DE2162586C3 - Spannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei diesem bekannten Spannfutter (DL-PS 39 385) ist die Einrichtung zum Einstellen der radialen Lage der Spannbacken unabhängig vom Spannglied vorgesehen und weist ein von außen her zu betätigendes Ritzel und ein hiervon getriebenes, rastbares Zahnrad auf. das eine ebene Spiralverzahnung treibt, mit der eine ihr gegenüber unverdrehbare Gegenverzahnung im Eingriff steht, die auf der Rückseite der radial verschieblichen Spannbacken angeordnet ist. Das Zahnrad ist in Segmente unterteilt, die ihrerseits zusammen mit den Spannbacken radial verscniebiich bind, rvmicis der Einrichtung zum Einstellen der radialen Lage der Spannbacken wird der Spanndurchmesser des Spannfutters eingestellt, und mittels des Spanngliedes werden Spannbacken und Segmente gemeinsam radial /um Freigeben bzw. Spannen eines,Werkslücks verschoben. Das Plangewinde, das in die Vorderseite der Segmente eingeschnitten ist, bildet aber nur in einer bestimmten Segmentstellung eine ununterbrochene, stetige Gewindelinie; werden die Segmente radial verschoben, dann erhält die Gewindclinie an den Segmentteilungen jeweils Unstetigke|tsstellen. Dies bedeutet aber, daß das Gegengewinde der Spannbacken beim radialen Verschieben der Segmente entweder ein so großes

Flankenspiel aufweisen muß. daß es imstande ist. die Unstetigkeitsstellen des Gewindeverlaufs an Segmemteilungen aufzunehmen, oder daß die Spannbacken die Segmen'teilungen bei der Radialbewegung der Segmente nicht übergreifen dürfen. Im ersten Fall bedeutet dies ein unzulässig hohes Flankenspiel in der Gewindepaarung zwischen Segmenten und Spannbacken, und im zweiten Fall bedeutet dies, daß bestimmte Spannpositionen im Betrieb des bekannten Spannfutters nicht eingestellt werden dürfen.

Diesen Nachteiä vermeidet zwar ;in weiteres bekanntes Spannfutter (US-PS 25 97 280), indem es anstelle der in radial verschiebliche Segmente unterteilten Plangewindeacheibe eine unteilbare vorsieht. Radial verschiebliche Führungsstücke stehen ständig in Gewindeeingriff; auf diesen Führungsstücken sind axial verschiebliche Keilblöcke mit einer Schrägfläche vorgesehen, die mit einer entsprechenden Schrägfläche an den durch Federn radial nach außen gedrückten Spannbacken im Eingriff steht. Durch tinen mit dem Spannfutter umlaufenden Druckkolben werden die Keilblöcke axial hin- und herbewegt, so daß die Spannbacken entsprechend ihrer Stellung aufgrund der Federkraft radial nach außen bzw. aufgrund der Kraft des Spannkolbens radial nach innen bewegt werden. Da diese Federkraft aber nicht ausreichend ist. die /um sicheren Spannsitz /wischen Werkstück und Spannbakke erforderliche Anpreßkraft /u liefern, ist es mit der bekannten Vorrichtung nur möglich. Werkstücke /u spannen, die kleiner sind als der größte durch die Radialverschiebung der Spannbacken freigegebene Durchmesser. Das »Innenspannen« von Werkstucken, die größer sind als dieser Durchmesser, und bei denen die Spannbacken an einem Innendurchmesser des Werkstücks mit nach außen gerichteter Spannkraft angreifen, ist nicht möglich. Ferner weist die bekannte Vorrichtung den Nachteil auf. daß der Betätigungskol ben für die Spanneinrichtung zusammen mit dem gesamten Spannfutter umläuft, so daß dessen Beaufschlagen mit Hydraulikflüssigkeit erschwert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es mit großer Genauigkeit und unter geringem Eigenverschleiß innerhalb seines Einstellbereichs auf jeden beliebigen Innen- oder Auüenspanndurchmebser einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenverzahnung an den Spannbacken zugeordneteti und mit den Spannbacken in Keilverbindung stehenden Gleitstücken angeordnet ist. die zusammen mit dem Planspiratzahnrad am Spannglied angeordnet sind. Es befinden sich somit dh Gleitstücke in ständigem Gewindeeingriff mit dem Planspiralzahnrad, das seinerseits ungeteilt ist und somit die Einstellung je<W hdiebieen radialen Position der Gleitstücke pestattet. Über die Keilverbindung ist eine derartige f aftübertragung auf die Spannbacken möglich, daß diese ein Werkstück sowohl außen als auch innen spannen können. Es ist hierbei in besonders vorteilhafter Weise möglich, jeder Gleitstück einstückig mit einer Zunge von im wesentlichen T-förmigem Querschnitt zu versehen. Jie in eine in jeder Spannbacke ausgebildete Nut von entsprechendem Querschnitt verschiebbar eingepaßt ist, wobei Zunge und Nut derartig zur Achse des Spannfutters hin abgeschrägt sind, daß sie die erfindungsgemäße Keitwirlcung unter Kraftübertragung radial sowohl nach außen als auch nach innen bewirken.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Planspiralzahnrad in einer Ringnut deb Spanngliedes angeordnet und von einer ringförmigen Abdeckung gehalten, die gemäß einer weiteren vorteilhaften· Ausbildung eine Bohrung aufweist, die durch einen Klopfen verschlossen ist, auf dem sich von innen her ein^: Druckfeder abstützt, die mit ihrem freien Ende einen Zapfen radial nach innen drückt, der mit dem Planspiralrad in Eingriff tritt und Lomit verhindert daß sich dieses unbeabsichtigt verdreht und somit die Spannweite des erfindurgsgemäßen Spannfutters verstellt.

Die axiale Bewegung der G'.usuicke, dit eine kraftvolle radiale Bewegung der Siützöc¹··-ber aufgrund einer Keilwirkung verursacht, w:id miiu Oer Stange erhielt, die aus dem Führungsblock herw'_:>ragt. um mit einer zweckmäßigen Antriebs-innch ■<■„ verbunden zu werden, während die radialt B.^«»gung der Gleitstücke durch e:nen Eingriff von Har ! nevvirkt werden kann.

Die Erfindung wird n, <· -Hgend anhand von schemalischen Zeichnungen eines. Devorzugten Ausführungsbeispisls näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine te-.lweise aufgeschnitten dargestellte Vorderansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in der Ausbildung als Dreibaokenuniversalspannfutter,

Fig. 2 einen Axialschnitt, nach der Linie 11-11 in Fig. 1.

F i g. 3 eine teilweise aufgeschnitten dargestellte Vorderansicht des Spannfutters gemäß Fi ς. 1,

Fig.4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

F ι g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Planspiralzohnrades des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels.

F ι g. b in auseinandergezo^oncr. perspektivischer Darstellung ein Gleitstück und eine Spannbacke

F ι g. 7 die Vorderseite eines an der Rückseite des Spannfutters angebrachten Abdeckung,

F ι g. 8 die Rückseite eines Spenngliedes.

Wie ais Fig. 1,2,3 und4 hervorgeht,ist ein Gehäuse 1 von insgesamt zylindrischer Gestalt mit mehrerer (bei diesem Ausführungsbeispiel drei) radialen Führungsnuten 2 in seiner Stirnse^e versehen. Wie am besten aus Fig.4 zu entnehmen ist. sind Radialnnten la einander gegenüberliegend in den Seitenflächen jeder der Führungsnuien 2 ausgebildet. Eine Spannbacke 3 mit Führungsleisten 3a an beiden Seiten, die in die Nuten la gleitend passen, ist in jeder der Führungsnuten 2 verschiebbar aufgenommen. Eine in Fig. 2 strichpunktiert gezeigte Aufsatzbacke 4 ist an der Vorderseite jeder der Spannbacken 3 befestigt. |ede Spannbacke 3 hat eine axiale Eingriffsnut 3£> mit im wesentlichen T-förmigem Querschnitt an ihrem radia¹ inneren Ende, welche 5;ch gegenüber der Ach»·? d" Spannfutters derartig geneigt e,streckt, daß sie in Richtung zur Aufsatzbacke 4 hin der Achse angenähert ist wie F i g. 2 und F-1 g. 6 zeigen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist /entrisch im Gehäuse 1 ein im wesentlichen zylindrischer Hohlraum la ausgebildet, in dem ein Spannglied 5 axial verschiebbar eingepaßt ist. Die gewünschte axiale Bewegung dieses Spannglicdcs wird über eine in der Miite an seinem hinteren Encie befestigte Stange 6 bewirkt, die von einer Einrichtung, beispielsweise einer hier nicht gezeigten pneumatischen oder hydraulischen Zylindcr-Kolbcn-Anordnung, antrciobar ist. In der Stirnseite des Spanngliedcs 5 s^:nd radiale Führungsschlitzc 7 vorgese

hen. in deren beiden Seitenflächen einander gegenüberliegende radiale Führungsnuten 7a angeordnet sind. Diese Führungsschlitze 7 fluchten axial mit den entsprechenden Führungsnuten 2 im Gehäuse 1 des Spannfutters.

Wie aus Fig.2 und 4 hervorgeht ist in jedem der Führungsschlitze 7 ein Gleitstück 8 verschiebbar aufgenommen, welches mit in die Führungsnuten 7a eingepaßten, seitlichen Führungsleisten 8a f^führt ist An der Vorderseite des Gleitstücks 8 ist in ein τι Stück mit demselben eine Eingriffszunge 8b von im esentlichen T-förmigem Querschnitt vorgesehen, die sich derartig geneigt erstreckt, daß sie verschiebbar in die geneigte Eingriffsnut 3b in jeder Spannbacke 3 eingreift, wie am besten in F i g. 6 gezeigt. Eine Zahnstange 8c mit einer Reihe von gekrümmten oder gebogenen Zähnen, die gleichfalls in F i g. 6 dargestellt ist, ist an- der Rückseite jedes Gleitstücks 8 ausgebildet.

Im hinteren Ende des Spanngliedes 5 ist eine Ringnut 5a ausgebildet, in der ein Planspiralzahnrad 9 (Fig. 5) drehbar aufgenommen ist. D:e Stirnfläche des Planspiralzahnrades 9 ist mit einer Plnnspiralverzahnung 9a versehen, während seine Rückseite als Kegelradverzahnung 9b ausgebildet ist. Die Planspiralverzahnur.g 9a liegt zu den radialen Führungsschlitzen 7 hin frei und kämmt mit den gekrümmten Zähnen der Zahnslange 8<λ Wi. in also das Planspiralzahnrad 9 in der Ringnut 5./ gedreht wird, werden die Gleitstücke 8 entlang !er Führungsschlitze 7 radial nach innen oder außen bewegt. Eine ringförmige Abdeckung 10 ist an der Rückseile der Nut 5a im Spannglied 5 befestigt, um zu verhindern, daß sich das Planspiralzahnrad 9 aus der Ringn'it 5a löst.

Wie Fig. 8 im einzelnen zeigt, ist das Spannglied 5 mit einer Aussparung lla von halbzylindrischer Gestalt ausgebildet, die sich radial durch einen Ringflansch 5b außerhalb der Ringnut 5a erstreckt. Ferner ist eine halbkreisförmige Nut 11b im mittleren Teil der Aussparung lla ausgebildet. In der Vorderseite der AbdecV-ung 10 sind gemäß Fig. 7 insgesamt mit 12 bezeichnete, entsprechende Aussparungen ausgebildet, zi· denen eine halbzylindrische Aussparung 12a entsprechend der Aussparung lla im Spannglied 5 und eine tiefere Nut 12b entsprechend d-.-r Nut 11b gehören. Ferner sind an der radia! inneren Seite der Aussparungen 12a und der Nuten 12b eine große Aussparung 12c und eine kleine Aussparung 12c/, beide von halbzylindrischer Gestalt, ausgebildet.

Wie aus Fig. 2 hevorgeht, bilden die einander entsprechend gestalteten Aussparungen lla und 12a einen zylindrischen Hohlraum, während die einander entsprechend ausgebildeten Nuten 11b und 12b in ähnlicher Weise eine Ringnut bilden. Die haltzylhidri- :>che Aussparung 12c in der Abdeckung 10 bildet einen verhältnismäßig großen Hohlraum zwischen dem Spannglied 5 und der Abdeckung iO, in Jem ein Kegelrad 13 aufgenommen ist, welches mit der Kegelradverzahnung9bam Planspiralzahnrad9 kämmt. Dieses Kegelrad 13 ist über eine Welle 13a, die in dem von den Aussparungen 11<? und 12a gebildeten Raum aufgenommen ist, und eine Welle 13b, die in der halbzylindrischen Aussparung l2c/in der Abdeckung 10 aufgenommen ist, drehbar abgestutzt. Die Welle 13a ist mi' einer 'Vingnut versehen, in die ein Ringbund 14 in Form von einem Paa. einander zugeordneter Ringhälften eng eingepaßt ist, die ihrerseits in den einander entsprechend ausgebildeten Nuten 11b und 12b aufgenommen sind, um den Axialdruck des Kegelrades

13 abzustützen.

Wie Fig. 1, 2 und 3 zeigen, ist im Gehäuse t eine Ausnehmung 15 vorgesehen, welche sich radial zwischen der Umfangsfläehe des Gehäuses und dem Ende der Welle 13.7 des Kegelrades 13 erstreckt, Diese Ausnehmung 15 ist normalerweise durch einen eingeschraubten Stopfen 16 verschlossen gehalten. In der Abdeckung 10 an der Rückseite des Spannfutters ist , eine Bohrung 17 vorgesehen, welche sich axial durch die Abdeckung erstreckt und gleichfalls von einem cinge- '° schraubten Stopfen 18 verschlossen ist. In die Bohrung 17 ist ein Stift 19 eingesetzt, der von einer schraubenlinienförmigen Druckfeder 20 gegen die Verzahnung 9b des Planspiralzahnrades 9 gepreßt ist. um ein unerwünschtes oder unbeabsichtigtes Drehendes Planspiral- '5 Zahnrades 9 zu verhindern.

Ein Hohlraum 21 (Fig.2) ist im Anschluß an die Führungsschlitze 7 radial nach außen vorgesehen, um eine Bewegung jedes Gleitstücks 8 nach außen zu ermöglichen. An der Vorderseite des Spannfuttergehäu- zo ses ί ist ein Deckel 22 mittels Schrauben 23 od, dgl, befestigt, um das Eindringen von Staub zu verhindern. Mehrere Bolzen 24, die jeweils bei 24a mit Schraubgewinde versehen sind, und sich axial durch das Gehäuse 1 erstrecken, dienen zum Befestigen des Spannfutters an einer hier nicht gezeigten Maschine.

Das oben beschriebene Spannfutter arbeitet in der praktischen Anwendung wie folgt:

Zum Einstellen der Spannbacken 3 mit den Aufsatzbacken 4 vor Aufnahme eines Werkstücks von gegebener Größe wird zunächst der Stopfen 16 entfernt. Die Welle 13ades Kegelrades 13 wird dann mit einem Werkzeug durch die Ausnehmung 15 hindurch gedreht. Auf diese Weise wird das Planspiralzahnrad 9 gedreht, was eine radiale Verschiebung der Gleitstücke 8 bewirkt, deren Zahnstange 8c mit der Spiralverzahnung 9n des Planspiralzahnrades 9 kämmt. Dds ermöglicht das Verstellen der Spannbacken, so daß sie Werkstücke oder Werkzeuge von unterschiedlicher Große aufnehmen können. Auf diese Weise kann gleichermaßen die Spannbackenverstellung bei einer mechanischen Betätigung des Spannfutters als auch das Erfassung des Werkstücks im' Handbetrieb bewirkt werden. Es ist offensichtlich, daß der in Fig.2 und 4 gezeigte Stift 19 von der schraubenlinienförmigen Druckfeder 20 derartig gegen die Kegelradverzahnung 96 gedrückt ist, daß er eine Drehbewegung des Planspiralzahnrades 9 beim Verstellen der Spannbacken erlaubt, jedoch jede unerwünschte oder unbeabsichtigte Umdrehung des Planspiralzahnrades verhindert, sobald es in eine gewünschte Winkelstellung gebracht worden ist.

Zum Spannen wird das Spannglied 5 mittels einer hier nicht gezeigten Antriebseinrichtung über die Stange 6 axial gegenüber dem Spannfuttergehäuse 1 bewegt. Bei dieser Bewegung des Spanngliedes 5 werden die Gleitstücke 8, die in den Führungsschlitzen 7 im Spannglied 5 aufgenommen sind, gleichfalls axial bewegt. Folglich werden die Spannbacken 3, deren geneigte Nuten 3d mit den geneigten Eingriffszungen Sb der 3leitstücke8im Eingriff stehen, aufgrund der durch den Nut- und Federeingriff verursachten Keilwirkung radial bewegt. Es sei darauf hingewiesen, daß in diesem Fall die Spannbacken 3 und^ folglich auch die Aufsatzbacken 4 aufgrund dieser Keilwirkung eine große Kraft ausüben können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

	!_ ■ ί
	■k
	' -.-,Τ% 2Sr-:<G
f^- -r-t #*-	ΐ

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spannfutter mit mehreren, im Futtergehäuse radial verschiebbar angeordneten Spannbacken, die synchron von einem im Futtergehäuse axial verschiebbar angeordneten Spannglied über je eine Keilverbindung antreibbar sind und mit einer Einrichtung zum Einstellen der radialen Lage der Spannbacken mit einem von außen her zu betätigenden Ritzel, das in die Kegelverzahnung eines Planspiralzahnrades eingreift, dessen Spiralverzahnung in eine mit den Spannbacken verbundene Gegenverzahnung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenverzahnung an den Spannbacken (3) zugeordneten und mit den Spannbacken in Keilverbindung stehenden Gleitstücken (8) angeordnet ist. die zusammen mit dem Planspiralzahnrad (9) am Spannglied (5) angeordnet sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plarspiralzahnrad (9) in einer Ringnut (5a) des Spanngliedes (5) angeordnet und von einer ringförmigen Abdeckung (10) gehalten ist.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (13) an seiner Welle (13a) einen RHgbund (14) aufweist, der von einer im Spannglied (5) und in der Abdeckung (10) gebildeten Ringnut gehaltert ist.

4. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprujhe, gekennzeichnet durch einen Stift (19), der beweglich in der ringförmigen Abdeckung (10) sitzt und mit derr Planniralzahnrad (9) auf der Stirnseite der Verzahnung für den Ritzeleingriff in Kontakt steht, wobei cias ofiane Ende der Bohrung durch einen Stopfen (18) verschlossen \ind zwischen dem Stopfen (18) und dem Stift (19) eine Druckfeder angeordnet ist, die den Stift gegen das Planspiralrad (9) drückt.