DE2218637B2 - Spannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit mehreren, in einein Futterkörper radial beweglich geführten Spannbacken, die jeweils durch eine Örundbacke und eine an der Grundbacke auswechselbar befestigte Aufsatzbacke gebildet sind, weiche an der Stirnfläche der Grundbacke in Querrichtung unverschiebbar angeordnet ist, unter Belastung durch die Flieh- und Spannkräfte an einer über die gesamte Breite der Grundbacke verlaufenden und der radiaieu Lagebestimmung der Aufsatzbacke dienenden Anscklagfläche anliegt und beim Stillstand des leeren Spannfutters durch Klernmfedern gehalten ist.

Es sind bereits Spannfutter mit mehreren, jeweils aus Grundbacke und Aufsatzbacke bestehenden Spannbacken bekannt, bei denen die Aufsatzbacke in einer in der Stirnfläche der Grundbacke ausgebildeten Aussparung auswechselbar angeordnet ist und unter Belastung durch die Flieh- und Spannkräfte an einer Anschlagfläche anliegt. Bei diesen in der Praxis verwendeten Spannfuttern werden die Aufsatzbacken an den Grundbacken mit Hilfe von Schrauben befestigt, wobei je Aufsatzbacke mindestens eine, meistens jedoch zwei Schrauben vorgesehen sind. Die Befestigung kann entweder unmittelbar erfolgen, indem die Schrauben die Aufsatzbacke mit der Grundbacke verbinden, oder mittelbar durch Einklemmen der Aufsatzbacke in einer hinterschnittenen Nut der Grundbacke. Bei einer bekannten Ausführung der letztgenannten Art ist die Grundbacke mit einer querklemmbaren, schwalbenschwanzförmigen Nut versehen, in die ein entsprechendes Klemmteil der Aufsatzbacke eingeführt wird.

Der Nachteil dieser bekannten Backenbefestigungen besteht darin, daß zum Auswechseln der Aufsatzbacken je Spannbacke mindestens eine, meist jedoch zwei Schrauben gelöst oder gar entfernt und zusammen mit der neuen Aufsatzbacke wieder eingeschraubt werden müssen, so daß sich beim Backen-, wechsel erhebliche Umrüstarbeiten ergeben. Insbesondere bei Werkzeugmaschinen mit mehreren Spindein, beispielsweise Mehrspindeb'^omaten, ergeben sich auf diese Weise Maschinenstillstandszeiten, die einen wirtschaftlichen Fertigungsablauf verhindern.

Die Erfindung geht von einem aus der USA.-Patentschrift 3 583 717 bekannten Spannfutter aus, bei welchem jede Spannbacke aus einer Grundbacke und einer mittels Schrauben an der Grundbacke befestigten Aufsatzbacke besteht, die wiederum aus einem Basisteil und einem auswechselbar am Basisteil befestigten Spanneinsatz zusammengesetzt ist. Der Spanneinsatz ist an der Stirnfläche des Basisteiles in Querrichtung durch eine Paßfeder unverschiebbar gehalten. Unter Belastung durch die Flieh- und Spannkräfte liegt der Spanneinsatz an einer über die gesamte Breite des Basisteiles verlaufenden Anschlagfläche an, welche zugleich der Bestimmung der radialen Lage des Spanneinsatzes dient. Beim Still-

5:5 stand des nicht mit einem Werkstück versehenden Spannfutters werden die Spanneinsätze durch Klemmfedern gehalten, welche auf einen mit einem Kugelkopf versehenen Stift am Spanneinsatz einwirken.

Dieses bekannte Spannfutter hat den Nachteil, daß es trotz seines verhältnismäßig großen baulichen Aufwandes nur beschränkt verwendbar ist, da das jeweilige Werkstück ausschließlich mit der innenliegenden Spannfläche des Spanneinsatzes gespannt

6g werden kann, so daß der mit dem. bekannten Spannfutter bestre.ichbare Durchmesserbereich wesentlich eingeengt ist. Für den Fall, daß die Spannkraft zu sehr zur Vorderkante der Spanneinsätze verlagert

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wird, besteht die Gefahr eines Herausfallens der mit vernachlässigbar kleiner Elastizität ergibt. Spanneinsätze, da diese bei einer zu starken BeIa- Schließlich können die erfindungsgemäßen Aufsatzstung an ihrer Vorderkante um die Anschlagfläclie backen zur Anpassung an unterschiedliche Werkkippen und nach vorn aus dem Basisteil herausfallen stücke weitgehend zerspant werden, da nicht nui das können. Eine Verwendung der bekannten Spannein- 5 bisher für die Befestigungsschrauben erforderliche sätze für einen normalen Spannbereich und für über Volumen zerspant werden kann, sondern grundsätzdie Stützkante herausragende Kraftangriffspunkte ist lieh eine sehr weitgehende Volumenverringerung somit nicht möglich. Außerdem ist es unmöglich, den möglich ist, weil sowohl die Ansclilagfläche als auch Spanneinbätzen eine beliebige Form oder gar eine der hakenförmige Eingriff zwischen Aufsatzbacke axiale Ausladung ihrer Spannflächen zu geben, so io und Grundbacke an Stellen angeordnet sind, die daß die bekannte Ausführung nicht für die Verwen- außerhalb der möglichen Spannflächen liegen und dung beispielsweise an mehrspindligen Drehautomat somit keine Beschränkung der Zerspanbarkeit der ten geeignet ist, die eine Vielzahl von Aufsatzbacken Aufsatzbacke mit sich bringen,
erfordern, welche universell anwendbar und häufig . Die weiterhin bekannte französische Patentschrift unterschiedlichsten Werkstückformen anpaßbar sein 15 516 235 zeigt keine schnell wechselbare Aufsatz-Güssen, backe, sondern ein auswechselbares Einsatzstück für

Ausgehend von dein aus der USA.-Patentschrift einteilige Spannbacken, und zwar um diese dreistufi- |

3 5S3 717 bekannten Stand der Technik liegt der Er- gen Spannbacken in sogenannte Bohrbacken mit grofindung die Aufgabe zugrunde, eine schnell wechsel- ßer axialer Spannfiäche umwandeln zu können, ohne bare Aufsatzbacke zu schaffen, die eine beliebige, 20 daß ein Herausnehmen und Umdrehen der Spanndem Werkstück anpaßbare Form mit der jeweils er- backen erforderlich ist. Dieser bekannte Vorschlag forderlichen Ausladung in axialer Richtung aufwei- schaut aber nicht nur keine universelle Verwendbarsen kann und die weitgehend zerspanbar ist. keit einer schnell wechselbaren Aufsatzbacke, son-

Diese Aufgabenstellung wird mit der Erfindung dern unterscheidet sich auch hinsichtlich der offendadurch gelöst, daß jede Aufsatzbacke durch haken- 25 barten technischen Lösungen grundlegend vom Geförmig ineinandergreifende Halteleisten am radial in- genstand der vorliegenden Erfindung und ist darüber nenliegenden Ende der Grundbacke bzw. der Auf- hinaus bei den heutigen Anforderungen an Genauigsatzbacke an der Grundbacke festlegbar ist. keit praktisch nicht verwertbar. Diese mangelnde

Durch die Festlegung der Aufsatzbacke mittels ha- Verwertbarkeit ergibt sich auf Grund der Tatsache, kenförmig ineinandergreifender Halteleisten am ra- 30 daß die Einsatzstücke zum Einsetzen und Herausdial innenliegenden Ende der Grundbacke unterliegt nehmen eine Verschiebebewegung gegenüber der die Form und Ausladung der Spannflächen der Auf- Spannbacke ausführen müssen und daß das zu diesatzbacke keinerlei Beschränkung, da das beim Ein- sem Zweck erforderliche Bewegungsspiel der Paßfläspannen von Werkstücken auftretende Moment, wel- chen eine genaue Lagebestimmung und flächige Anches die Aufsatzbacken zu kippen versucht, auch bei 35 lage der Einsätze an der Spannbacke ausschließt,
großen Ausladungen sicher aufgenommen wird, so Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

daß eine universelle Ausbildung der Aufsatzbacken dung sind die ineinandergreifenden Halteleisten zumöglich ist. Erst durch die erfindungsgemäßen Maß- gleich mit der Anschlagfläche zur radialen Lagebenahmen werden somit die Vorteile der wegen Weg- Stimmung der Aufsatzbacke ausgebildet. Die Haltefalls der Befestigungselemente schnell wechselbaren 40 leisten können hierbei entweder kreisförmig oder geAufs atzbacken voll ausgenutzt, die darin zu sehen rade und bezüglich des Futterkörpers in der Art sind, daß die Aufsatzbacken ohne Lösen und Anzie- einer Sehne ausgebildet sein.

hen von Befestigungsschrauben äußerst schnell aus- Mit einem weiteren Merkmal der Erfindung wird

wechselbar sind und daß sie wegen Wegfalls der Be- vorgeschlagen, die Klemmfedern an der Grundbacke festigungseiemente ohne jegliche Beschränkung hin- 45 anzuordnen und mit jeweils einem Druckstück zu sichtlich der Form und Ausladung ihrer Spannflä- versehen, welches in eine Rastvertiefung in der Aufchen ausgebildet und durch Zerspanen an die jewei- satzbacke eingreift. Die Rastvertiefung kann entwelige Form des Werkstückes angepaßt werden können. der als kegelförmige Ansenkung oder als V-förmige Mit der Erfindung wird weiterhin eine Ausbildung Nut ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise werden geschaffen, die eine einfach und mit hoher Präzision 50 mindestens zwei, jeweils gegeneinander gerichtete herstellbare Anschlagfläche an der Grundbacke be- Klemmfedern an jeder Grundbacke angeordnet,
sitzt, so daß eine gute Einspann- und Rundlaufge- Bezüglich der Ausbildung der Klemmfedern kann

nauigkeit, eine große Wiederholgenauigkeit und eine es vorteilhaft sein, diese in einem Einsatzstück anunbeschränkte Austauschbarkeit unterschiedlicher zuordnen, welches in einer Quernut der Grundbacke Aufsatzbacken erzielt werden. Die erfindungsgemä- 55 befestigt wird. Vorzugsweise ist die Kraft der Ben Aufsatzbacken können somit auch an gleicharti- Klemmfedern einstellbar Zu diesem Zweck wird mit gen Spannfuttern verwendet und auf einem gleichar- der Erfindung schließlich vorgeschlagen, jede tigen Spannfutter der Werkzeugbauabteilung hin- Klemmfeder in der Bohrung eines in die Grundbacke ¹I sichtlich ihrer Spannflächen für das jeweilige Werk- bzw. in das Einsatzstück einschraubbaren Schrau-

stück hergerichtet werden. Trotz des Ersatzes der üb- to benbolzens anzuordnen, der verstellbar und mittels

liehen Befestigungsschrauben durch Klemmfeclern einer Kontermutter festlegbar ist.

und ein formschlüssiges Ineinandergreifen von In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele

; Grund- und Aufsatzbacke wird durch die erfinduntis- des erfindungsgemäßen Spannfutters dargestellt, und

gemäße Anordnung der Halteleisten am radial innen- zwar zeigt

; liegenden Ende der Grund- und Aufsatzbacken eine 65 Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Aussichere Befestigung der Aufsatzbacken auch bei axial führangsform,

weit ausladenden Spannflächen erzielt, da sich eine Fig.2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf

günstige Kraftübertragung auch der Kippmomente das Spannfutter nach Fig. 1,

Fig.3 eine Stirnansicht der ersten Ausführungsform,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform des Spannfutters,

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Draufsicht und

F i g. 6 eine Stirnansicht des Spannfutters nach Fig. 4.

Bei beiden Ausführungsformen weist das Spannfutter einen Futterkörper 1 auf, der mittels Futterbefestigungsschrauben la an einer nicht dargestellten Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt wird. In radialen Führungen des Futterkörpers 1 sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils dm Grundbacken 2 beweglich geführt, die durch einen axial bewegliche·: Spannkdben3 betätigt werden. Die Vorbindung zwischen dem Spannkolben 3 und den Grundbacken 2 erfolgt mittels schräg verlaufender Keilhaken. Der Spannkolbcn3 wird durch eine Zugschraube 3 a, dip mittels eines Lagerstückes 3 b am Spannkolben 3 festgelegt ist, mit einer nicht dargestellten Zugstange verbunden, welche sich in der Bohrung der Spindel erstreckt. Die Vorderseite des Futterkörpers 1 ist durch einen Deckel 4 verschlossen, der durch Deckelschrauben 4a am Futteikörper i befestigt wird.

Jede Grundbacke 2 ist mit einer Aufsatzbacke 5 versehen, welche in eine im Querschnitt rechteckige Aussparung in tier Stirnfläche der Grundbacke 2 eingesetzt ist. In radialer Richtung wird jede Aufsatzbacke 5 durch hakenförmig ineinandergreifende HaI-teleisten la bzw. 5« an der Grundbacke2 gehalten; die Halteleis'en 2 α und 5 α sind jeweils am innenliegenden Ende der Grundbackv. 2 bW. Aufsatzbackc 5 ausgebildet Uiid greifen formschlüssig ineinander.

Ok radiale Laiebestimmung j ed*·· ^Aufsatzbacke5 auf der zugehörigen Grundbacke 2 erfolgt durch eine Anschlagfläche 6, welche kreisförmig durch Drehen ausgebildet ist. Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 ist die Halteleiste 2a der Grundbacken 2 zugleich als Anschlagfläche 6 ausgeführt, wogegen bei der Ausführungsfo·"*.. nach Fig.4 bis6 eine gesonderte AnschlagfläclK ö am radial außenliegenden Teil der Grundbacker; 2 ausgebildet ist. Bei dieser zweiten AusfüTiiungsfcrm ist es möglich, die Halteleisten gerade auszubilden, so daß sie bezüglich des Futterkörpers in de." Art einer Sehne angeordnet sind. Da die Halteieisten 2 a und 5 a bei dieser Ausführungsform nicht als Anschlagfläche 6 dienen, werden in radialer Richtung keine besonders hohen Genauigkeitsanforderungen gestellt, so daß sie beispielsweise durch Hobeln hergestellt werden können. Bei der praktischen Ausführung kann natürlich die innere Anschlagfläche 6 für die Aufsatzbacke, die in F i g. 1 und 6 kreisbogenförmig dargestellt ist, gerade und sehnenfönnig geschliffen sein, wobei die Aufsatebacken an diesen Flächen mittels ebenfalls gerade gefrästen oder gehobelten Flächen anliegen.

Während die radiale Festlegung der Aufsatzbakken5 auf den Grundbadken 2 im Hinblick auf die aufzunehmenden Flieh- und Spannkräfte durch die hakenförmig ineinandergreifenden Halteleisten 2 a und 5 α und durch die Arischlagfläche 6 mit höchster Genauigkeit und der Möglichkeit z,ur Übertragung großer Kräfte erfolgt, geschieht die Festlegung der Aufsatzbacken 5 an den: Grundbacken 2 in axialer Richtung lediglich durch; Klemmfede.rn 7, welche

ίο seitlich auf die Aufsatzbacken 5 einwirken. Diese Klemmfedern 7 müssen die Aufsatzbacken 5 nur gegen ein unbeabsichtigtes Herausfallen sichern; sie können leicht durch Einführen bzw. Herausziehen der Aufsatzbacken 5 in axialer Richtung überwunden werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis3 sind die Klemmfedern 7 unmittelbar in den Grundbakken 2 angeordnet, und zwar jeweils zwei gegeneinander wirkende Klemmfedern 7 pro Grundbacke 2. Bei der zweiten Ausfülirungsform nach Fi g. 4 bis 6 ist in jede Grundbacke 2 ein spezielles Einsatzstück 11 eingesetzt, welches die Klemmfedern 7 enthält und mittels einer Befestigungsschraube 12 an der Grundbacke 2 angeschraubt wird.

Ir¹ beiden Fällen sind die Klennnfedern 7 jeweils mit einem Druckstück 8 versehen, welches mit einer kegelförmigen Ansenkung 5 h in der Seitenfläche der AufsatzbackeS zusammenwirkt. Um eine Verteilung der Klemmfedern 7 zu ermöglichen, sind diese jeweils in einer Bohrung eines Schraubenbolzens 9 angeordnet, der in die Grundbacke 2 bzw. in das Einsatzstück 11 einschraubbar und durch eine Kontermutter 10 festlcgbar ist. Je nach Einschraubtiefe de< Schraubenbolzens 0 ändert sich die Kiaft der Klemmfeder 7.

Zum Herausnehmen der Aufsatzbacken 5 ist es lediglich erforderlich, diese bei stillstehendem Spannfutter in radialer Richtung geringfügig nach innen zu schieben, so daß der hakenförmige Eingriff zwischen den Halteleisten 2 a und 5 c beseitigt wird. Anschließend werden die Aufsatzbacken5 in axialer Richtung nach vorn abgezogen, wobei die Kräfte der Klemmfedern 7 leicht überwunden werden. Das Einfügen eines neuen Satzes von Aufsatzbacken 5 erfolgt

in umgekehrter Reihenfolge, wobei die Klemmfedern 7 durch das Einrasten ihrer Druckstücke 8 in die kegelförmigen Ansenkungen 5 ή in den Aufsatzbacken 5 dafür sorgen, daß neben der axialen zugleich eine radiale Festlegung erfolgt, die bei Inbe-

triebnahme des Spannfutters dafür sorgt, daß die Halteleisten 2 α und 5 α sicher durch Formschluß ineinandergreifen. Die für die Genauigkeit des Spannfutters maßgebende Anlage der Aufsatzbacken 5 an den Anschlagflächen 6 der Grundbacken 2 erfolgt

selbsttätig durch die bei der Drehbewegung des Spannfutters auftretenden Fliehkräfte und durch die Spannkraft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche·

1. Spannfutter mit mehreren, in einem Futterkörper radial beweglich geführten Spannbacken, die jeweils durch eine Grundbacke und eine an der Grundbacke auswechselbar befestigte Aufsatzbacke gebildet sind, welche an der Stirnfläche der Grundbacke in Querrichtung unverschiebbar angeordnet ist, unter Belastung durch die Flieh- und Spannkräfte an einer über die gesamte Breite der Grundbacke verlaufenden und der radialen Lagebestimmung der Aufsatzbacke dienenden Anschlagfläche anliegt und beim Stillstand des leeren Spannfutters durch Klemmfedern gehalten ist, .dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufsatzbacke (5) durch hakenförmig ineinandergreifende Halteleisten (2 a, 5 a) am radial innenliegenden Ende der Grundbacke (2) bzw. der Aufsatzbacke (5) an der Grundbaclke (2) festgelegt ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Haiteleisten (2 a, 5 a) zugleich mit der Anschlagfläche (6) zur radialen Lagebestimmung der Aufsatzbacke (5) ausgebildet sind.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleisten (2 a, 5 a) kreisförmig ausgebildet sind.

4. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleisten (2 a, 5 a) gerade und bezüglich des Futterkörpers (1) in der Art einer Sehne ausgebildet sind.

5. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfedern (7) an der Grundbacke (2) angeordnet und mit jeweils sinem Druckstück (8) versehen sind, welches in eine Rastvertiefung (S b) in der Aufsatzbacke (5) eingreift.

6. Spannfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeiclniet, daß die Rastvertiefung als kegelförmiüc Ansenkung (5 b) ausgebildet ist.

7. Spannfutter nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, jeweils gegeneinander gerichtete Klemmfedern (7) an jeder Grundbacke (2) angeordnet sind.

8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfedern (7) in einem Einsatzstück (11) angeordnet sind, welches in einer Quernut der Grundbacke (2) befestigt ist.

9. Spannfutter nach Anspruch 5 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Klemmfedern (7) einstellbar ist.

10. Spannfutter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klemmfeder (7) in der Bohrung eines in die Grundbacke (2) bzw. in das Einsatzstück (11) einschraubbaren Schraubenbolzens (9) angeordnet ist, der verstellbar und mittels einer Kontermutter (10) festlegbajr ist.