-
Dreibackenfutter, insbesondere für Drehbanke Die erfindung bezieht
sich auf ein Dreibackenfutter, insbesondere für Drehbank, deren Spannbacken durch
ein um die Spindelachse drehbares Drehherz betätigbar sind.
-
Derartige Dreibackenfutter sind bereits bekannt und in aller ltegel
so ausgebildet, daß das Drehherz mehrere Spannkurven aufweist, die in entsprechende
Nuten der Spannbacken eingreifen, so daß beim Drehen des Drehherzes durch die Kurven
die in radialer Richtung in dem Futter geführten Spannbacken betätigt werden. Dies
zeigt aber den Nachteil, daß eine größere Anzahl derartiger Kurven in radialer Wichtung
im Abstand zueinander mit ebensovielen Nuten der Spannbacken im eingriff sein müssen,
damit die erforderliche Spannkraft mit sicherheit ausgeübt werden kann. Dadurch
ergibt sich nun aber der nachteil, daß alle Kurven in allen Nuten der
Spannbacken
ständig im Eingriff bleiben müssen, so daß der Spannbereich sowohl nach innen als
auch nach außen dieser bekannten Dreibackenfutter begrenzt ist.
-
Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß durch die erwähnte
erforderliche axiale Führung der bekannten Spannbacken immer die Möglichkeit besteht,
daß Drehspäne oder anderer Schmutz in das Futter eindringt. Schließlich is auch
die Fertigung der bekannten Spannbacken durch das Erfordernis der erwähnten Zähne
vergleichsweise schwierig und aufwendig, so daß für die meisten Betriebe kaum die
Möglichkeit besteht, solche Spannbacken selbst zu fertigen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Dreibackenfutter der
eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die genannten Schwierigkeiten behoben
und der Spannbereich vergrößert wird.
-
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß die
Spannbacken je an einem Ende von als einarmige Hebel ausgebildeten Spannarmen angeordnet
sind, die mittels je einer Spannwelle an ihrem anderen Ende antreibbar sind und
daß die Spannwellen mit dem Drehherz über je ein Gelenkstück und einen Antriebshebel
in Verbindung stehen, wobei der Antriebshebel am einen Ende drehfest mit der Spannwelle
verbunden ist und am anderen Ende an dem Gelenkstück angelenkt ist, welches anderenends
am Drehherz angelenkt ist. Dadurch ist es möglich, den minimalen Spannbereich z.B.
von 7 mm auf 4 mm zu verkleinern, während der
maximale Spannbereich
beim Åußenspannen bei sonst etwa gleichem Äufwand von 110 mm gemäß dem Stand der
Technik auf 260 mm durch die Erfindung erweitert wird. Dies liegt vor allem daran,
daß es möglich ist, die erwah-nten Spannarme über den Grundkörper des Futters weit
hinaus zu verschwenken, was aus den genannten Gründen bei den Dreibackenfuttern
nach dem Stand der Technik nicht möglich ist.
-
in weiterer Vorteil entsteht dadurch, daß durch die erfindungsgemäße
Bauart das Dreibackenfutter mit Ausnahme der Hebel völlig geschlossen ausgeführt
werden kann, und somit gar nicht die Möglichkeit besteht, daß Drehspäne oder andere
Verunreinigungen in den Futter körper mit dem erwähnten Getriebe eindringen.
-
Schließlich lassen sich die Spannbacken durch die Erfindung wesentlich
einfacher gestalten, weil sie nicht die erwähnten Zähne aufweisen müssen und im
übrigen auch wesentlich kleiner sind. Ein weiterer Vorteil entsteht auch noch dadurch,
daß man zum Vierkantspannen mit nur einem Sonderbacken auskommt.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Drehherz
mittels eines Schneckengetriebes antreibbar ist. Diese Antriebslösuug ist sehr einfach,
so daß das gesamte Backenfutter in diesem Falle wesentlich weniger aufwendig ist
als die erwähnten Dreibackenfutter nach dem Stand der Technik.
-
Besonders vorteilhaft ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, daß das Drehherz mittels einer in das Futter eingebauten Hydraulikpumpe
antreibbar ist, die ebenso wie das Schneckengetriebe durch einen Schlüssel von Hand
betätigbar ist und Öl auf einen mit dem Drehherz verbundenen Xingkolbep drückt.
Eine solche von Hand betätigte Hydraulikpumpe zeigt den Vorteil, daß die Betatigungskrafte
verhältnismäßig klein sind und daß auch der Betätigungsweg kleiner gehalten werden
kann als bei der erwähnten mechanischen Lösung. Bei einer Umdrehung des Schlüssels
verschieben sich beim Erfindungsgegenstand zum Beispiel die Backen in Spannrichtung
um 1 mm, während bei einem entsprechenden vergleichbaren Dreibackenfutter nach dem
Stan der Technik durch eine Umdrehung nur 1/2 mm Spannweg erzielt wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebswelle
der Hydraulikpumpe über ein Kupplungsstück für die Drehrichtungssteuerung mit mehreren
Rollen verbunden ist, die je einen in Gegenrichtung durch Druckfedern belasteten
Hydraulikkolben mit anlaufsch-rägen betätigen. Diese erfindungsgemäße Hydraulikpumpe
läßt sich in gedrängter Bauweise ausführen und ist dennoch sehr wirksam und zuverlässig,
sie hat sich in der Praxis bereits bewährt.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigen:
Fig. 1 Eine Draufsicht in Achsrichtung auf den
Erfindungsgegenstand, wobei einige Teile geschnitten sind; Fig. 2 eine Ansicht ähnlich
Fig. 1 mit weiteren Teilen geschnitten; Fig. 3 eine Ansicht in Achsrichtung des
Schneckengetriebes für die mechanische Lösung; Fig. 4 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht des Getriebes nach Fig. 3; Fig. 5 einen Schnitt durch die Pumpe nach
der Erfindung; Fig. 6 eine Draufsicht auf die Pumpe mit den Ventilen; Fig. 7 einen
Schnitt nach der Linie B - B der Fig. 6; Fig. 8 einen Ausschnitt aus der Ventileinrichtung;
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie A - A; Fig. 10 einen Axialschnitt durch einen
Teil des Futters; Fig.11 eine teilweise geschnittene Ansicht in Achsrichtung auf
die Drehrichtungsumschaltvorrichtung; Fig.12 einen Schnitt nach der Linie C - C
der Fig. 1.
-
Fig. 1 zeigt, daß an den Spannwellen 5a die Spannarme 5 angeordnet
und mit diesen fest verbunden sind. Durch Drehen der Welle 5a werden die Spannarme
5 in die Lage mit den unterbrochenen Linien geschwenkt. Am Ende der Spannarme sitzen
die Spannbacken 7, die zum Innen- und Außenspannen ohne Umsetzen geeignet sind.
Durch das geschnittene Teil ist noch die Öldruckkammer mit Kolben dargestellt, um
die Lage derselben zu zeigen. Obwohl sich die Spannbacken 7 nicht genau radial mit
Bezug auf den Mittelpunkt des Futters beim Spannen bewegen, sind die drei Angriffspunkte
immer
genau symmetrisch und zentrisch zu der Spannmitte in jedem
Augenblick angeordnet, auch bei ganz herausgeschwenkten Spannbacken 7, wie dies
zum Beispiel in Fig. 1 oben dargestellt ist. Man sieht hier, daß der Spannbereich
den Außendurchmesser des Spannfutters ganz erheblich überschreiten kann.
-
In Fig. 2 ist auf der rechten Seite die eingebaute Pumpe nach der
Erfindung veranschaulicht, die in weiteren Figuren noch im einzelnen erscheint.
Die Einzelheiten sollen daher in diesem Zusammenhang noch nicht erläutert werden.
Man sieht hier auch die Öldruckkammer 24 mit dem halbmondförmigen Kolben mit Gummimanschette
26 etwas deutlicher. Von diesem Ringkolben 25 wird nun das Drehmoment auf die Spannwelle
5a übertragen, wobei zu dieser Drehmomentenübertragung drei Zylinderstifte 12 exzentrisch
gegenüber der Welle 5a angeordnet sind. Von dieser zelle wird das Drehmoment zunächst
auf den Antriebshebel 10, von diesem auf das Gelenkstück 13 und dann auf das Drehherz
30 übertragen, wobei der Hebel und das Gelenkstück 13 sowie das Gelenkstück 13 und
das Drehherz 30 gelenkig miteinander verbunden sind.
-
Hierzu ist zwischen dem Antriebshebel 10 und dem Gelenkstück 13 der
Bolen 14 angeordnet, während zwischen dem Gelenkstück 13 und-dem Drehherz 30 der
Gelenkbolzen 15 angeordnet ist. Auf diese leise kann das Drehmoment von dem Drehherz
30 auf die Spannwelle 5a in einem gewissen Drehbereich übertragen werden. Dieser
Bereich ist völlig ausreichend, einen erheblich größeren-Spannbereich als
nach
dem Stand der Technik zu schaffen, wie dies einleitend gesagt wurde. Vor allem aber
ist durch diese Hebels übertragung möglich, eines größeres Drehmoment als anderenfalls
zu erzeugen Beispielsweise, würde bei der Anordx nung von Zahnrädern das übertragene
Drehmoment sehr viel niedriger liegen.
-
In den Fig. 3 und 4 ist die mechanische Lösung mit dem Schneckenradgetriebe
veranschaulicht Wie man sieht, ist das Drehherz 30 koaxial und einstückig mit einem
Schneckenrad 80 ausgebildet, in das die Schnecke 81 eingreift, die mit einem Sechskant
82 zum Drehen der Schnecke mittels eines Schlüssels verbunden ist. Fig. 4 zeigt
die einstückige Ausbildung des Drehherzes 30 mit dem Schneckenrad 80. Selbstverständlich
kann das Schneckenrad auch getrennt gefertigt und mit dem Drehherz drehfest verbunden
seine Fig. 5 zeigt Einzelheiten der Pumpe nach der Erfindung.
-
Das Drehmoment wird hier gleichfalls von Hand auf den Sechskant 52
aufgebracht, ähnlich wie das bezüglich des Sechskantes 82 nach der Fig. 5 mit der
mechanischen Lösung der Fall gewesen ist. Diese Sechskantantriebswelle 52 ist mit
einem Zahnrad und einer Anschlagkupplung für die drei Druckrollen 55 verbunden.
Dabei ist ein Kupplungsstück 53 mit einem Spiel von etwa 300 vorgesehen, das zub
erst die Steuerung für links- und Rechtsdrehung betätigt, die in Fig. 11 dargestellt
ist, und erst dann werden die Rollen 54 in gewünschter Drehrichtung-mit der Sechskantantriebswelle
verbunden. Das Gehäuse 41 nimmt vier Hydraulikkolben mit Anlaufschrägen 91 auf,
die-eine hin- und hergehende
Bewegung des Kolbens durch die Stahlrollen
54 erzeugen, wobei der kücklauf der Hydraulikkolben durch die acht Druckfedern 44
erzeugt wird 1 die auch für eine ständig Anlage der Kolben an der wolle sorten.
-
Forner sind vier Kugeln 45 als Ansaugventil vorgesehen, die mit Begrenzungsstiften
46 versehen sind. Dadurch soll erreicht lernen, daß die Kugel ganz in der Ähe der
Einsatzbohrung liegt und beim Kolhenniedergang sofort die Linlaßbohrung schlieft.
-
Der Ventildeckel 47, siehe Fig 8, ist mit vier (leinlaßventilen und
vier Auslaßventilen bestehend aus einer Kugel und einer Feder, als Rückschlagventilen,
versehen.
-
Illit 48 sind Ventildeckelschrauben bezeichnet, und es vier Kugelrückschlagventile
für den Ausschlag 49 vorgesehen, die mit Rückholfedern 50 beaufschlagt sind. @it
51 sind zwei Madenschrauben zur Übertragung des Sechskantantriebes zur Pumpe bezeichnet.
-
Fig. 6 zeigt nur das Ventilgehäuse 61 von außen, die Einzelheiten
sind der Fig. 7 zu entnehmen. Besonders wichtig ist hier der auf der Ventilsteuerwelle
62 sitzende Steuern ecken 64, siehe auch Fig. 11. Hierdurch wird nämlich die Drehrichtung
gesteuert. Das innen verzahnte Kupplungsstück 65 mit der erwähnten Anlaufschräge
für die Ventile ist fest verbunden. Las Kupplungsstück hat gegen den Anschlagnocken
so viel Spiel, wie für eine Drehrichtung benötigt wird. Die Melle bleibt in einer
bestimmten Stellung stehen, wenn man den Sechskant 52 weiterdreht. Line Senkkopfschraube
67 und
eine Anschlagscheibe 66 mit einer Bohrung sind ferner an
der rille vorgesehen, und der erwähnte Steuernocken 64 ist mit einer iückholzugfeder
68 versehen, damit der Nokken immer zentrisch zur Sechskantantriebswelle mit Zahnrad
steht. Der 'Jentilstößel 69 öffnet die Kugel und damit den Durchfluß zur Öldruckkammer,
wenn die Drehrichtung geändert wird, wobei für jede ein derartiger Stößel vorgesehen
ist. Zwei Steuerkugeln 70 mit Druckfedern 71 sind für den liücklauf-vorgesehen7und
mit 72 ist ein Rohrkupplungsstück bezeichnet, daß eine Kupferringdichtung 73 und
eine Schraube 74 mit einem Innenloch enthält. Zwei Öldruckrohre 77 für die Steuerung
links und rechts führen von der Pumpe zur Steuerwelle und sind mit je einer Überwurfmuter
78 befestigt.
-
Fig. 9 zeigt unter anderem, daß das Gehäuse mit Dichtungen 17 und
18 in der Deckplatte 16 versehen ist. Ferner sieht man hier den hydraulischen Antriebskolben
25 für den Hauptantrieb, der halbmondförmig und im Profil rechteckig ist, wie der
Fig. 9 entnommen werden kann. Das darin befindliche Loch ist für die Gummimanschette
26 vorgesehen.
-
Der Öldruckkammerdeckel 28 ist mit einer Dichtung 27 abgedichtet,
und die Befestigungsschrauben 29 sind für den Deckel auf der Öldruckkammer 24 vorgesehen.
Wie schon erwährt, wird das Drehherz 30 durch den Kolben 25 angetrieben.
-
Hierzu ist der Keil 32 des Drehherzes 30 vorgesehen, der mittels der
Befestigungsschrauben 33 auf dem Drehherz sitzt.
-
In Fig 10 ist die Gehäusewand des Spannfutters zu sehen,
die
gleichzeitig das Gehäuse eines Ölvorratsbehälters bildet. Mit 2 ist eine Bronzebuchse
für den Spannarm bezeichnet, und in dieser Schnittdarstellung ist auch eine Imbusschraube
zum Befestigen des Antriebshebels auf der Welle 5a des Spannarmes im Schnitt dargestellt,
welche Teile bereits in Fig. 2 erwfihnt worden sind. Dieso Teile sind natürlich,
wie Fig. 1 zeigt, dreimal vorhanden und jede Spannwelle 5a ist gegenüber der nächsten
um 120° versetzt.
-
Fig. 11 zeigt besonders die mit Bezug auf Fig. 7 schon erwähnte Anordnung
des Steuernockens 64, der sich gerade in seiner Umschaltphase befindet, Im Nachfolgenden
wird die ,Jirkungsweise des erfindungsgemäßen Hydraulikantriebes näher erläutert.
Die in Fig. 2 eingebaute Hydraulikpumpe kann als gan vollständig ausgebaut werden,
ihre Einzelteile wurden in den Fig. 5 bis 8 näher erläutert. Das Gehause 1 ist att
Öl bis unterhalb der Entlüftungsschraub 9 nach Fig. 1 gefüllt. Beim Aufstecken des
Schlüssels auf die Sechskantwelle 52 wird die Schraube 9 geöffnet, damit das Gehäuse
entlüftet und das Öl in der Pumpe angesaugt werden kann. idenn nun die Welle 52.
z.B. nach rechts gedreht wird, wird durch den Steuernocken 64, siehe Fig. 11mit
der Ventilsteuerwelle 62, Fig. 7, so gedreht, daß die Öldruckleitung 79, Fig. 1,über
das Steuerventil 75 zur Pumpe frei wird. Gleichzeitig wird auch das hiermit verbundeneKupplungsstück
65 auf der Welle 62 mit seiner Anlaufschräge 91 zur Verschiebung
der
Ventilstöße 69 verdreht und öffnet die Steuerkugel 70, damit das Öl in der linken
Druckkammer 24 in das Gehäuse 1 zurücklaufen kann. Dreht man nun die Welle 52 eiter
in der gleichen Richtung nach rechts, dann nimmt sie das Kupplungsstück 53 mit den
Rollen 54 mit, wodurch die vier pumpen 42 nacheinander in bewegung gesetzt werden.
Dabei saugen die Pumpenkolben Öl us dem Gehäuse über das Ansaugventil 45 an. Bei
der Bewegung der Kolben 42 durch die wollen 54 wird das Ventil 45 geschlossen, und
das Öl äber das Auslafventil 49, das Druckrohr 77, das Steuerventil 75 und das Druckrohr
79 in die rechte Öldruckkammer 24 gepumpt. Gleichzeitig wird die linke entsprechende
Öldruckkammer geöffnet. Der Druck in der rechten Kammer drückt nun den Kolben 25
mit seiner Gummimanschette 26 nach rechts, und dadurch wird auch das mit den Kolben
über den Keil 32 verbundene Drehhers 30 angetrieben.
-
Die weitere Übertragung der Spannkraft von dem Drehherz 30 auf die
Spanntacken 7 nach Fig. 1 ist bereits oben erläutert worden. Die Antriebskraft geht
hier über die drei Gelenkstücke 13 auf die drei kntriebshebel 10 und wird von da
schlieldich auf die drei Spannarme 5 übertragen, die mit den Spannbacken verbunden
sind. Dadurch spannen die Spannarme das werkstück immer zentrisch.
-
Zum Öffnen der Spannarme Ivira der sechskant 52 nach links gedreht,
und die Funktion wiederholt sich in gleicher heihenfolge aber in umgekehrter Richtung.
wesentlich ist, daß die
Steuerung der Richtungsumkehr durch die
Erfindung unter den Steuernocken 64 erfolgt, noch bevor die Pumpe ihre arbeit beginnt.
-
Der Spannbacken 7 nach Fig. 12 kann durch die Erfindung klein und
einfach gebaut sein, und es sind hier zwei veschiedene Anschläge für das Innenspannen
von werkstücken vorgesehen, doch sind die verschiedensten anderen Ausführungsformen
von Spannbacken 7 möglich. Es genügen zwei lmbusschrauben 8, um eine spannbacke
ljlit dei erforclerlichen Sicherheit und Genauigkeit zu befestigen.
-
Dadurch, daß das Gehause 1 geschlossen und ständig mit Öl gefüllt
ist, werden die bewegbaren Teile standiO geschmiert und vor allem kann gar kein
Schmutz, insbesondere Drehsplne, eindringen. Dadurch ist natürlich auch der Verschleiß
ganz wesentlich reduziert, zumal abgesehen vom Lüften durch die erwahnte Entlüftungsschraube
auch gar keine Luft an die kewegbaren Innenteile dringen kann, so daß auch ein hostansatz
bei den bewegbaren Innen teilen praktisch überhaupt nicht auftreten kann. Daher
zeigt der Erfindungsgegenstand sowohl bei der mechanischen als auch bei der hydraulischen
ausführung eine sehr große Lebensdauer. Gerade im Hinblick auf die erforderliche
Genauigkeit beim Spannen ist dies von großer Bedeutung, da bei herkömmlichen Spannfuttern
die Spanngenauigkeit von dem Lebensalter der bekannten Spannbacken abhängig ist.
Außerdem ist natürlich die hyraulische Lösung ganz unabhängig von dem Vorhandensein
irgendeiner Kraftquelle wie Druckluft oder Drucköl.
-
Infolge der unsymmetrischen Anordnung des Antriebsgetriebes, nämlich
entweder des Schneckengetriebes oder der Pumpe mit der Ventileinrichtung ist noch
nötig, Auswuchlgewichte 21, siehe Fig. 2, mit Schrauben 22 zu befestigen, wodurch
die Unwucht vollstondig beseitigt werden kann. Die Halterung für das Auswuchtgewicht
erfolgt mittels der Befestigungsschrauben 23. Das Auswuchten selbst erfolgt auf
einer bekannten Auswuchtmaschine und kann mit sehr großer Genauigkeit vorgenomeiern
werden, und zwar ist dies ein völlig einmaliger Vorgang. Dadurch kann die Unwucht
praktisch völlig beseitigt werden.