DE2741655B1 - Kraftbetaetigtes Spannfutter - Google Patents

Description

• Angebracht ist es des weiteren, den Verstellweg des Zylinders in dem Futterkörper gleich oder größer zu bemessen als die Tiefe der zur formschlüssigen Verbindung der Keilhakenstangen mit den Backen vorgesehenen Rastmittel, um in jedem Fall ein leichtes Ausklinken der Backen zu gewährleisten.
• Der Verstellweg des Kolbens in dem Zylinder sollte ferner beidseitig durch Anschläge, z. B. durch an diesem angebrachte Bunde, Anschlagringe tod. dgl begrenzt sein, und der Zylinder ist zweckmäßigerweise drehfest in dem Futterkörper, z. B. mittels eines in einem dieser Teile eingesetzten und in dem anderen Teil geführten Stiftes, zu halten.
• Die Sperreinrichtung zur Arretierung des Zylinders ist in vorteilhafter Weise aus einem in dem Futterkörper verdrehbar eingesetzten und in unterschiedlichen Winkelstellungen arretierbaren, radial gerichteten Sperrbolzen zu bilden, der zumindest einen Anschlag zur Arretierung des Zylinders und mindestens eine Freisparung zu dessen Aufnahme bei dessen Axialverschiebung aufweist Nach andersartigen Ausgestaltungen kann die Sperreinrichtung aber auch aus einer oder mehreren in dem Futterkörper eingesetzten, aixal gerichteten Schrauben oder einer diesen durchgreifenden, zentrisch angeordneten Hülse gebildet werden, die axial verstellbar sind und mittels denen der Zylinder zu dessen Arretierung abgestützt ist, oder sie kann aus einer oder mehreren Federn, vorzugsweise einem Tellerfederpaket, bestehen, die sich an den Futterkörper und den Zylinder abstützen. Ferner ist es möglich, die Sperreinrichtung aus einer in dem Futterkörper exzentrisch drehbar gelagerten Scheibe od dgl. vorzusehen, mittels deren exzentrischem Ansatz der Zylinder arretierbar ist Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes kraftbetätigtes Spannfutter zeichnet sich nicht nur durch einen einfachen konstruktiven Aufbau, sondern vor allem dadurch aus, daß ein Backenwechsel in kurzer Zeit problemlos vorzunehmen ist. Werden nämlich die Keilhakenstangen in einem in den Futterkörper eingesetzten Zylinder angeordnet, in dem der mit diesen zusammenwirkende Kolben mit einem dem Spannbereich zugeordneten Verstellweg verschiebbar ist, und wird außerdem der Zylinder in dem Futterkörper verschiebbar eingesetzt, und zwar derart, daß zum Auswechseln der Backen die Keilhakenstangen durch eine Axialverschiebung des Zylinders von diesen gelöst werden, ist es möglich, einen Backenwechsel rasch und ohne Schwierigkeiten vorzunehmen. Dabei ist, sobald sich der Kolben in einer Endstellung befindet und der Zylinder bei gelöster Sperreinrichtung zusätzlich axial verschoben wird, immer nur ein Teil aus dem Futterkörper zu nehmen, und zwar die einzelnen Backen. Die Triebverbindung zwischen dem Kolben und den Keilhakenstangen wird dabei nicht gelöst, diese bleiben vielmehr ständig miteinander verbunden. Die Backen selbst können jedoch nacheinander aus dem Futterkörper herausgenommen werden.
• Auch das Einsetzen der ausgetauschten Backen ist problemlos vorzunehmen, da bei Verwendung von Stirnverzahnungen zur Verbindung der Keilhakenstangen mit den Backen ein großer Zahnlückenwinkel gegeben ist Bei einer Axialbewegung des Zylinders bzw. des Kolbens rasten die Verzahnungen der Keilhakenstangen somit leicht in die Verzahnungen der Backen ein. Auch wird die Positionierung stets im Futter vorgenommen, in dem die bei entsprechender vorgewählter Stellung der Backen die an diesen und den Keilhakenstangen vorgesehenen Verzahnungen in Ein- griff gebracht werden. Das gemäß der Erfindung ausgebildete kraftbetätigte Spannfutter ermöglicht somit einen raschen Backenwechsel und damit eine erhebliche Verkürzung der Rüstzeiten, so daß durch die Verwendung dieses Kraftspannfutters auch erhebliche wirtschaftliche Vorteile gegeben sind.
• Weitere Einzelheiten des gemäß der Erfindung ausgebildeten kraftbetätigten Spannfutters sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen.
• Hierbei zeigt F i g. 1 ein Kraftspannfutter mit in dem Futterkörper verschiebbar und arretierbar eingesetzten Zylinder in einem Axialschnitt und Fig.2 das Spannfutter nach F i g. 1 mit andersartig ausgebildeten Sperreinrichtungen.
• Das in Fig. l und 2 dargestellte und jeweils mit 1 bezeichnete kraftbetätigte Spannfutter weist einen Futterkörper 2 auf, in den in radial gerichteten Nuten 3 Grundbacken 4 sowie mit diesen verbundene Aufsatzbacken 5 eingesetzt sind. Zur radialen Verstellung der Backen 4 und 5 dienen Keilhakenstangen 12, die über Schrägflächen 14 mit einem Kolben 7 in Triebverbindung stehen Mittels einer Schraube 9 ist der Kolben 7 an einer Zugstange 8 befestigt, die durch eine nicht gezeigte Servoeinrichtung axial verschiebbar ist Rückseitig ist auf den Futterkörper 2 ein Deckel 6 aufgeschraubt Der auf die Keilhakenstangen 12 mittels Schrägflächen 13 einwirkende Kolben 7 ist axial verschiebbar in einem Zylinder 10 eingesetzt, der wiederum verschiebbar in dem Futterkörper 2 angeordnet ist und der in Nuten 11 die Keilhakenstangen 12 trägt Der Verstellweg h des Kolbens 7 wird hierbei durch an dem Zylinder 10 angebrachte Anschläge 17 und 18 begrenzt, die durch einen aufgeschraubten Anschlagring 27 bzw. durch einen angeformten Bund 28 gebildet sind.
• Zur Arretierung des Zylinders 10, der mittels der zylindrischen Fläche 19 in dem Futterkörper 2 geführt und durch einen in diesen eingesetzten Stift 23, der in eine Bohrung 24 eingreift, undrehbar gehalten ist, dient eine Sperreinrichtung 31, die in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein kann. Die Sperreinrichtung 31 ist jeweils derart gestaltet, daß der Zylinder 10 in einer Betriebsstellung unverschiebbar gehalten ist, in der anderen Betriebsstellung aber um den Hub s axial verschoben werden kann. Dadurch ist es möglich, die Grundbacken 4, die über Stirnverzahnungen 16 in an den Keilhakenstangen 12 angebrachte Stirnverzahnungen 15 eingreifen, von den Keilhakenstangen 12 zu lösen. Zur verdrehsicheren Halterung des Zylinders in dem Futterkörper kann, wie es in der oberen Hälfte der Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist, an dem Zylinder 10 auch ein Ansatz 26 angeformt sein, der in eine in den Futterkörper 2 eingearbeitete Nut 25 eingreift.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist die Sperreinrichtung 31 durch einen in eine Bohrung 32 des Deckels 6 verdrehbar eingesetzten Sperrbolzen 33 gebildet, der eine Freisparung 34 sowie eine Anschlagfläche 35 aufweist Mittels eines in Nuten 36 und 36' eingreifenden, tangential gerichteten Stiftes 37 ist der mit einer Schlüsselöffnung 40 versehene Sperrbolzen 33 unverschiebbar gehalten. Außerdem sind in diesen zwei Rastmarkierungen 38 eingearbeitet, in die ein Raststift 39 einrasten kann.
• In der in F i g. 1 dargestellten Stellung des Sperrbolzens 33 ist es ohne weiteres möglich, die Grundbacken 4 von den Keilhakenstangen 12 zu lösen, ohne daß die Triebverbindung zwischen diesen und dem Kolben 7 unterbrochen wird. Dazu ist zunächst der Kolben 7 nach links zu verschieben, bis dieser an dem Anschlag 18 des Bundes 28 anliegt. Wird der Kolben 7 in dieser Lage weiter nach links bewegt, so wird der Zylinder 10 und die in diesem gehaltenen Keilhakenstangen 12 bis zur Anlage an den Deckel 6 mitgenommen. Und da der Hub s gleich oder größer bemessen ist als die Tiefe der Verzahnungen 15 und 16, werden die Keilhakenstangen 12 von den Grundbacken 4 gelöst, so daß diese nacheinander aus dem Futterkörper 2 genommen werden können. Die in den Sperrbolzen eingearbeitete Freisparung 34 ermöglicht somit die zusätzliche Axialverschiebung des Zylinders 10. Mittels in Bohrungen 20 des Futterkörpers 2 eingesetzter Raststifte 21, auf die jeweils eine Feder 22 einwirkt, werden die Grundbacken 4 gehalten, bis diese von Hand aus den Nuten 3 genommen werden.
• Beim Einsetzen der ausgetauschten Backen wird in der Weise verfahren, daß diese zunächst in die Nuten 3 eingesetzt werden; mittels der federbelasteten Raststifte 21 können dabei die Backen leicht auf einen vorbestimmten Durchmesser eingestellt werden. Sodann wird der Kolben 7 mittels der Zugstange 8 nach rechts verschoben, bis dieser an dem Anschlag 17 des Zylinders 10 anliegt Die Keilhakenstangen 12 sind dabei mit den Stirnverzahnungen 15 noch nicht in Eingriff mit den Verzahnungen 16 der Grundbacken 4.
• Erst wenn durch eine weitere Axialverschiebung des Kolbens 7 der Zylinder 10 mitgenommen wird, greifen die Verzahnungen 15 und 16 ineinander und die formschlüssige Verbindung zwischen dem Kolben 9 und den Grundbacken 4 ist hergestellt. Wird der Sperrbolzen 33 der Sperreinrichtung 31 in dieser Lage des Zylinders 10 um 180O gedreht, so ist dieser, da er sich an der Anschlagfläche 35 des Sperrbolzens 33 anlegt, arretiert.
• Die Sperreinrichtung zur Arretierung des Zylinders 10 kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß gemäß der strichpunktierten Darstellung in der oberen Hälfte der F i g. 1 in den Deckel 6 in Gewindebohrungen 42 Schrauben 41 eingeschraubt werden, an denen sich der Zylinder 10 bei dessen Arretierung abstützt. Werden die Schrauben 41 zum Teil herausgeschraubt, kann der Zylinder 10, um einen Backenwechsel vorzunehmen, um den Hub s nach links verschoben werden.
• Zu dem gleichen Zweck kann gemäß F i g. 2 auch eine zentrisch angeordnete, strichpunktiert eingezeichnete Hülse 43 vorgesehen werden, die axial verstellbar ist.
• Zwischen dem Deckel 6 und dem Zylinder 10 kann aber auch ein Tellerfederpaket 44 eingesetzt werden, dessen Federkraft bei einer Axialverschiebung des Zylinders 10 zu überwinden ist. Auf den Kolben 7 muß in diesem Fall eine höhere Kraft einwirken als zum Spannen mittels der Spannbacken 5 benötigt wird.
• Ferner kann die Sperreinrichtung 31 gemäß Fig. 2 auch aus einer mittels eines Zapfens 46 exzentrisch gelagerten Scheibe 45 oder einem Nocken gebildet werden. Der Zapfen 46 ist hierbei drehbar und axial unverschiebbar in einer Bohrung 47 des Deckels 6 eingesetzt, und in diesem ist des weiteren eine Ausnehmung 48 eingearbeitet, in die der exzentrische Ansatz 49 der Scheibe 45 einschwenkbar ist Bei einer Arretierung des Zylinders 10 stützt sich dieser an dem Ansatz 49 ab; wird dagegen der Zapfen 46 um 1800 gedreht, schwenkt der Ansatz 49 in die Ausnehmung 48 ein und der Zylinder 10 sowie die mit diesem verbundenen Keilhakenstangen 12 können, um einen Backenwechsel vorzunehmen, um einen Hub s axial verschoben werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Kraftbetätigtes Spannfutter mit in einem Futterkörper radial beweglich geführten Backen, die über jeweils eine parallel zu diesen angeordnete Keilhakenstange mittels eines axial verschiebbar geführten, mit Schrägflächen zur Radialverschiebung der Keilhakenstangen versehenen Kolbens betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) begrenzt verschiebbar in einem Zylinder (10) eingesetzt ist, der in radial gerichteten Nuten (11) die Keilhakenstangen (12) trägt, daß der Zylinder (10) in dem Futterkörper (2) axial verschiebbar geführt und mit einer Sperreinrichtung (31) versehen ist, mittels der dieser in dem Futterkörper (2) arretierbar ist, und daß zum Auswechseln der mit der Keilhakenstange (12) verrastbaren Backen (4, 5) der Zylinder (10) in einer der Verstellrichtungen verschiebbar ist, derart, daß die Keilhakenstangen (12) von den Backen (4, 5) axial lösbar sind 2. Kraftbetätigtes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhakenstangen (12) über zusammenwirkende Stirnverzahnungen (15, 16) mit den Backen (4, 5) trieblich verbunden sind 3. Kraftbetätigtes Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg (S) des Zylinders (10) in dem Futterkörper (2) gleich oder größer bemessen ist als die Tiefe der zur formschlüssigen Verbindung der Keilhakenstange (12) mit den Backen (4, 5) vorgesehenen Rastmittel (Verzahnungen 15,16), 4. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg (h) des Kolbens (7) in dem Zylinder (10) beidseitig durch Anschläge (17, 18) z. B. durch an diesem angebrachte Bunde (27), Anschlagringe (28) od dgL begrenzt ist 5. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) drehfest in dem Futterkörper (2) z. B.

   mittels eines in einem dieser Teile (2) eingesetzten und in dem anderen Teil (10) geführten Stiftes (23) gehalten ist 6. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (31) aus einem in dem Futterkörper (2) verdrehbar eingesetzten und in unterschiedlichen Winkelstellungen arretierbaren, radial gerichteten Sperrbolzen (33) gebildet ist, der zumindest einen Anschlag (35) zur Arretierung des Zylinders (10) und mindestens eine Freisparung (34) zu dessen Aufnahme bei der Axialverschiebung aufweist 7. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtungen (31) aus einer oder mehreren in dem Futterkörper (2) eingesetzten, axial gerichteten Schrauben (41) oder einer diesen durchgreifenden zentrisch angeordneten Hülse (43) gebildet ist, die axial verstellbar sind und mittels denen der Zylinder (10) zu dessen Arretierung abgestützt ist 8. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (31) aus einer oder mehreren Federn («), vorzugsweise einem Tellerfederpaket, gebildet ist, die sich an den Futterkörper (Deckel 6) und den Zylinder(10) abstützen.

   9. Kraftbetätigtes Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (31) aus einer in dem Futterkörper (2) exzentrisch drehbar gelagerten Scheibe (45) od. dgl. gebildet ist, mittels deren exzentrischem Ansatz (49) der Zylinder (10) arretierbar ist Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftbetätigtes Spannfutter mit in einem Futterkörper radial beweglich geführten Backen, die über jeweils eine parallel zu diesen angeordnete Keilhakenstange mittels eines axial verschiebbar geführten, mit Schrägflächen zur Radial.

   verschiebung der Keilhakenstangen versehenen Kolbens betätigbar sind.

   Um bei einem Spannfutter dieser Art die Grundbakken bzw. die gesamten Backen auswechseln zu können, ist es bekannt, den Futterkolben aus dem eigentlichen Arbeitsbereich heraus in eine hintere Endstellung zu schieben, in der sich dieser außer Eingriff mit den den Spannbacken zugeordneten Keilhaken befindet (DE-AS 24 36 529> Bei dieser Ausgestaltung ist es konstruktiv erforderlich, den Futterkolben außerhalb des Arbeitsbereiches gegen Verdrehen zu sichern und die Spannbalcken in der innersten Stellung festzulegen. Bei einem Backenwechsel muß die Triebverbindung zwischen den einzelnen Keilhaken und dem Kolben gelöst und somit jeweils ein Keilhaken und der mit diesem verbundene Grund- und'oder Aufsatzbacken aus dem Futterkörper genommen werden. Die Spannbacken können somit nicht im Futterkörper auf den Keilhaken positioniert werden, sondern die jeweils erforderliche Voreinstellung muß außerhalb mittels besonderer Einstellvorrichtungen erfolgen. Dies bedeutet, abgesehen von den Kosten für derartige Hilfseinrichtungen, einen zusätzlichen Arbeits- und Zeitaufwand.

   Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein kraftbetätigtes Spannfutter der vorgenannten Art so auszubilden, daß die Triebverbindung zwischen dem Kolben und den Keilhakenstangen nicht zu lösen ist und die Backen dennoch leicht und in kurzer Zeit problemlos auszu wechseln sind. Ferner soll auf einfache Weise eine Positionierung der Backen im Futter ermöglicht werden, so daß die Rüstzeiten bei einem Werkstückwechsel äußerst kurz sind und eine hohe Auslastung der mit einem solchen Futter bestückten Werkzeugmaschine gewährleistet ist.

   Gemäß der Erfindung wird dies bei einem kraftbetätigten Spannfutter der eingangs angegebenen Gattung dadurch erreicht, daß der Kolben begrenzt verschiebbar in einem Zylinder eingesetzt ist, der in radial gerichteten Nuten die Keilhakenstangen trägt, daß der Zylinder in dem Futterkörper axial verschiebbar geführt und mit einer Sperreinrichtung versehen ist, mittels der dieser in dem Futterkörper arretierbar ist, und daß zum Auswechseln der mit den Keilhakenstangen verrastbaren Backen der Zylinder in einer der Verstellrichtungen verschiebbar ist, derart, daß die Keilhakenstangen von den Backen axial lösbar sind.

   Zweckmäßig ist es hierbei, die Keilhakenstangen über zusammenwirkende Stirnverzahnungen mit den Backen trieblich zu verbinden, so daß letztere, da in diesem Fall ein großer Zahnlückenwinkel gegeben ist, leicht einrasten.