DE2037663C3 - Axialspannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialspannfutter mit einem Grundkörper, einer am Grundkörper lösbar befestigten Auflageplatte und mit einen Steuerabschnitt aufweisenden Spannelementen, die durch Ausnehmungen der Auflageplatte hindurchgeführt und über Gelenke mit einem im Grundkörper axial verschiebbaren Träger verbunden sind, bei dessen axialer Verschiebung die Spannelemente im Bereich des Steuerabschniues radial ein- bzw. ausschwenkbar sind.

Bei den bisher bekannten Axialspannfuttern sind die Spannelemente auf einem vorbestimmten Radius angeordnet und die Spannfutter können nur für Werkstücke eines bestimmten Durchmessers verwendet werden. Bekannt sind auch Spannfutter, bei denen die Auflageplatte für jedes Spannelement eine rechtekkige Ausnehmung aufweist, und das Spannelement im Bereich dieser Ausnehmung ebenfalls rechteckigen Querschnitt hat und entsprechend einer Aussteuerkurve gekrümmt ist, so daß es bei einer axialen Verschiebung durch die Ausnehmung bestimmte für den Spannvorgang vorgesehene Bewegungen ausführt. Bei derartigen Futtern ist es auch bereits bekannt, die Spannelemente an mehreren Radien anlenken zu können und jeweils eine Auflageplatte zu montieren, deren Ausnehmungen dem jeweils gewählten Radius entsprechend angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Axialspannfutter zu schaffen, bei dem die Spannelemente genau auf das zu spannende Werkstück, insbesondere mit verschiedenen Abmessungen, eingestellt werden können und das mögüchst einfach ausgebildet ist.

Zu diesem ZwecK sind bei einem Axialspannfutter der eingangs genanoten Gattung die Gelenke der Spannelemente in Gelenkkörpern angeordnet, die radial irrt Träger stufenlos verschiebbar und feststellbar sind, wobei die Ausnehmungen in der Auflageplatte als Bohrungen ausgebildet sind und die Spannelemente im Bereich der Ausnehmungen kreisförmige Querschnitte aufweisen. Hierdurch können zum einen die Spannelemente stufenlos verschiedenen Werkstückdurchmessern angepaßt werden und zum anderen sind die für die verschiedenen Werkstückdurchmesser erforderlichen Auflageplatten sehr einfach und mit geringen Kosten herstellbar. In die Auflageplatten sind lediglich an den betreffenden Stellen Bohrungen durchzuführen.

Außerdem ermöglicht die neue Ausgestaltung des Axialspannfutters eine sehr flache Bauweise, so daß das Futter ohne Zwischenflansi.il bei entsprechender Ausgestaltung auf jede Werkzeugmaschinenspindelnase aufgesteckt werden kann.

Die stufenlose Verschiebung der Gelenkkörper erfolgt in zweckmäßiger Weise in im Träger radial verlaufenden Nuten, die T-nutenförmig ausgebildet sein können. Andere Ausführungsformen der Nuten, beispielsv. eise schwalbenschwanzförmig, sind möglich.

Um bei gegebenen Abmessungen des Trägers die einzelnen Spannelemente in einem möglichst großen radialen Bereich anordnen zu können, ist jeder Gelenkkörper in verschiedenen Lagen mit dem Träger verbindbar. Die Gelenkkörper können mit ihren Stegteilen zur Gelenkachse weisen oder auch von der Gelenkachse weg ausgerichtet sein. In Abhängigkeit hiervon können die Spannelemente auf einen äußersten bzw. innersten Radius gebracht werden.

Bei der vorgesehenen Ausbildung, wonach die Stirnseite der den Träger festhaltenden Zugspindel bzw. Zugstange auf der gleichen Ebene liegt wie die Grundfläche der Nuten im Träger oder sogar gegenüber dieser Grundfläche zurücktritt, wird es ermöglicht, daß die Gelenkkörper auch in den Bereich über die Stirnseite der Zugstange verstellt werden können.

Die Gelenkkörper können gabelförmig ausgebildet und durch den Stegteil durchgreifende Klemmschrauben in den Nuten festlegbar sein. Durch die hebeiförmige Ausgestaltung des Gelenkkörpers ergibt sich eine Klemmkraftübersetzung, die sicheren Halt durch die in axialer Richtung angeordnete Klemmschraube garantiert.

Das jeweils ein Spannelement mit dem Gelenkkörper verbindende Gelenk ist zweckmäßigerweise mit einem Gelenkbolzen versehen, der an seinen äußeren Enden Abflachungen aufweist, mit denen er sich an den T-Nutflächen anlegt. Die vom Zugelement ausgeübten Zugkräfte werden dann unmittelbar über den Gelenk-

bolzen und dessen durch die Abflachungen gebildeten Schulterflächen auf den Träger übertragen, so daß der Gelenkkörper von diesen Zugkräften entlastet ist.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Spannelemente anschließend an den Abschnitt mit kreisförmigen Querschnitt einen abgekröpften Abschnitt mit ellipsenförmigem Querschnitt aufweisen, der während der Schwenkbewegung der Spannelemente beim Durchtritt durch die Auflageplatte annähernd kreisförmig ist. Während des Durchtritts eines Spannelementes durch die Auflageplatte weist also das Spar.nelement auch im gekrümmten Bereich der Führung in der Auflageplatte in allen Querschnitten, mit denen es diese je nach der Spannlage durchragt, einen kreisförmigen Querschnitt auf. Jede Durchbrechung in der Auflageplatte ist eine kreisförmige Bohrung, die durch das Spannelement auch im gekrümmten Bereich völlig verschlossen wird. Neben der sicheren Führung des Spannelementes wird auch eine Abdichtung gegen Schmutz erreicht.

Die Durchführung der Spannelemente durch die Auflageplatte wird dadurch erleichtert, daß die Ausnehmungen der Auflageplatte an der Innenseite angefast sind.

Um die allseitige Verschwenkbarkeit des Trägers zu verbessern, kann zwischen dem Träger und dem an der Zugspindel angeordneten Lagerteil ein vorgespanntes elastisches Bauteil angeordnet sein. Dieses elastische Bauteil hält den Träger und damit die Spannelemente in entspanntem Zustand in einer rechtwinklig zur Zugschraube liegenden Normallage. Dadurch sind Umrüst- und Einstellvorgänge erleichtert.

Am so ausgebildeten Spannfutter können, wie bekannt, die Finger der Spannelemcnte ausgetauscht werden, so daß jeder Finger durch einen anderen Finger anderer Abmessungen oder Form ersetzt werden kann.

Bei einem Umrüsten des Futters von Innenspannung auf Außenspannung sind die Spannelemente entsprechend umzudrehen, damit sie bei der axialen Verschiebung des Trägers durch die Zugstange eine entsprechende Bewegung ausführen können. Werden die Spannelemente zusammen mit den Gelenkkörpern umgedreht, so ergibt sich eine Umkehrung der Spannrichtung zwangsläufig. Ein wesentlicher Vorteil des Spannfutter; liegt darin, daß bei einem Umrüsten ^₅ des Futters auf Werkstücke mit anderen Durchmesserbereichen und auch bei einem Umrüsten von Außenspannung auf Innenspannung oder umgekehrt der Träger des Futters im Futterkörper verbleiben kann, da alle erforderlichen Vorgänge von der Stirnseite des Futters aus durchgeführt werden können. Diese Umrüstbarkeit wird auch dadurch unterstützt, daß die einzelnen Finger austauschbar sind. Jeder Finger kann mit dem Spannelement durch einen Gewindebolzen verbunden sein. Dieses kann ein Differentialgewindebolzen oder ein Bolzen mit Rechts- und mit Linksgewinde sein. Die Finger können durch diese Ausgestaltung in jeder Lage, also auch um 180° spiegelbildlich verdreht, montiert weiden. Bei Fingern, die eine Liingsersirekkung in Richtung des Spannelemcntes aufweisen, ist es günstig, wenn eine Längsbohrung vorgesehen wird, durch die der Gewindebolzen mit einem Werkzeug erreicht werden kann.

Das Axialspannfutter kann mit zwei oder auch mehreren, beispielsweise drei oder vier, Spannclementen und entsprechenden Fingern versehen sein. Es kann von Hand oder durch eine Kraftspannanlage gespannt werden. Damit die Spannkraft sich gleichmaßig auf alle Spannelemente verteilt, ist der Träger mit der Zugstange über eine Kugelfläche verbunden. Die Gegenfläche kann ebenfalls kugelförmig sein.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter,

Fi g. 2 einen Tangentialschnitt durch den Gelenkkör per des Spannfutters gemäß F i g. 1 und

Fig.3 einen Schnitt durch den Mittelteil einer anderen Ausführungsform.

Im Grundkörper 1 ist ein axialverschiebbarer Lagerteil 2 angeordnet, der eine kugelkalottenförmige Ausnehmung 3 aufweist, in der ein kugelkappenförmiger Körper 4 gelagert ist, der fest mit einem Träger 5 verbunden ist und durch einen Kugelkopf 6 einer Zugspindel 7 gegen den Lagerteil verspannt ist. Die Kugelflächen des Kugelkopfes 6 und des Körpers 4 und der kugelkalotienförmigen Ausnehmung 3 haben den gleichen Mittelpunkt, so daß der Träger 5 sich um diesen Mittelpunkt frei schwenkbar einstellen kann. Im Träger 5 sind drei radial verlaufende T-nutenförmige Nuten 8 vorgesehen, die um jeweils 120° gegeneinander versetzt sternförmig verlaufen. In jeder Nut 8 ist ein Gelenkkörper 9 mittels einer Klemmschraube 10 festgeklemmt. Mittels eines Gelenkbolzens 11 ist im Gelenkkörper 9 ein Spannelemtnt 12 gelenkig gelagert. Das Spannelement 12 ist ein Drehteil, dessen Führungsbercich 13 entsprechend einer Aussteuerkurve gekrümmt ist. Der Führungsbereich 13 des Spannelementes 12 ragt durch eine als kreisförmige Bohrung ausgebildete Ausnehmung 14 in der Auflageplatte 15.

Mit dem Spannelcment 12 ist ein Spannfinger 16 durch einen Differentialgewindebolzen 17 verbunden.

Die Auflageplatte 15 ist mit dem Spannfuttergrimdkörper 1 durch Schrauben 18 verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird die Zugspindel 7 durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes manuell betätigtes oder hilfskraft-betätigtes Glied in axialer Richtung nach in der Zeichnung unten verschoben, so werden die Teile 2, 4, 5, 6 bei dieser Bewegung zwangsläufig mitgenommen. Mit dem Träger 5 wird aber auch der Gelenkkörpcr 9 mitgenommen und damit über den Gelenkbolzen 11 das Spannelement 12. dessen Führungsteil 13 sich bei dieser Axialverschiebung durch die Ausnehmung 14 verschiebt und infolge seiner Form eine Verschwenkung des Spannelementes 12 und damit des Spannfingers 16 bewirkt. Der Spannfinger 16 leg! sich dadurch gegen die Spannfläehe des Werkstückes an. Falls die Spannfläehe des Werkstückes nicht genau parallel zur Oberfläche der Auflageplatte 15 ist oder falls die Spannelemente 12 nicht genau gleich lang bzw. die Gelenkkörper 9 nicht genau gleich groß sind, werden Ungenauigkeiten durch die Verschwenkbarkeit des Trägers 5 infolge der Kugelflächen 3, 4 bzw. der Kugelfläche des Kugelkopfes 6 ausgeglichen, so daß das Werkstück sicher festgespannt wird.

Soll ein anderes Werkstück mit anderem Durchmesst., gespannt werden, so werden die Schrauben 18 gelöst und die Auflageplatte 15 entfernt. Sodann wird die Sehraube 10 gelöst und der Gelenkkörpcr 9 in der für das andere Werkstück erforderlichen Lage am Träger 5 befestigt. Danach wird eine dieser Lage der Spannelemcnte 12 entsprechende Auflageplatte 15 montiert, wobei die Spannelemente 12 ohne weiteres durch die Ausnehmung 14 gesteckt werden können, da die Finger 16 entfernt sind.

Sollen die Spannelemente 12 auf einem sehr kleinen

Radius, d. h. sehr nahe beieinander monliert werden, so wird der Gelenkkörper 9 derart in die Nut 8 eingesetzt, daß die Klemmschraube 10 weiter von der Drehachse der Zugspindel 7 entfernt ist als der Gelenkbogen 11.

Soll das Axialspannfuiter für Innenspannung eingesetzt werden, so werden die Finger 16 in solcher Lage mit dem Spannelemcnt 12 verbunden, daß die Spannfläche 19 nach außen weist.

Aus Fig.2 ist zu ersehen, daß die Gelenkbogen 11 seilliche Abflachungen 21 aufweisen, mit denen sie sich unter die T-Nutflächen 22 der Nuten 8 des Trägers 5 legen, so daß die Zugkraft unmittelbar von dem Gelenkbogen 11 auf den Träger 5 übertragen wird, ohne daß der Gelenkkörpcr 9 dadurch belastet wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Zugspindel 7 und der Kugelkopf 6 mit der Kugelfläche der gleiche wie bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 Der Träger 5 ist jedoch in axialer Richtung mit einer planen Fläche 23 versehen, die gegen eine Stahlplatte 24 anliegt, die ihrerseits auf einem gummiclaslischcr Körper 25 liegt, der gegen die Stirnfläche einci Ausnehmung in einem Lagerkörper 26 anliegt, der in übrigen dem Lagerteil 2 gemäß F i g. 1 entspricht. Dei

ίο gummiclastische Körper 25 drückt den Träger 5 in eint zur Achse der Zugspindel 7 senkrechte Lage. Die Platti 24 verhindert, daß durch die Fläche 23 die Oberseite de: elastischen Körpers 25 verletzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Axialspannfutter mit einem Grundkörper, einer am Grundkörper lösbar befestigten Auflageplatte und mit einen Steuerabschnitt aufweisenden Spannelementen, die durch Ausnehmungen der Auflageplatte hindurchgeführt und über Gelenke mit einem im Grundkörper axial verschiebbaren Träger verbunden sind, bei dessen axialer Verschiebung die Spannelemente im Bereich des Steuerabschnittes radial ein- bzw. ausschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (11) der Spannelemente(12) in Gelenkkörpern (9) angeordnet sind, die radial im Träger (5) s»ufenlos verschiebbar und feststeilbar sind, und daß die Ausnehmungen (14) in der Auflageplatte (15) als Bohrungen ausgebildet sind und die Spannelemente (12) im Bereich der Ausnehmungen (14) kreisförmige Querschnitte aufweisen.

2. Axialspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkörper (9) in im Träger (5) radial verlaufenden, T-nutenförmig ausgebildeten Nuten (8) geführt sind.

3. Axialspannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkörper (9) gabelförmig ausgebildet sind und durch den Stegteil durchgreifende Klemmschrauben (10) in den Nuten (8) festlegbar sind.

4. Axialspannfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohen der Gelenke (11) an ihren äußeren Enden Abdachungen (21) aufweisen, mit denen sie an den T-Nutflächen (22) anliegen.

5. Axialspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (12) anschließend an den AbschniU mit kreisförmigem Querschnitt einen abgekröpften Abschnitt mit ellipsenförmigem Querschnitt aufweisen derart, daß er während der Schwenkbewegung der Spannelemente (12) beim Durchtritt durch die Auflageplatte (15) annähernd kreisförmig ist.

6. Axialspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (14) an der Innenseite der Auflageplatte (15) angefast sind.

7. Axialspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur allseitigen Verschwenkung des Trägers zwischen dem Träger (5) und dem an der Zugspindel (7) angeordneten Lagerteil (2) ein vorgespanntes elastisches Bauteil (25) angeordnet ist.

50