DE2708755A1

DE2708755A1 - Lathe chuck for automatic or manual operation - has pinion and bevel gear with tooth protection on ratchet mechanism

Info

Publication number: DE2708755A1
Application number: DE19772708755
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1977-03-01
Publication date: 1978-09-07

Abstract

The lathe chuck is optionally operated automatically, hydraulically, pneumatically or be electricity, or manually. This facilitates work of operator even on one off component machining. The possibility of a chuck key being thrown out of chuck and causing damage or injury on chuck rotation is eliminated. A double bevel gear wheel (6) has its teeth (10) projecting at the rear of the chuck body (1). This gear wheel engages with the driving pinion (11) of the automatic clamping arrangement (7). The centre of the driving pinion (11) has a spring loaded ratchet pin (13). A torque limiting mechanism with an elliptical plate (19), protects the gear teeth if, for example, a tooth meets another tooth on engaging directly, for protection of teeth against fracture.

Description

Drehfutter mit Spannautomatik, ohne Spindel-PunktstillsetæungLathe chuck with automatic clamping, without spindle point stopping

Die Erfindung betrifft Drehfutter für Werkzeup;maschinen, wie z.B. Drehbänke.The invention relates to lathe chucks for tooling machines, e.g. Lathes.

Diese Drehfutter können wahlweise, von Hand mit einem Futterschlüssel oder über eine Spannautomatik betätigt werden.These lathe chucks can optionally, by hand with a chuck key or operated via an automatic clamping device.

Dadurch ist dieses Drehfutter sowohl für Einzel- als auch für Serienfertigung unter Beibehaltung des vollen Spindeldurchlasses geeignet. Vorhandene Drehfutter nach DIN 6350 und 6351 können für Spannautomatik-Betrieb umgerüstet werden. Der Spannmotor kann wahlweise hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch angeschlossen sein.This makes this lathe chuck suitable for both single and series production suitable while maintaining the full spindle passage. Existing lathe chucks according to DIN 6350 and 6351 can be converted for automatic clamping operation. Of the The clamping motor can be connected hydraulically, electrically or pneumatically be.

Kraftspannfutter mit dem Spanner auf dem Spindelende montiert sind für Einzelfertigung kaum geeignet, weil der Backenhub zu klein ist. Große Spanndurchmesserüberbrückung bedingt ein Versetzen der Spannbacken durch Idsen von Schraubverbindungen.Power chucks with the clamp are mounted on the end of the spindle hardly suitable for one-off production because the jaw stroke is too small. Large clamping diameter bridging requires the clamping jaws to be displaced due to the screwing out of screw connections.

Die bekannten Universal Chucks haben den Nachteil einer ausschließlichen Kraftbetätigung und erlauben kein Spannen von Hand. Ein manueller Eingriff jedoch, kann Vorteile bei Einführen und Wechseln der Backen bringen. Außerdem stellt das Futter eine Sonderkonstruktion dar, die das einfache Umrüsten eines Drehfutters nach DIN 6350 und 6351 ausschließt.The well-known Universal Chucks have the disadvantage of being exclusive Power actuation and do not allow manual clamping. However, manual intervention can bring advantages when inserting and changing the jaws. In addition, the Chuck is a special design that makes it easy to convert a lathe chuck according to DIN 6350 and 6351 excludes.

Elektromotorisch betriebene Futter sind bekannt. Sie werden über Reibkegel angetrieben und erreichen nicht die feinfüllige Spannkraftdosierung, wie sie z.B. bei einer Hydraulik durch einfache Druckregulierung möglich ist. Außerdem muß beim Spannen, vor allem in der Serienfertigup#' von dünnwandigen Werkstücken, eine exakte Wiederholbarkeit des Spanndrucks gewährleistet sein.Electrically operated chucks are known. They are about friction cones driven and do not achieve the finely filled clamping force metering, as e.g. is possible with a hydraulic system by simple pressure regulation. In addition, the Clamping, especially in the series production of thin-walled workpieces, is an exact Repeatability of the clamping pressure must be guaranteed.

Backenfutter für Hand- und Kraftbetätigung sind bekannt, haben aber den Nachteil, daß der Antrieb durch die Bohrung der Maschinenspindel erfolgt. Bei auf dem Spindelende montierten Vollspannern ist eine Stangenbearbeitung nicht möglich. Selbst bei konstruktiv aufwendigen Hohlspannern, z.Zt. nur Elektroohlspanner möglich, engt ein Verbindungsrohr die Spindelbohrung ein. Handbetrieb ist problematisch, da über die Verbindungsstange, bzw. das Verbindungsrohr der schwergängige Spannmotor mitdurchgedreht werden muß. Beim Futterwechsel auf eine Planscheibe oder beim Drehen iiber Spitzen muß die Verbindungsstange demontiert werden. Außerdem luft dann der am Spindel ende montierte Spanner mit um.Jaw chucks for manual and power actuation are known, but have the disadvantage that the drive takes place through the bore of the machine spindle. at Bar machining is not possible when full clamps are mounted on the spindle end. Even at constructively complex hollow clamps, currently only electric beam clamps possible, a connecting tube narrows the spindle bore. Manual operation is problematic, there the stiff tensioning motor via the connecting rod or the connecting pipe must also be turned. When changing the chuck to a faceplate or when turning The connecting rod must be dismantled over points. In addition, the then runs clamps mounted at the end of the spindle with.

Die unter Operated Chucks bekannten, kraftbetätigten Futter werden mit einer Zahnstange als bbeltragunfflsglied gespannt.The power-operated chucks known as operated chucks are stretched with a rack as a bbeltragunffl link.

Die Zahnstangenkonstruktion erlaubt jedoch nur einen begrenzten Backenhub und kann die Planspirale, wie z.B. beim Backenwechsel erforderlich, nicht endlos durchdrehen.However, the rack and pinion construction allows only a limited jaw stroke and the plane spiral, as required e.g. when changing jaws, cannot be endless go berserk.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, ein wirtschaftliches Spannzeug, welches sowohl hand- wie kraftbetätigt werden kann, zu schaffen und gleichzeitig den Bedienungsmann, selbst bei Einzelfertigung, entlastet.The invention has set itself the task of creating an economical clamping tool, which can be both hand and power operated, to create and at the same time the operator is relieved, even with one-off production.

Die Kraftbetätigung sollte ggf. vollautomatisch und wahlweise mit Drucköl,Preßluft oder Elektrizität unter Berücksichtigung aller Sicherheitsvorkehrungen möglich sein. Die größte Unfallursache, nämlich das Vergessen des Schlüssels im Futtervierkant und der dadurch unter der Zentrifugalkraft herausgeschleuwerte Schlüssel, ist durch die Spannautomatik ausgeschlossen.The power actuation should, if necessary, be fully automatic and optionally with Pressurized oil, compressed air or electricity, taking all safety precautions into account to be possible. The biggest cause of accidents, namely forgetting the key in the Square chuck and the key which is ejected under the centrifugal force, is excluded by the automatic clamping.

Diese Aufgaben wurden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Drehfutter nach DIN 6350/ 6351 zusätzlich mit einem Doppeltellerrad 6 ausgerüstet wurde, dessen innere Zähne 9 in den Ritzeln 5 kämmen. Dieses Doppeltellerrad 6 stützt sich nach hinten am Futterflansch 3 ab, der mit dem Futterkörper 1 verschraubt ist.These objects have been achieved according to the invention in that a lathe chuck according to DIN 6350/6351 was additionally equipped with a double ring gear 6, whose mesh the inner teeth 9 in the pinions 5. This double ring gear 6 is based on at the back of the chuck flange 3, which is screwed to the chuck body 1.

In die, hinten am Futterkörper 1 herausragenden, freiliegenden Zähne 1o des Doppeltellerrades 6, kann nunmehr das Antriebsritzel 11 der Spannautomatik 7 eingreifen. Das durch den Notor der Spannautomatik 7 erzeugte Drehmoment wird über das Doppeltellerrad 6, die Ritzel 5)auf aufdie Planspirale 8 übertragen. Je nach Drehrichtung des Spannmotors bewegt die Planspirale 8 die Backen 2 entweder nach innen oder nach außen.In the exposed teeth protruding at the back of the chuck body 1 1o of the double ring gear 6, the drive pinion 11 of the automatic clamping system can now 7 intervene. The torque generated by the notor of the automatic clamping system 7 is Via the double ring gear 6, the pinion 5) is transferred to the plane spiral 8. Ever according to the direction of rotation of the tensioning motor, the plane spiral 8 moves the jaws 2 either inwards or outwards.

Auf dem Futterflansch 3, fluchtend mit der Antriebsachse des Antriebsritzels 11, radial angeordnet befinden sich Langlöcher 12 mit möglichst kleinen Stegen zwischen den einzelnen Langlöchern.On the chuck flange 3, in alignment with the drive shaft of the drive pinion 11, there are elongated holes 12 arranged radially with if possible small webs between the individual elongated holes.

In diese Langlöcher 12 rastet ein in der Seele des Antriebsritzels 11 ferdergelagerter Raststift 13, der bei leichtgängiger Drehbankspindel ein Mitdrehen derselben,beim Spann- oder Entspannvorgang unter dem relativ hohen Drehmoment des Spannmotors, verhindern soll. Bei Drehbänken mit Magnetbremse oder schwergängigem Getriebe, bei denen sich die Drehbankspindel nicht mitdreht, kann es vorkommen, daß der Rastbolzen 13 kein Langloch 12 trifft. Trifft er einen Steg, so federt der Raststift 13 zurück, und die Zähne kommen voll in Eingriff.In these slots 12 engages in the soul of the drive pinion 11 spring-loaded locking pin 13, which turns with a smooth turning lathe spindle same, during the tensioning or relaxation process under the relatively high torque of the Tension motor, should prevent. For lathes with magnetic brakes or difficult to move Gearboxes in which the lathe spindle does not turn can happen that the locking pin 13 does not meet an elongated hole 12. If it hits a bridge, it bounces Locking pin 13 back, and the teeth come fully into engagement.

Die Spannautomatik besteht außer dem Antriebsritzel 11 mit dem federnden Raststift 13 aus dem Spannmotor 14, dem Verschiebezylinder 15, der Rückholfeder 16, der Antriebswelle 17, dem Befestigungsflansch 18 sowie der Schlagscheibe 19.The automatic tensioning system consists of the drive pinion 11 with the resilient one Locking pin 13 from the tensioning motor 14, the displacement cylinder 15, the return spring 16, the drive shaft 17, the fastening flange 18 and the striking disk 19.

Das vom Spannmotor 14 erzeugt das Drehmoment, welches über das Antriebsritzel 11 eingeleitet wird, ist entsprechend der Zerspanung und der Werkstück-Steifheit einzustellen. Die Antriebsdrehzahl sollte im unteren Bereich liegen, da die Zähne des Antriebsritzels 11 im Lauf, beim Absenken des Verschiebezylinders, in Eingriff fahren. Das Absenken übernimmt der Verschiebezylinder 15. Für die Ausrast- und Aufwärtsbewegung ist eine Rückholfeder 16 aus Sicherheitsgründen vorgesehen. Bei Druckabfall wirkt immer die Feder und garantiert ein Abheben der Spannautomatik 7 aus dem Störkreis.That from the tensioning motor 14 generates the torque which is transmitted via the drive pinion 11 is initiated, is according to the machining and the workpiece stiffness to adjust. The drive speed should be in the lower range, as the teeth of the drive pinion 11 while running, when the sliding cylinder is lowered, in engagement travel. The sliding cylinder 15 takes over the lowering. For the disengagement and upward movement a return spring 16 is provided for safety reasons. Acts in the event of a pressure drop always the spring and guarantees a lifting of the automatic tensioner 7 from the interference circle.

Das Ineingriffahren der Antriebswelle 17 kann aber auch elektromagnetisch oder elektromechanisch erfolgen. Meist wird jedoch die Kombination Elektrospanner/ Preßiu#t-Verschiebezylinder bevorzugt.The drive shaft 17 can also engage electromagnetically or electromechanically. Usually, however, the combination of electric tensioner / Preßiu # t shift cylinder preferred.

Um beim Einfahren des Antriebsritzels 11 im Lauf der Spannautomatik eine möglichst hohe Betriebssicherheit zu garantieren, ist der Kolben 20 des Verschiebezylinders 15 drehbar gelagert.To when retracting the drive pinion 11 in the course of the automatic clamping The piston 20 of the displacement cylinder is to guarantee the highest possible operational reliability 15 rotatably mounted.

Das hat den Vorteil, daß wenn einmal Zahn auf Zahn trifft oder die Antriebsritzelzähne 11 bei Kraftschluß noch nicht voll in Eingriff sind, kein Bruch entsteht, weil der drehbare Kolben 20 einfach mitdreht bis eine Seite deD ovalen Schlagscheibe 19 zur Anlage am Flansch 18 kommt.This has the advantage that when a tooth meets a tooth or the Drive pinion teeth 11 are not yet fully engaged with frictional engagement, no breakage arises because the rotatable piston 20 simply rotates with it until one side of the oval is oval Impact disk 19 comes to rest on flange 18.

Außerdem bewirkt die drehbare Lagerung des Kolbens 20 in Verbindung mit der Schlagscheibe 19 ein zusätzliches Anzugs- bzw.In addition, the rotatable mounting of the piston 20 causes a connection with the striking disk 19 an additional tightening resp.

Lösemoment beim Spannen und Entspannen. Durch die wechselseitige Drehrichtung beim Spannzyklus und bei einem hohen Drehmoment dreht die Schlagscheibe 19 meistens voll bis zum Anschlag durch und steht somit in der Idealposition für den folgenden Löse-bzw. Spannschlag.Loosening torque when clamping and releasing. Due to the reciprocal direction of rotation During the clamping cycle and at a high torque, the striking disk 19 usually rotates fully through to the stop and is therefore in the ideal position for the following Solve or. Tension blow.

Die Befestigung der Spannautomatik und die Winkelstellung zur Futtermittt kann individuell, entsprechend den Platzverhältnissen der Werzeugmschine oder Drehbank angepaßt werden.The attachment of the automatic tensioning system and the angular position to the feed can be customized, depending on the space available for the tool machine or lathe be adjusted.

Die Steuerung kann über Hand- oder Elektromagnetventile>auch volla'itomatischjerfolgen. Das gesamte Sicherheitspaket über Druck- und Stillstandwächter bis zur Absicherung des Handventils durch Magnetstößel kann Anwendung finden.The control can also be fully automatic via manual or electromagnetic valves. The entire safety package from pressure and standstill monitors to protection of the manual valve by solenoid tappet can be used.

Über einen Umdrehungs-Wählschalter oder einen Schrittmotor kann z.B. eine genaue Backenstellung vorprogrammiert werden.A rotation selector switch or a stepper motor can e.g. an exact jaw position can be preprogrammed.

Wichtig für NC-Maschinen.Important for NC machines.

n Der Grundgedanke jedoch ist, die körperlich schwere, eiseitige, monotone Belastung des Bedienungsmannes durch das Spannen mit dem Futterschlüssel von Hand, gerade bei Einzelfertigung und Kleinserien abzuatellen, n The basic idea, however, is that the physically heavy, icy, Monotonous strain on the operator by clamping with the chuck key by hand, especially for individual production and small batches,

Claims

Claims 1. Lathe chuck for automatic clamping or optionally manually operated, characterized in that a double ring gear 6 with its teeth 1o at the rear Chuck body 1 emerges into which the drive pinion 11 of the automatic clamping device 7 intervenes.

2. Automatic clamping system for lathe chuck according to claim 1, characterized in that that in the center of the drive pin 11 a resilient locking pin 13 is mounted.

3. Automatic clamping system for lathe chucks according to claim 1 and 2, characterized in that that a striking disk 19 is oval in shape as a torque limiter.