DE2045578A1

DE2045578A1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE2045578A1
Application number: DE19702045578
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-17
Filing date: 1970-09-15
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2069509A5; SE362806B; DE2045578B2; CA922096A; US3633929A; BE758988A; GB1328555A

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank

Dip'- Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. V/. Schmitz

β Künchen IS, Mozarfetr.23

London, Telesphor MORAWSKI Tel. 5380586

4o7 Wellington Crescent
Mt. Clemens, Michigan/USA

John, Joseph PARKER

187 8 Washington

Birmingham, Michigan/USA 15. Sept. 197o

Anwaltsakte M-13oM· Spannfutter

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter und insbesondere ein durch eine Zugstange betätigbares Mehrbacken-Spannfutter, das sich insbesondere zum Einspannen von Guß- und Schmiedeteilen eignet. t

Infolge der Herstellungsart von Guß- und Schmiedeteilen kommt | es häufig vor, daß Oberflächen-Unebenheiten auftreten und die Werkstückabmessungen von Werkstück zu Werkstück variieren.

Erfindungsgemäß soll daher ein Spannfutter geschaffen werden, das sich in besonderer Weise zum festen Einspannen von Guß- und Schmiedeteilen eignet, selbst wenn die Werkstücke Oberflächen-Unebenheiten und von Werkstück zu Werkstück Maßabweichungen aufweisen.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Spannfutter der im Hauptanspruch gekennzexchneten Art. ,

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Insbesondere zeichnet sich das erfindungsgemäße Spannfutter durch eine kompakte Bauweise aus, benötigt nur verhältnismäßig wenige Bauteile und ist gleichzeitig von äußerst starrer Konstruktion.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüche und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Spannfutters, das zum Einspannen eines Werkstückes an dessen Außenumfang
dient,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Abschnittes der Zugstange,

Fig. 4 eine Stirnansicht des in Fig. 1 gezeigten Spannfutters, Fig. 5 eine Rückansicht der Zugstange,

Fig. 6 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Spannfutters, das zum Einspannen eines Werkstückes an dessen Innenumfang
dient,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine Stirnansicht des in Fig. 6 gezeigten Spannfutters,

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- 3 Fig. 9 eine Stirnansicht der in Fig. 6 gezeigten Zugstange, und

Fig. Io eine perspektivische Teilansicht einer der Spannbacken-, Tragstangen.

Gemäß Fig. 1 enthält das Spannfutter einen Futterkörper Io mit einer Stirnfläche 12, in die mehrere Anschläge 14 eingeschraubt sind. An die Anschläge 14 wird die Stirnfläche eines Werkstückes Iß angelegt, so daß das Werkstück in Axialrichtung des Futters festgelegt wird. Im Futterkörper 10 ist eine Mittelbohrung 18 ausgebildet, die von der Rückfläche des Spannfutters nach vorne verläuft. Am hinteren Ende des Futterkörpers Io ist durch Schrauben 22 eine Stirnplatte 2o befestigt. Der Futterkörper Io wrd an der Antriebsspindel 24 einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Drehbank, durch Schrauben 25 angebracht.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält der Futterkörper Io einen einstückigen, ringförmigen Ansatz 26, der von der Stirnfläche 12 nach vorne vorsteht und um den Außenumfang i des Futterkörpers Io verläuft. Im Futterkörper Io sind drei kreiszylindrische Bohrungen 2 8 ausgebildet. Wie gezeigt, verlaufen die Bohrungen durch den Futterkörper Io und den Ansatz 26 und sind

.an ihren hinteren Enden mit der Mittelbohrung 18 verbunden. Jede Bohrung 2 8 verläuft zum hinteren Ende des Spannfutters hin radial

j nach innen geneigt. In jeder Bohrung 28 ist eine Spannbacken-Tragstange 3o von kreisförmigem Querschnitt gleitfähig angeordnet. Am vorderen Ende jeder Tragstange 3o ist auf der radial inneren

!Seite ein gezahnter Spannbacken 32 befestigt. Ein an jeder Trag-

j stange 3o angeordneter O-Ring 34 bildet eine Dichtung zwischen _ 4 _

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der Tragstange und der Bohrung 28 für das über Nippel 35 zuführbare Schmiermittel. An ihrem hinteren Ende ist jede Tragstange mit einer radialen Ausnehmung 36 versehen. Die Ausnehmung 36 verläuft von der radial inneren Seite der Tragstange 3o radial nach außen und endet in einer ebenen, axial verlaufenden Fläche 38. Die axial auf Abstand gehaltenen Seitenflächen 4o jeder Ausnehmung 36 sind ebenfalls eben ausgebildet und verlaufen senkrecht zur Längsachse der Tragstange 3o.

Das Spannfutter wird durch eine Zugstange 42 betätigt. Die Zugstange 42 wird durch eine (nicht gezeigte) an der Werkzeugmaschine angebrachte Betätigungsvorrichtung in Axialrichtung verstellt. Die Zugstange 42 verläuft durch eine mittlere öffnung 44 in der Platte 2o und trägt an ihrem vorderen Ende einen Bund 46. Der Bund 46 ist mit einem kreisförmigen, gleitfähig in der Mittelboh-

i rung 18 angeordneten Flansch 4 8 versehen. An drei gleichförmig in Umfangsrichtung verteilten Stellen des Flansches 48, die dem Umfangsabstand der Tragstangen 3o entsprechen, sind am Flansch 48 Nasen 5o ausgebildet. Jede Nase 5o hat eine radial äußere Fläche 52, die parallel zur Längsachse der zugeordneten Tragstange j 3o verläuft. Außerdem wird jede Nase 5o durch eine Rückfläche 54 begrenzt, die senkrecht zur Achse der zugehörigen Tragstange 3o verläuft. Die Stirnfläche jeder Nase 5o wird durch einen Abschnitt der konischen Stirnfläche 56 des Flansches 48 gebildet. Die Fläche^ 54 und 56 verlaufen mit einem derartigen Abstand zueinander, daß sie im engen Gleit sitz mit den Seitenflächen 4o der Ausnehmungen 36 zusammenwirken. Die radial äußere Fläche 52 jeder Nase ist jedoch derart angeordnet, daß sie normalerweise radial nach innen mit Abstand zu der radial äußeren Fläche 38 jeder Aussparung

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36 verläuft. Somit hat jede Aussparung 36 eine'im wesentlichen teilzylindrische Form und jede Nase 5o ist ebenfalls von in wesentlichem teil-zylindrischer Form, wobei zwischen jeder Nase und der zugehörigen Aussparung ein Radialspalt 5 7 gebildet wird.

Um dem Durchmesser des durch die Spannbacken 32 gebildeten Kreise^ zu erhöhen und dadurch das Einführen eines Werkstückes 16 zwische^i die Spannbacken zu ermöglichen, wird die Zugstange 42 in Axialrichtung im Sinne der Fig. 1 nach rechts verstellt. Bei einer derartigen

Verstellung der Zugstange werden die Spannbacken 32 in Folge der Koppelung der Aussparungen 36 mit den Nasen 5ο in Axialrichtung ' nach vorne und in Radialrichtung nach außen verschoben. In der '

Öffnungslage der Spannbacken kann ein Werkstück 16 in den durch \ die Spannbacken definierten Kreis eingeführt werden. Anschliessend wird die Zugstange 42 zurückgezogen, d.h. im Sinne der Fig.l in Axialrichtung nach links verstellt, so daß das Werkstück von den Spannbacken 32 fest eingespannt und gegen die Anschläge 14 gezogen wird. Da zwischen jeder Nase 5o und der zugehörigen Aussparung 36 ein geringer Radialspalt 5 7 vorhanden ist und ferner die Nasen 5o senkrecht zur Achse der Tragstangen 3o geneigt verlaufen, kann sich jede Tragstange 3o erforderlichenfalls geringfügig verdrehen, so daß sich die Spannbacken 32 selbsttätig an geringfügige Unregelmäßigkeiten der Werkstückoberfläche anpassen. Selbst wenn daher die von den Spannbacken des Spannfutters erfaßten Guß- oder Schmiedeteile geringfügige Abweichungen in ihren Abmessungen oder Unregelmäßigkeiten an ihren Oberflächen aufweiseji, kann das erfindungsgemäße Spannfutter infolge des begrenzten Drehspiels der Tragstangen 3o derartige Unebenheiten und Maß-

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abweichungen ausgleichen. Gleichzeitig können die Spannbacken 32 infolge der geneigten Anordnung der Tragstangen 3o das Werkstück mit einer verhältnismäßig großen Einspannkraft erfassen, und dennoch sind die Tragstangen 3o infolge des an der Stirnfläche des Spannfutters angeordneten, in Umfangsrichtung geschlossenen, ringförmigen Ansatzes 26 über weite Flächenbereiche in Radialrichtung sicher abgestützt.

Das in Fig. 1 gezeigte Spannfutter benötigt nur sehr wenige Bauteile, hat im Verhältnis zu seiner Größe einen starren, robusten Aufbau und erfordert eine geringe Wartung.

Das in den Fign. 6 bis Io gezeigte Spannfutter ist ähnlich wie das in den Fign. 1 bis 5 gezeigte Spannfutter aufgebaut, dient jedoch dazu, ein Werkstück 5 8 an dessen innerem Umfang zu erfassen. Das Spannfutter enthält einen Futterkörper 6o mit einer Stirnfläche 62, an der Anschläge 64 angeordnet sind, die das Werkstück in Axialrichtung am Spannfutter festlegen. Am Futterkörper 6o ist ein mittlerer, nach vorne vorstehender Ansatz 66 ausgebildet, der einen wesentlich geringeren Durchmesser als der Futterkörper 6o hat. Der Futterkörper 6o ist mit einer erweiterten mittleren Bohrung 6 8 versehen, die nach hinten zur Rückfläche des Spannfutters verläuft und mit einer Senkbohrung 7o in Verbindung steht. Die Senkbohrung 7o dient zur Zentrierung des Spannfutters am vorderen Ende der Antriebsspindel 72 einer Werkzeugmaschine. Das Spannfutter wird an der Antriebsspindel 72 durch Schrauben 74 gehaltert.

Im Futterkörper 6o sind drei Bohrungen 76 ausgebildet, die in Um-

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fangsrichtung gleichförmig auf Abstand gehalten sind. Die Bohrungen

I76 sind von kreisförmigem Querschnitt und ihre Achsen sind in Vorwärtsrichtung radial nach innen geneigt. An ihren vorderen Enden erstrecken sich die Bohrungen 76 teilweise in den Ansatz 66. Das hintere Ende jeder Bohrung 76 steht mit der erweiterten Mittelbohrung 68 des Futterkörpers 6o in Verbindung. In jeder Bohrung ' 76 ist eine Spannbacken-Tragstange 78 angeordnet. Jede Tragstange 78 ist von kreisförmigem Querschnitt, und an ihrem vorderen Ende ; ist ein radial nach außen weisender Spannbacken 8o befestigt. Wie in Fig. Io gezeigt ist, ist am vorderen Ende jeder Tragstange 78 ! eine Ausnehmung 79 ausgebildet, in der der durch eine Schraube 81 j j gehalterte Spannbacken 8o einsitzt. Jeder Spannbacken 8o liegt , radial im Bereich des Ansatzes 66, so daß die Spannbacken in Radialrichtung durch den Ansatz 66 abgestützt werden. Jede Tragstange ist an ihrem hinteren Endabschnitt mit einer Aussparung 82 versehen. Jede Aussparung 82 wird in Radialrichtung durch eine Bodenfläche 84 begrenzt, die in einer an der Achse der Tragstange verlaufenden Ebene liegt. Die beiden Seitenflächen 86 jeder Aussparung 82 sind in Axialrichtung auf Abstand gehalten und verlaufen senkrecht zur Achse der Tragstange. ^!

Eine Zugstange 88 ist in Axialrichtung glfcitfähig in der Antriebsspindel 7 2 angeordnet. An ihrem vorderen Ende ist die Zugstange 88| mit einem kreiszylindrischen Flansch 9o versehen, der im engen Gleitsitz in der Mittelbohrung 68 einsitzt. Am Flansch 9o sind drei Nasen 92 ausgebildet. Die Nasen 92 sind in Umfangsrichtung gleichförmig auf Abstand gehalten, derart, daß sie in die Aussparungen 82 eingreifen. Die Vorder- und Rückflächen 9>4 jeder

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Nase 92 sind in Axialrichtung so weit voneinander entfernt, daß sie im engen Gleitsitz mit den Seitenflächen 8 6 der Aussparungen 82 zusammenwirken. Die in Radialrichtung äußeren, ebenen Flächen 96 jeder Nase 92 sind als Abflachungen an dem Außenumfang des Flansches 9o ausgebildet. Jede dieser Flächen 96 liegt in einer Ebene, die in parallelem Abstand zur Bodenfläche 84 der entsprechenden Aussparung 82 verläuft. Somit ist zwischen jeder Nase 92 und der zugehörigen Aussparung 82 ein sich in Radialrichtung erstreckender Spalt 9 8 vorhanden. Wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gestatten die Spalte 9 8 eine begrenzte Verdrehung der Tragstangen 78 und der daran befestigten Spannbacken 8o, so daß geringfügige Maßabweichungen und Oberflächen-Unregelmäßigkeiten des durch die Spannbacken erfaßten Werkstücks 58 ausgeglichen werden.

Die Betriebsweise des in den Fign. 6 bis 9 gezeigten Spannfutters ist im wesentlichen die gleiche wie die des in den Fign. 1 bis 5 gezeigten Spannfutters. Bei dem in den Fign. 6 bis 9 gezeigten Spannfutter verschieben sich jedoch die Spannbacken aufeinander zu, wenn die Zugstange 88 nach vorne verstellt wird, d.h., im Sinne der Fig. 6 nach rechts, und die Spannbacken werden auseinanderbewegt und erfassen das Werkstück an seinem Innenumfang, wenn die Zugstange zurückgezogen wird. Beim Zurückziehen der Zugstange verschieben sich die Spannbacken 8o in Axialrichtung nach innen und in Radialrichtung nach außen, wodurch sie das Werkstück 5 8 an dessen Innenumfang sicher erfassen und fest gegen die Anschläge 64 ziehen.

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Claims

Patentansprüche

1.j Spannfutter mit einem drehfest mit der Antriebspindel einer Werkzeugmaschine verbindbaren Futterkörper, an dessen senkrecht zur Drehachse verlaufender Stirnfläche ein Werkstück anlegbar ist und der mit mehreren kreisförmigen, in Urnfangsrichtung verteilten Bohrungen versehen ist, die in gleichen Abständen zur Mittelachse des Futterkörpers angeordnet sind, und einer Zugstange zur Betätigung des Spannfutters, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bohrungen (28) unter gleichen Winkeln geneigt zur Mittelachse des Futterkörpers (lo) verlaufen und die Bohrungen (28) die Stirnfläche (12) des Futterkörpers (lo) durchsetzen, daß im Futterkörper (lo) eine von dessen Rückfläche nach vorne verlaufende Mittelbohrung (18) ausgebildet ist, die an ihrem Außenumfang mit den hinteren Abschnitten der geneigten Bohrungen (28) in Verbindung steht, daß in jeder der geneigten Bohrungen (28) eine im Querschnitt kreisförmige Spannbacken-Tragstange (3o) gleitfähig angeordnet

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ist, die an ihrem vorderen Ende einen in Radialrichtung weisenden Spannbacken (32) trägt und an ihrem inneren Ende in die Mittelbohrung (18) verläuft, und daß der in Axialrichtung gleitfähig in der Mittelbohrung (18) angeordnete Betätigungsabschnitt (48) der Zugstange (42) mit den inneren Endabschnitten der Tragstangen (3o) durch eine formschlüssige Verbindung (36, 5o) gekuppelt ist, die ein begrenztes Drehspiel jeder Tragstange (3o) um die geneigte Achse gestattet, wobei die Spannbacken (32) bei einer Axialverstellung der Zugstange (42) in Axial- und Radialrichtung verschiebbar sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung (36, 5o) eine am inneren Endabschnitt jeder Tragstange (3o) ausgebildete, radial nach innen verlaufende Aussparung (36), die von senkrecht zur Tragstangenachse verlaufenden, axial auf Abstand gehaltenen Seitenflächen (Uo) begrenzt ist, und mehrere am Betätigungsabschnitt (48) der Zugstange (42) angeordnete, gleitfähig in den Aussparungen (36) einsitzende Nasen (5o) enthalt, wobei zwischen den Nasen (5o) und den Aussparungen (36) ein Radialspalt freige-

die
halten ist, durch den/Tragstangen (3o) geringfügig um ihre Längsachsen verdrehbar sind, wenn die Spannbacken (32) zwecks Einspannen eines Werkstückes (16) in Radialrichtung verschoben werden.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nase (5o) durch zwei Seitenflächen (54, 56) begrenzt ist, die in koplanarem, gleitfähigem Eingriff mit den Seitenflächen (4o) der Aussparungen (36) stehen, und daß die Radiallänge

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der Nasen (5o) geringer als die der Aussparungen (36) ist.

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4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einstückig am Futterkörper (5o) ein konzentrisch zur Futterkörper-

J achse angeordneter Ansatz (26) ausgebildet ist, der nach vorne über die Futterkörper-Stirnfläche (12) vorsteht, und die ge- > neigten Bohrungen (28) die Stirnfläche (12) und den einstückigen Ansatz (26) durchsetzen, wodurch jede Tragstange (3o) an ihrem vorderen Endabschnitt über einen Teil ihres Umfangs radial an dem einstückigen Ansatz (26) abgestützt ist, wobei der Spannbacken (32) an dem dem durch den Ansatz abgestützten Tragstangenabschnitt radial gegenüberliegenden Tragstangenabschnitt befestigt. ;

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ·

Bohrungen (28) nach vorne radial nach außen geneigt sind und * der einstückige Ansatz (26) in Umfangsrichtung um die radial i

äußeren Tragstangenabschnitte verläuft.

¹ <

6. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die j Bohrungen (76) in Vorwärtsrichtung radial nach innen geneigt !

verlaufen und der Ansatz als im Bereich der Futterkörperachse j

I von der Stirnfläche (62) des Futterkörpers (6o) nach vorne ί

vorstehender Anschlag (66) ausgebildet ist.

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