DE2541976C3 - Kraftbetätigtes Backenfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftbetätigtes Backenfutter 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 Keilfläche betätigbar sind.

Kraftspannfutter dieser Art sind bereits in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bekannt und haben sich in der Praxis auch gut bewährt. Da jedoch die zu übertragenden Kräfte, um ein zuverlässiges Spannen eines Werkstückes zu gewährleisten, bei höherer Schnittgeschwindigkeit ebenfalls in einem erheblichen Maße gesteigert werden müssen, treten an den Keilhaken, da diese oftmals überbelastet werden, mitunter Brüche auf Diese Beschädigungen sind darauf zurückzuführen, daß bei Überbeanspruchungen die von der Härteschicht der einsatzgehärteten Verstellglieder ertragbare Dehnung überschritten wird, so daß die Härteschicht reißt. Durch Anrisse in der Härteschich! wird aber die Wprhselhelastharkeit auf ein Minimum herabgesetzt, die Dauerbeanspruchung, der derartige Verstellglieder unterworfen sind, führt sodann zum Dauerbruch der Keilhaken.

Durch die DE-AS 22 14 865 ist es bei einem kraftbetätigten Spannfutter der vorgenannten Gattung bereits bekannt, die Keilflächen am Keilhaken und den Keilnuten zur Längsmittenebene der Spannbacken geneigt auszubilden. Dadurch soll unter Beibehaltung der vorhandenen Raumverhältnisse die Übertragung höherer Spannkräfte des Spannkolbens auf die im Futterkörper radial geführten Spannbacken ermöglicht werden. Die Belastung im gefährdeten Querschnitt des Steges zwischen Keilhaken und Spannbacke kann auf diese Weise zwar herabgesetzt werden, das Reißen der Härteschicht bei Überbeanspruchung läßt sich durch die geneigte Ausgestaltung der Keilfläche jedoch nicht vermeiden.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kraftbetätigtes Backenfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß durch Anrisse in der Härteschicht bedingte Brüche an den Keilhaken zuverlässig vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die im Einsatz gehärteten jeweils durch eine 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.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes kraftbetätigtes Backenfutter weist nicht nur eine sehr hohe Lebensdauer des hochbeanspruchten mit den Backen in Triebverbindung stehenden Verstellgliedes auf, sondern diese Ausgestaltung bietet auch weitere Vorteile in bezug auf das Betriebsverhalten des Kraftspannfutters. Werden nämlich die Keilhaken elastisch verformbar ausgebildet, indem die Härteschicht in den Freisparungen unterbrochen wird, so ist es nahezu ausgeschlossen, daß die Keilhaken durch Überbeanspruchungen abbrechen. Die Keilhaken federn vielmehr gleichmäßig nach außen auf und legen sich an den Futterkörper an, so daß aufgrund dieser Abstützung auch sehr große Kräfte beim Spannen aufgenommen werden können. Ein in dieser Weise ausgebildetes Verstellglied zentriert sich gewissermaßen von selbst im Futterkörper.

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 auftretende Kräfte im Zusammenwirken mit dem formstabilen Futterkörper abgestützt werden. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, den auf Biegung beanspruchten Querschnitt der Keilhaken den jeweiligen Erfordernissen anzupassen und seine Elastizität zu beeinflussen, indem 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 dies zu erreichen, ist äußerst gering, da lediglich die Härte schicht 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 der Keilhaken auf ein Minimum herabsetzen und die zu Dauer- oder Ermüdungsbrüchen führen. Die Beanspruchung der Keilhaken wird vielmehr aus einem gefährdeten Querschnitt herausgenommen und ir: einen Bereich gelegt, der sich am Futterkörper als Gegenlager abstützt. Eine lange Lebensdauer des erfindungsgemäß ausgebildeten Verstellgliedes auch bei hohen Beanspruchungen und großen Lastwechselzahlen rechtfertigt den geringen zusätzlichen Aufwand, eine weiche Zone zu schaffen.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, zur Unterbrechung der Härteschicht in die Seitenflächen der Hinterschneidung eine oder mehrere Freisparungen nach dem Aufkohlen oder dem Härten des Verstellgliedes einzuarbeiten. Der Fertigungsaufwand wird auf diese Weise gering gehalten, dennoch ist ein Verzug des Verstellgliedes, insbesondere der an diesen angeformten Keilhaken, nahezu ausgeschlossen.

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 verbindende Schlitze oder Einschnitte zu bilden, wobei die Einschnitte in dies«.,11 Fall nach dem Härten des Verstellgliedes in dieses mittels einer Trenn- jheibe einzuarbeiten sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß alle Keilhaken die gleiche Dicke aufweisen und daß ein Verzug nicht auftritt.

Die Freisparungen können aber auch als sich achssenkrecht zu den Seitenflächen der Hinterschneidungen erstreckende, in Umfangsrichtung gekrümmte oder nach innen oder außen geneigte Einschnitte oder Nuten, beispielsweise als Halbrundnut, ausgebildet werden.

Angebracht ist es des weiteren, die Härteschicht an den äußeren Flächen der Keilhaken ganz oder teilweise zu entfernen, in dem diese vorzugsweise durch im Bereich der den Hinterschneidungen zugeordneten Freisparungen vorgesehene Einschnitte unterbrochen werden.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein kraftbetätigtes Backenfutter, teilweise im Schnitt, mit einem als Spannkolben ausgebildeten Verbindungsglied,

Fig. 2 einen Teil des Backenfutters nach Fig. 1 im Schnitt und

F i g. 3 den bei dem Kraftspannfutter nach F i g. 1 und 2 vorgesehenen Spannkolben mit unterschiedlich ausgestalteten Freisparungen.

Das in Fig. I und 2 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete kraftbetätigte Spannfutter besteht im wesentlichen aus einem Futterkörper 2, den in radial gerichteten Ausnehmungen 3 eingesetzten Grundbakken 4, auf die die eigentlichen auf ein nicht dargestelltes Werkstück einwirkenden Spannbacken aufgesetzt werden, sowie einem in einem Druckraum 5 angeordneten Kolben 7, der über ein auf einer Büchse 10 verschiebbar gelagertes Verstellglied 8 als Spannkolben auf die Backen einwirkt. Zur Zuführung des dem Kolben 7 wechselseitig beaufschlagenden Druckmittels dient ein djf dem Futterkörper 2 gelagerter Schwebering 6, der an die Druckmittelzuführungsleiiungen angeschlossen ist und durch den die Druckmittelübertragung zu in den Futterkörper 2 eingearbeitete Kanäle bewerkstelligt wird.

Um die Backe 4 in radialer Richtung nach außen oder innen bei einer Axialverschiebung des mit dem Kolben 7 in Triebverbindung stehenden Spannkolbens 8 bewegen und somit gegen 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 zusammenwirken. Auf diese Weise werden die Axialbewegungen des Spannkolbens 8 bei einer Verschiebung des Kolbens 7 in radiale Zustellbewegungen der Backen 4 umgelenkt.

Zur Halterung der Backen 4 in dem Flansch 9 des Spannkolbens 8 ist dieser mit jeweils zwei Keilhaken 11 versehen, die durch Hinterschneidungen 12 gebildet sind. Die Backen 4 ragen mit entsprechend ausgebildeten Vorsprüngen, an denen die Keilflächen 16 und 17 angeformt sind, in die Hinterschneidungen 12 ein. so daß durch die Keilflächen 14 und 16 bzw. 15 und 17 die radialen Bewegungen bewirkt werden.

Die Keilhaken Il des Spannkolbens 8 sind :-ur Erhöhung der Dauerfestigkeit elastisch verformbar ausgebildet, indem die Häneschich, im Bereich der Hinterschneidungen 12 unterbrochen ist. Auf diese Weise wird der beanspruchte Querschnitt des Flansches 9 verlagert und es können keine Härterisse, die zu Dauerbrüchen führen, auftreten.

Um dies zu erreichen, sind in die Seitenflächen 13 der Hinterschneidungen 12 Freisparungen 21 eingearbeitet, die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 als parallel zu den Seitenflächen 13 verlaufende und unmittelbar neben diesen angeordnete Bohrungen 22 sowie diese verbindende Schlitze 23 ausgebildet sind. Die Bohrungen 22 werden zweckmäßigerweise nach dem Aufkohlen des Spannkolbens 8 in dessen Flansch 9 eingebohrt, die Schlitze 23 dagegen werden erst nach dem Härten mittels einer Trennscheibe eingearbeitet. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die Keilhaken 11 beim Härten nicht verziehen und daß diese eine gleiche Dicke aufweisen.

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 Spannkolben 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.

Die Freisparungen 21 zur Unterbrechung der Härteschicht können auch, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, als Halbrundnuten 24, als in Umfangsrichtung gekrümmte Schlitze 25 oder als achssenkrecht zu den Seitenflächen 13 verlaufende Einschnitte 26 —ggf. auch als zu diesen nach innen oder außen geneigt — ausgebildet werden. Des weiteren kann, um die Elastizität der Keilhaken 11 zu erhöhen, auch auf der Außenfläche 18 des Flansches 9 die Härteschicht durchbrochen werden, indem in diese ein oder mehrere Einschnitte 19 eingearbeitet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kraftbetätigtes Backenfutter 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, dadurch gekennzeichnet, daß die im Einsatz gehärteten jeweils durch eine Hinterschneidung (12) gebildeten Keilhaken (U) elastisch verformbar ausgebildet sind, derart, daß die Härteschicht an der gegenüber den Keilhaken (1!) seitlich zurückgesetzten Seitenflächen (13) der Hinterschneidungen (12) ein- oder mehrfach unterbrochen ist

2. Kraftbetätigtes Backenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung der Härteschicht in die Seitenflächen (13) der Hinterschneidungen (12) nach dem Aufkohlen oder dem Härten des Verstellgliedes (8) eine oder mehrere Freisparungen (21) eingearbeitet sind.

3. Kraftbetätigtes Backenfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freisparungen (21) durch eine oder mehrere neben den Hinterschneidungen (12) etwa parallel zu deren Seitenflächen (13) verlaufende Bohrungen (22) sowie diese mit den Seitenflächen (13) verbindende Schlitze (23) oder Einschnitte gebildet sind.

4. Kraftbetätigtes Backenfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freisparungen (21) als sich achssenkrecht zu den Seitenflächen (13) der Hinterschneidungen (12) erstreckende, in Umfangsrichtung gekrümmte oder nach innen oder außen geneigte Einschnitte (25, 26) oder Nuten, beispielsweise als Halbrundnut (24), ausgebildet sind.

5. Kraftbetätigtes Backenfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Härteschicht an den äußeren Flächen (18) der Keilhaken (11) ganz oder teilweise entfernt, vorzugsweise durch im Bereich der den Hinterschneidungen (12) zugeordneten Freisparungen (21) vorgesehene Einschnitte (19) unterbrochen ist.

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