DE2313485A1

DE2313485A1 - Spannsegment

Info

Publication number: DE2313485A1
Application number: DE19732313485
Authority: DE
Inventors: Herbert Arnold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1974-10-03
Also published as: FR2222161A1; DE2313485B2; FR2222161B3; DE2313485C3; GB1437312A

Description

Patentanwalt

DipL-Math. Siegfried Knefei 2313485

633 Wetzlar

Wertherstraße 25 · Postfach

HERBERT ARNOLD, 629 WEILBURG, WEILSTRASSE 21

Spannsegment

Die Erfindung betrifft ein Spannsegment, wie es in Verbindung mit Produktionsmaschinen gebraucht wird, mit einem der Werkstückaufnahme, insbesondere der Aufnahme von Glasrohren oder dergleichen dienenden Spannfutter, bei dem Spannbacken mit Hilfe eines drehbaren Spannringes radial zur Drehachse verstellbar sind. Derartige Spannfutter haben den Vorteil, daß mit ihnen Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers eingespannt werden können, wobei die Durchmesserunterschiede der einzelnen Werkstücke sehr groß sein können. Die zum Stand der Technik gehörenden Spannfutter zeigen jedoch den Nachteil, daß das Einspannen eines Werkstückes durch Drehen des Spannringes von Hand erfolgen muß, was insbesondere dann umständlich ist, wenn das einzuspannende Werkstück so schwer ist, daß es mit zwei Händen beim Einspannen gehalten werden muß. In diesem Fall wird eine Hilfskraft für die Drehung des Spannringes benötigt.

409840/0042 α g

Andere Spannfutter arbeiten mit Spreizdornen. Die Backen des Spreizdornes werden mit Hilfe einer konisch auslaufenden Zugstange oder dergleichen auseinandergedrückt. Mit derartigen Spreizdornen können nur Werkstücke gleichen Durchmessers eingespannt werden. Ändert sich der Durchmesser, wird ein neuer Spreizdorn benötigt. Die Spreizdorne gestatten jedoch ein automatisches Spreizen der Backen, indem die Zugstange hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen oder auch elektrisch bewegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein SehneIispannsegment der eingangs genannten Art anzugeben, das es ermöglicht, Spannfutter über den gesamten Spannbereich automatisch betätigen zu können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Spannring mit Hilfe einer Kupplung mit einem Antriebsmotor in Drehverbindung bringbar ist, daß die Kupplung gleichzeitig auf eine lösbare Verbindung zwischen Spannring und Spannfutter wirkt und daß die Kupplung und die lösbare Verbindung gegensinnig arbeiten.

Wird bei dieser Ausbildung die Kupplung geschlossen, dann kann der Motor den Spannring drehen. Die lösbare Verbindung zwischen Spannring und Spannfutter ist geöffnet, so daß sich der Spannring relativ zum Spannfutter drehen kann und hierbei vorteilhaft über eine Schnecke oder dergleichen die im Spannfutter laufenden Spannbacken verschiebt. Wird die Kupplung geöffnet, dann schließt sich die lösbare Verbindung, und das Werkstück kann samt Spannfutter und Spannring mit der Arbeitsspindel zwecks Bearbeitung des Werkstückes ge-

40984Q/ÖCHV

dreht werden. Diese Ausbildung gewährleistet gleichzeitig, daß beim Anlaufen bzw. Abbremsen der Arbeitsspindel keine Relativbewegung zwischen Spannring und Spannfutter auftreten kann, wodurch die Spannbacken bewegt und das Werkstück unter Umständen freigegeben würde. Auch wird hierdurch die Wirkung der an den Spannbacken angreifenden Zentrifugalkraft ausgeschaltet.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, einen axial verschiebbaren, in Drehverbindung mit dem Motor stehenden Kupplungsring oder dergleichen vorzusehen. Dieser weist vorzugsweise eine konisch ausgebildete Fläche auf, und der Spannring zeigt eine entsprechende Gegenfläche. Der Spannvorgang erfolgt bei dieser Ausbildung dann, wenn die konische Fläche des Kupplungsringes und die des Spannringes Reibungsschluß haben.

Der Kupplungsring wirkt vorteilhaft auf jeweils einen Arm von federbelasteten Hebeln und die anderen Arme der Hebel drücken auf im Spannring axial verschiebbar gelagerte Bolzen, die sich unter dem Druck der Federn im entkuppelten Zustand mit ReibungsSchluß an das Spannfutter anlegen. Rückt die Kupplung ein, wird die Reibverbindung der Bolzen zum Spannfutter gelöst, d.h. der Spannring kann jetzt relativ zum Spannfutter gedreht werden.

Die axiale Verschiebung des Kupplungsringes wird zweckmäßig durch einen relativ zum Kupplungsring drehbaren und axial bewegbaren Ring bewirkt, der über ein Steilgewinde mit einem maschinenfesten Teil verbunden ist oder mit Hilfe einer Nutstiftverbindung oder dergleichen. Wird der Ring gedreht, dann bewegt er sich in axialer Richtung und nimmt hierbei

',09840/0042

je nach Drehrichtung zum Ein- und Entkuppeln den Kupplungsring mit. Zweckmäßig ist zwischen dem drehbaren Ring und dem Kupplungsring ein Druckkugellager vorgesehen, das die beim Einkuppeln auftretenden Kräfte zwischen drehbarem Ring und Kupplungsring auffängt.

Der drehbare Ring kann hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen um vorgegebene Winkelintervalle gedreht werden. Diese Winkelintervalle sind auf das Steilgewinde bzw. die Steigung der Nutstiftverbindung abgestellt, so daß ein sattes Anliegen der konischen Kupplungsflächen erfolgt. Der Antrieb des drehbaren und axial verschiebbaren Ringes steht zweckmäßig mit dem Motorantrieb des Kupplungsringes in Verdingung, vorzugsweise werden beide Antriebe mit Hilfe ein und desselben Fußwendeschalters betätigt.

Zwischen Motor und Spannring ist weiterhin eine Rutschkupplung mit Rückwärtssperre vorgesehen. Die Rutschkupplung bewirkt, daß der Druck der Spannbacken auf das Werkstück beim Einspannen in vorgesehenen Grenzen eingehalten werden kann, so daß auch empfindliche Glasrohre und dergleichen eingespannt werden können. Die Rückwärtssperre verhindert, daß beim Ausspannen des Werkstückes die rückläufige Motordrehung von der Rutschkupplung aufgefangen wird.

Das Spannfutter ist üblicherweise mit der Arbeitsspindel verbunden, um das Werkstück zur Bearbeitung drehen zu können. Damit beim Einspannen des Werkstückes beispielsweise auf Grund der in der Schnecke des Spannfutters auftretenden Reibung keine Drehbewegung auf die Arbeitsspindel übertragen wird, erfolgt eine automatische Arretierung der Arbeitsspindel.

409840/0042

Die Arretierung erfolgt in Wirkverbindung mit der erstgenannten Kupplung. Zweckmäßig wirkt hierzu der den Kupplungsring axial verschiebende Ring gleichzeitig auf wenigstens ein maschinenfest, jedoch federnd gelagertes Element (Arretierstift) und drückt dieses gegen einen mit dem Spannfutter und der Arbeitsspindel verbundenen Zentrierring- Der Zentrierring trägt zweckmäßig radial im Abstand voneinander angeordnete Bolzen. Wird der Kupplungsring zur Anlage an den Spannring gebracht, dann legt sich das federnde Element zwischen die Bolzen und verhindert eine Drehung des Zentrierringes und damit der Arbeitsspindel.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung; Fig. 2 die Seitenansicht der Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

In einem Spannfutter 1 sind in radial zur Drehachse A-A angeordneten Führungen 20 Spannbacken 21 verschiebbar, so daß sie sich beispielsweise an die Innen- oder Außenwandung eines Glasrohres 22 legen und dieses festhalten. Die Verschiebung der Spannbacken 21 wird mit Hilfe eines Spannringes 4 bewirkt, der eine Schnecke 23 aufweist, in die ein entsprechendes Gewinde 24 der Spannbacken 21 greift. Wird der Spannring 4 um die Achse A-A gedreht, dann verschieben sich bei feststehendem Spannfutter 1 die Spannbacken radial zur

409840/004?

2313435

Drehachse. Der Spannring 4 weist eine konische Fläche 5 auf, gegen die sich eine konische Fläche 25 eines Kupplungsringes S legt, wenn dieser in Richtung des Pfeiles 26 verschoben wird. Der Kupplungsring 8 trägt Zähne 27, in die ein Zahnrad 28 greift, das über ein Getriebe 29 und eine Rutschkupplung 30 mit Rückwärtssperre mit einem Antriebsmotor T5 verbunden ist.

Mit Hilfe eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebes 16, der an einen drehbaren und axial verschiebbaren Ring 7 angelenkt ist, kann der Ring 7 um vorgegebene Winkelintervalle mm die Achse A-A gedreht werden. Der Ring 7 trägt ein Steilgewinde 31, das in ein maschinenfestes Gegengewinde 32 greift. Wird der Ring 7 gedreht, dann bewegt er sich in Richtung des Pfeiles 18 und nimmt über ein Druckkugellager 9 den Kupplungsring 8 in Richtung des Pfeiles 26 mit. Die Flächen 5 und 25 kommen zur Anlage, und der Spannring 4 kann nun mit Hilfe des Motors 15 gedreht werden. Die Rutschkupplung 30 verhindert, daß die Spannbacken 21 einen zu großen Druck auf das eingespannte Werkstück ausüben, wenn der Motor nicht rechtzeitig abgestellt wird.

Zum Entkuppeln wird der Ring 7 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Ein Flansch 19 zieht den Kupplungsring 8 zurück. Die Rückwärtssperre der Rutschkupplung verhindert, daß sich die Rückwärtsdrehung des Motors in der Rutschkupplung fangt. -

Damit einerseits das Spannfutter 1 bei der Drehung des Spannringes 4 zum Einspannen des Werkstückes nicht mitgenommen wird und andererseits nach dem Einspannen des We rk-

40.9840/0(U?

Stückes ein sich ungewolltes Lösen des Werkstückes von den Spannbacken beim Anlaufen oder Abbremsen der Maschine durch eine hierdurch bewirkte Relativbewegung des Spannringes 4 zum Spannfutter 1 nicht erfolgt, sind der Spannring 4 und das Spannfutter 1 dann fest miteinander verbunden, wenn der Kupplungsring 8 die in Fig. 3 gezeichnete Lage eingenommen hat. Die Verbindung ist jedogh dann gelöst, wenn die Flächen 5 und 25 aufeinander liegen. Der Kupplungsring 8 drückt hierzu beim Einkuppeln auf die Arme 33 von um Zapfen 34 drehbare Hebel 12. Die anderen Arme 35 geben hierdurch Bolzen 13 frei, die im Kupplungsring 4 gelagert sind und mit ihren Endflächen 11 auf eine Fläche 36 des Spannfutters drücken. Im entkuppelten Zustand, wie in Fig. 3 dargestellt, wirken Federn 14 auf die Arme 33 der Hebel und pressen die Flächen 11 der Bolzen auf die Fläche 36, so daß ReibungsSchluß entsteht. In den Figuren ist nur eine derartige lösbare Verbindung zu sehen.

Das Spannfutter 1 ist mit der Arbeitsspindel 37 verbunden, welche in Kugellagern 38, 39 läuft. Damit beim Drehen des Ringes 4 mit Hilfe des Motors 15 die Arbeitsspindel und das Spannfutter nicht über die Schnecken 23, 24 mitgedreht werden, drückt der Ring 7 bei seiner Bewegung in Richtung des Pfeiles 18 mit einer Nase 40 auf einen axial verschiebbaren Arretierstift 41 und bewegt diesen in Richtung des Pfeiles 42.

Der Arretierstift 41 trifft mit einer Fläche 43 zwischen zugeordnete Bolzen 44, welche in einem mit dem Spannfutter 1 fest verbundenen Zentrierring 2 eingelassen sind. Der Arretierstift 41 ist gerätefest angeordnet und verhindert eine Drehung des Zentrierringes 2 und damit des Spannfutters 1 mit Arbeitsspindel.

409840/004?

Die Verschiebung des Zentrierstiftes 41 in Richtung des Pfeiles 42 erfolgt gegen den Druck einer Feder 45, so daß beim Entkuppeln der Ringe 4 und 8 der Zentrierring 2 wieder freigegeben wird. Mit Hilfe von Justierschrauben 10 kann der Abstand der Flächen 43 von den Bolzen 44 der Bewegung des Kupplungsringes 8 angepaßt werden.

409840/0042

Claims

Patentansprüche

ί1.)Spannsegment mit einem der Werkstückaufnahme, insbesondere der Aufnahme von Glasrohren oder dergleichen dienenden Spannfutter, bei dem Spannbacken mit Hilfe eines drehbaren Spannringes radial zur Drehachse der Maschine verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (4) mit Hilfe einer Kupplung (8, 25) mit einem Antriebsmotor (T5) in Drehverbindung bringbar ist, daß die Kupplung (8, 25) gleichzeitig auf eine lösbare Verbindung (11, 13) zwischen Spannring (4) und Spannfutter (1) wirkt und daß die Kupplung (8, 25) und die lösbare Verbindung (11, 13) gegensinnig arbeiten.
2. Spannsegment nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen axial verschiebbaren, in Drehverbindung mit dem Motor (15) stehenden Kupplungsring (8) oder dergleichen.
3. Spannsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (8) vorzugsweise eine konisch ausgebildete Fläche (15) aufweist und der Spannring (4) eine entsprechende Gegenfläche (5).
4. Spannsegment nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch federbelastete Hebel (12), auf deren einen Arm (33) der Kupplungsring (8) wirkt und deren andere Arme (35) auf in dem Spannring (4) in axialer Richtung verschiebbar gelagerte Bolzen (13) wirken, die im entkuppelten Zustand des Kupplungsringes (8) unter dem Druck der Federn (14) mit Reibungsschluß am Spannfutter (1) anliegen.

409840/004?

- ίο -
5. Spannsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung des Kupplungsringes (8) durch einen relativ zum Kupplungsring (8) drehbaren und axial bewegbaren Ring (7) erfolgt, der über ein Steilgewinde (31) mit einem maschinenfesten Teil (6) verbunden ist oder mit Hilfe einer Nutstiftverbindung oder dergleichen.
6. Spannsegment nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem drehbaren Ring (7) und dem Kupplungsring (8) ein Druckkugellager (9) vorgesehen ist.
7. Spannsegment nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Ring (7) hydraulisch, pneumatisch oder dergleichen um ein vorgegebenes Winkelintervall drehbar ist.
8. Spannsegment nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des drehbaren Ringes (7) mit dem Motorantrieb des Kupplungsringes (8) gekuppelt ist.
9. Spannsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor (15) und Spannring (4) eine Rutschkupplung (30) mit Rückwärtssperre vorgesehen ist.
10. Spannsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spannring (4) und Kupplungsring (8) ein mit dem Spannfutter (1) verbundener Zentrierring (2) angeordnet ist, der über eine weitere Kupplung (41, 43) oder dergleichen feststellbar ist.
11. Spannsegment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kupplung (41 , 43) in Wirkverbindung mit der erstgenannten Kupplung (8, 25) steht.

£09840/0042
12. Spannsegment nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kupplungsring (8) in axialer Richtung verschiebende Ring (7) wenigstens ein federnd gelagertes Element (41) (Arretierstift) gegen den Zentrierring (2) drückt.
13. Spannsegment nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine
Vielzahl von Bolzen (44), welche radial in geeignetem Abstand voneinander angeordnet sind.
14. Spannsegment nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (41) zwischen die im Zentrierring (2) angeordneten Bolzen (44) greift.

409840/004?

4t

L e e r s e i t e