Gewindestange 28 in den zweiten Kupplungsring 32 und
die Tülle 34 ragt.
Der Positionierstift 342 der Tülle 34 ist durch den
Sechkantskörper 285 der
kleinen Gewindestange 28 geführt. Dadurch ist die Einstellvorrichtung 3 an
der Außenseite der
Befestigungsplatte 14 des Futterkörpers 1 befestigt.
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Durch
den Futterkörper 1,
die Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 und
die Einstellvorrichtung 3 ist das erfidnungsgemäße Zangenfutter
mit einstellbarer Spannkrafterhöhung
gebildet (1 und 2).
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Beim
Einsatz, wie es in den 2 und 4 dargestellt
ist, kann der Benutzer zunächst
das Skalenrohr 35 und somit den Einstellring 33 der
Einstellvorrichtung 3 drehen, damit das Positionierelement 334 des
Einstellringes 33 in eine geeignete Positioniernut 324 der
stufigen Fläche 322 eingreift,
wobei der zweite Kupplungsring 32 von dem ersten Kupplungsring 31 einen
Abstand d hat (4). Anschließend kann der Benutzer mit
einem Steckschlüssel die
Tülle 34 drehen,
wodurch die kleine Gewindestange 28 mitgedreht wird (der
zweite Kupplungsring 32, der Einstellring 33 und
das Skalenrohr 35 werden auch mitgedreht, wobei der Abstand
d unverändert bleibt).
Da das Positionierelement 283 der kleinen Gewindestange 28 in
den hinteren Druckteil 23 eingreift, wird die ganze Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 (das
Gehäuse 21,
der vordere und hintere Druckteil 22, 34, die
beiden Walzen 25, die Arme 26 und der Druckstift 27)
und die große
Gewindestange 15 mitgedreht, bis die große Gewindestange 15 die bewegliche
Spannbacke 13 gegen das Werkstück drückt.
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Wenn
die bewegliche Spannbacke 13 gegen das Werkstück gedrückt wird
und der Benutzer mit dem Steckschlüssel die Tülle 34 weiterdreht,
bleibt die ganze Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 stehen, weil
die bewegliche Spannbacke 13 nicht mehr bewegt werden kann.
Dadurch verläßt das Positionierelement 283 der
kleinen Gewindestange 28 das Positionierloch 233 des
hinteren Druckteiles 23 der Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2,
so daß die
kleine Gewinde 28 durch das Außengewinde 284 nach
vorne bewegt und gegen den Druckstift 27 gedrückt wird,
der somit die beiden Walzen 25 und die zugeordneten Arme 26 auseinanderdrückt. Dadurch
wird der vordere Druckteil 23 gegen die große Gewindestange 15 und
somit die bewegliche Spannbacke 13 gedrückt. Daher wird die Spannkraft
der beweglichen Spannbacke 13 erhöht, um eine Lockerung der beweglichen
Spannbacke 13 durch die Vibration bei der Bearbeitung zu
vermeiden.
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Die
Spannkrafterhöhung
der Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 kann durch
die Einstellvorrichtung 3 eingestellt werden. Wenn das
Positionierelement 283 das Positinierloch 233 des
hinteren Druckteiles 23 verläßt, wird die Tülle nach
vorne gezogen, die den zweiten Kupplungsring 32 nach vorne schiebt,
bis der zweite Kupplungsring 32 den ersten Kupplungsring 31 erreicht
und die Keile 311, 321 aneinanderliegen. Da der
erste Kupplungsring 31 mit der hinteren Druckteil 23 fest
verbunden und derzeit somit undrehbar ist, können der zweite Kupplungsring 32 und
somit die kleine Gewindestange 28 und die Tülle 34 auch
nicht gedreht werden. Dadurch wird die erhöhte Spannkraft der großen Gewindestange 15 und
der beweglichen Spannbacke 13 gleichbleibend gehalten.
Daher kann der Benutzer durch drehen des Skalenrohres 35 den
Abstand d zwischen dem ersten und zweiten Kupplungsring verändern, um
die Spannkrafterhöhung
einzustellen.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, daß die Erfindung,
die aus dem Futterkörper 1,
der Spannkrafterhöhungsvorrichtung 2 und
der Einstellvorrichtung 3 besteht, die Spannkraft für das Werkstück erhöhen kann,
um eine Lockerung der großen
Gewindestenge 15 und der beweglichen Spannbacke 13 durch
Vibration bei der Bearbeitung zu vermeiden. Durch die Einstellvorrichtung 3 kann
die erhöhte Spannkraft
gleichbleibend gehalten werden, so daß die Bearbeitungstoleranz
durch die gleichbleibende Verformung des Werkzeugs verkleinert wird.
Daher wird die Bearbeitungspräzision
erhöht.
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Die
vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und
des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen
und Modifikationen gehören
zum Schutzbereich dieser Erfindung. Z.B. das Futterkörper 1 kann
anders als dargestellt ausgebildet sein und die Spannkrafteröhungsvorrichtung 2 kann
eine Zweikurbel-, Dreikurbel- oder Zweiwalzen-Spannkrafterhöhungsvorrichtung sein.