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Kraftbetätigtes Backenfutter
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Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftbetätigtes Backen futter mit
in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Spannbacken, die durch ein axial
bewegbares Verstellglied, beispielsweise einen Spannkolben, mittels an in die Spannbacken
eingreifender Keilhaken angeformter in Achsrichtung geneigter Keilflächen betätigbar
sind.
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Kraftspannfutter dieser Art sind bereits in einer großen An -zahl
unterschiedlicher Ausführungsformen bekannt und haben sich in der Pra@is auch gut
bewährt. Da jedoch die zu übertragenden Kräfte,wm ein zuverlässiges Spannen eines
Werkstückes zu qewährleisten, bei höherer Schnittgeschwindigkeit ebenfalls in einem
erheblichen Maße gesteigert werden müssen, treten an den Reilhaken, da diese oftmals
überbelastet werden, mitunter Brüche auf. Diese Baschädigungen sind darauf zurückzuführenr
daß bei Überbeanspruchungen die von der Härteschicht der einsatzgehärteten Verstellglieder
ertragbare Dehnung überschritten wird, so daß die Härteschl ht reißt. Durch Anrisse
in der Härteschicht wird aber die Wechselbelastbarkeit auf eIn Minimum herabgesetzt,
die Dauerbeansprucnung, der derartige Verstellglieder unterworfell sind, führt sodann
zum Dauerbruch der Keilhaken.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein kraftbetätigtes @ ckenfutter
der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem derartige Brüche an den Keilhaken zuverlässig
vermieden werden sollen, so daß das
Verstellglied dauerfest ist
und auch bei hohen Beanspruchungen kerne Schäden auftreten. Außerdem sollen größere
Fertigungstoleranzen ohne Schwierigkeiten auszugleichen sein und es soll des weiteren
erreicht werden, daß sich das Verstellglied von selbst in dem Futterkörper zentriert,
so daß das Passungsspiel aufgehoben wird und das Verstellglied keinen Schwingungen
unterlijt.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die im Einsatz
gehärteten jeweils durch ein Hinterschneidung gebildeten Keilhaken elastisch verformbar
ausgebildet sind, derart, daß die Härteschicht an der gegenüber den Keilhaken seitlich
zurückgesetzten Seitenflächen der Hinterschneidung ein- oder mehrfach unterbrochen
ist.
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Aus fertigungstechnischen Gründen ist es hierbei zweckmässig, zur
Unterbrechung der Härteschicht in die Seitenflachen der Hinterschneidung eine oder
mehrere Freisparungen nach den Aufkohlen oder dem Härten des Verstellgliedes einzuarbeiten.
Ber Fertigungsaufwand wird auf diese Weise gering gehalten, dennoch ist ein Verzug
des Verstellgliedes, inbesondere der an diesen angeformten Keilhaken, nahezu ausgeschìossen,
Die Freisparungen sind hierbei in vorteilhafter Weise durch eine oder mehrere neben
den Hinterschneidungen etwa parallel zu deren Seitenflächen verlaufende Bohrungen
sowie diese mit den Seitenflächen verbindend- Schlitze oder Einschnitte zu bilden,
wobei die Einschnitte in diesem Fall nach dem Härten des Verstellgliedes in dieses
mittels einer Trennscheibe einzuareiten sind. Auf diese Weise ist sichergestellt,
daß alle Keilhaken die gleiche Dicke aufweisen und daß ein Verzug nicht auftrItt.
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Die Freisparungen können aber auch als sich achssenkrecht zu den Seitenflächen
der Hinterschneidungen erstreckende, in Umfangsrichtung gekrümmte our nach innen
oder aussen geneigte iqinschnitte
oder Nuten, beispielsweise als
flalbrundnut, ausgebildet werden.
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Angebracht ist es des weiteren, die Härte schicht an den äusseren
Flächen der Keilhaken ganz oder teilweise zu entfernen, in dem diese vorzugsweise
durch im Bereich der den Hinterschneidungen zugeordneten Fr. sparungen vorgesehene
Einschnitte unterbrochen werden.
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Ein gemaß der Erfindung ausgebildctes kraftbetätigtes backenfutter
weist nicht nur eine sehr hohe Lebensdauer des ho..veanspruchten mit dn Backen in
Triebvert .idung stehenden Verstellgliedes auf, sondern diese Ausgestaltung bietet
auch bei tere Vorteile in bezug auf das Betriebsverhalten des Kraftspannfutters.
Werden na-aLich die Keilhaken elastischverforrabar ausgebildet, indem die Härteschicht
in den Freisparungen unterbrochen wird, vo ist es nahezu ausgeschlossen, daß die
Keilhaken durch tYbebeanspruchungen abbrechen. Die Keilhaken federn vielmehr gleichrlässig
nach aussen auf und legen sich an den Futterkörper an, so daß aufgrund dieser Abstützung
auch sehr große Kräfte beim Spannen aufgenommen werden können.
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Ein in dieser Weise ausgebildetes Verstellglied zentriert sich gewissermaßen
von selbst im Futterkörper.
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Auftretenden Schwingungen, die ebenfalls Beschädigungen hervorrufen,
wird durch die Anlage der Keilhaken am Futterkörper erfolgreich entgegengewirkt,
auch werden Fertigungstoleranzen dadurch ausgeglichen und ein evtl. Passungsspiel,
das zum Schwimmen eines Spannkolbens führt, wird aufgehoben. Auch ist dadurch eine
hohe Wiederholspanngenauigkeit sowie eine größere Selbsthemmung des Spannfutters
gewährleistet, da auf tretende Kräfte im Zusammenwirken mit dem formstabilen Futterkörper
abgestützt werden. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, den auf Biegung
beanspruchten Querschnitt der Keilhaken den jeweiligrn Erfordernissen anzupassen
und seine Elastizität zu seeinflussen, inden die Aussparungen mehr oder weniger
tief eingearbeitet werden. Die Keilhaken können somit stark oder schwach federnd
sein, wobei der Federweg durch die jeweilige Lage der Aussparungen mit zu beeinflussen
ist
Der Aufwand, der erforderlich ist, um dits zu erreichen ist
äusserst gering, da lectiglich die Härteschicht auf unterschiedliche Art und Weise
an den Innenseiten der Hinterschneidungen und ggf. auch auf der Aussenseite des
Spannfutters zu unterbrechen ist. Dadurch wird zuverlässig verhindert, daß Härteriße
entstehen, die die Wechselfestigkeit aer Keilhaken aif ein Minimum herabsetzen und
die zu Dauer- oder Ermüdungsbrüchen führen.
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Die Beanspruchung der Keilhaken wird vielmehr aus einem gefähideten
Querschnitt herausgenommen und in einen Bereich gelegt, der sich am Futterkörper
als Gegenlager abstützt. Eine lange Lebensdauer drjs erfindungsgemäß ausgebildeten
Verstellgliedes auch bei hohen Beansruchungen und großen Lastwechselzahlen rechtfertigt
den geringen zusätzlichen Aufwand, eine weiche Zone zu schaffen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, die
nachfolgend im einzelnen erläutert sind.
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Hierbei zeigt Fig. 1 ein kraftbetätigtes Backenfutter,teilweise im
Schnitt, mit einem ils Spannkolben ausgebildeten Verbindungsglied, Fig. 2 einen
Teil des Backenfutters nach Fig. 1 im Schnitt und Fig. 3 den bei den Kraftspannfutter
nach den Figuren 1 und 2 vorgesehenen Spannkolben mit unterschiedlich ausgestalteten
Freisparungen.
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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnet
kraftbetätigte Spannfutter besteht im wesentlichen
aus einem Futterkörper
2, den in radial gerichteten Ausnehmungen 3 eingesetzten Grundbacken 4, auf die
die eigentlichen auf ein nicht dargestelltes werkstück einwirkenden Spannbacken
aufgesetzt weruen sowie einem in einem Druckr-4um 5 angeordneten Kolben 7, der über
ein auf einer Büchse 10 verschiebbar gelagertes Verstellglied & als Spannkolben
auf die Backen einwirkt. Zur Zuführung des dem Kolben 7 wechselseitig beaufschlagenden
Druckmittels dient ein auf dem Futterkörper 2 gelagerter Schwebering 6, der an die
Druckmittelzuführungsleitungen angeschlossen ist und durch den die Drucittelübertragung
zu in den Futterkörper 2 eingearbeitete Kanäle bewerkstelligt wird.
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Um die Backen 4 in rac aler Richtung nach aussen oder innen bei einer
Axialverschiebung des mit dem Kolben 7 in Triebverbindung stehenden Spannkolbens
8 bewegen und somit geyen ein Werkstück pressen zu können, sind an dem Flansch 9
des Spannkolbens 8 Keilflächen 14 und 15, die zur Längsachse geneigt sind, angeformt.
Und in die Backen 4 sind ebenfalls Keilflächen 16 und 17 eingearbeitet, die mit
den Keilflächen 14 und 15 des Spannkolbens 8 zeammenwirken. Auf diese Weise werden
die Axialbewegungen des Spannkolbens 8 bei einer Verschiebung des Kolbens 7 in radiale
Zustellbewegungen der Backen 4 umgelenkt.
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Zur Halterung der Backen 4 in dem Flansch 9 des Spannkolbens 8 ist
der mit jeweils zwei Keilhaken 11 versehen, di durch Hinterschneidungen 12 gebildet
sind. Die Backen 4 r den mit entsprechend ausgebildeten Vorsprüngen, an denen die
Keilflächen 16 und 17 angeformt sind, in die Hinterschneiuangen 12 ein, s daß durch
die Keiltlächen 14 und 16 bzw. 15 und 17 die radialen Bewegungen bewirkt werden.
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Die Keilhaken 11 des Spannkolbens 8 sind zur Erhöhung der Dauerfestigkeit
elastisch verformbar ausgebildet, indem die
Härteschicht im Bereich
der Hinterschneidungen 12 unterbrochen ist. Auf diese Weise wird der beanspruchte
Querschnitt dez Flansches 9 verlagert und es können keine Härteriße, die zu Dauerbrüchen
führen, auftreten.
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Um dies zu erreichen sind in die Seitenflächen 13 der Hinterschneidungen
12 Freisparungen 21 eingearbeitet, die bei dein Ausführungsbeispiel nach den Figuren
1 und 2 als parallel zu den Seitenflächen 13 verlc fende und unmittelbar neben diesen
angeordnete Bohrungen 22 sowie diese verbindende Schlitz 23 ausgebildet sind. Die
Bohrungen 22 werden zweckmässigerweise nach dem Aufkohlen des Spannkolbens 8 in
dessen Flansch 9 eingeboh die Schlitze 23 dagegen werden erst nach dem Härten mittels
einer Trennscheibe eingearbeitet. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die Keilaken
11 be Härten nicht verziehen und daß diese eine gleiche Dicke aufweisen.
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Bei der Übertragung der durch den Kolben 7 erzeugten Kräfte auf die
Backen 4 können somit die Keilhaken 11 nach aussen auffedern und sich an dem Futterkörper
2 abstützen. Der Spannen kolben 8 zentriert sich dabei von selbst, so daß das Passungsspiel
aufgehoben wird und Härteriße im Bereich der Hinterschneidungen 12, da die Härteschicht
durchtrennt ist, nicht mehr auftreten können. Dauerbrüche der Keilhaken 11 werden
somit zuverlässig vermieden.
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Die Freisparungen 21 zur Unterbrechung der Härteschicht können auch,
wie es in Fig. 3 dargestellt ist, als Halbrundnuten 2d, als in Umfangsrichtung gekrümmte
Schlitze 25 oder als +chssenz recht zu den Seitenflächen 13 verlaufende Einschnitte
2G -ggf. auch als zu diesen nach innen oder aussen geneigt - ausgebildet werden.
Des weiteren kann, .. die Elastizität der Reilhaken 11 zu erhöhen, auch auf der
Aussenfläche 18 des Flansches 9 die liarteschicht durchbrochen werden, indem in
diese ein oder £hrere/Einschnitte 19 eingearbeitet werden.