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Spannfutter für Drehmaschinen
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Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 27 11 904.6) Gegenstand des
Hauptpatentes ist ein Spannfutter mit radial im Futterkörper verstellbaren Spannbacken,
die zu ihrer Verstellung einzeln oder gemeinsam mit einem Antriebsglied in kraft-
und formschlüssigem Eingriff stehen, wobei die Spannbacken radial und quer zur Futterachse
in einen axial vorderen Backenteil und einen axial hinteren Backenteil aufgetrennt
sind, beide Backenteile jeweils für sich radial verstellbar im Futterkörper geführt
sind und nur der hintere Backenteil mit dem Antriebsglied im Eingriff steht, und
wobei ein von außen ein- und ausrückbares Kupplungsstück in Form eines am hinteren
Backenteil geführten, in radialer Richtung starr gehaltenen Schiebers vorgesehen
ist, der im eingerückten
Kupplungszustand beide Backenteile zur
radialen Mitnahme des vorderen Backenteiles durch den hinteren Backenteil verbindet
und im ausgerückten Kupplungszustand den vorderen Backenteil zur vom hinteren Backenteil
unabhängigen radialen Verstellung freigibt.
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Derartige Spannfutter besitzen den Vorteil, daß nur noch der vordere
Backenteil ausgewechselt werden braucht und daß es allein durch Verstellen des Kupplungsstückes
möglich ist, die beiden Backenteile zum Spannvorgang miteinander zu verbinden oder
zum Auswechseln des vorderen Backenteiles voneinander zu trennen. Sind beide Backenteile
getrennt, kann der vordere Backenteil ausgewechselt werden, wobei der hintere Backenteil
in seiner Stellung im Futterkörper unverändert stehen und insbesondere im kraft-und
formschlüssigen Eingriff mit dem die radiale Backenverstellung bewirkenden Antriebsglied
verbunden bleibt. Dieser Eingriff braucht somit zum Backenwechsel nicht vorübergehend
aufgehoben zu werden.
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In der Ausführungsform des Hauptpatentes sind die die Kupplungsstücke
bildenden Schieber axial geführt und in ihrer dem eingerückten Kupplungszustand
entsprechenden
Stellung gemeinsam durch einen Verriegelungsring
gesichert, der koaxial zur Futterachse drehbar im Futterkörper gelagert und axial
hinter den Schiebern angeordnet ist, so daß er in einer seiner Drehstellungen einen
Anschlag für die hintere Schieberstirnfläche bildet. Der Verriegelungsring besitzt
im übrigen für jeden Schieber eine Aussparung, in die die Schieber in einer anderen
Drehstellung des Verriegelungsringes eintreten können, wenn die Schieber in ihre
dem ausgerückten Kupplungszustand entsprechende Stellung bewegt werden. Diese Aussparungen
können außerdem radial so begrenzt sein, daß sie die in sie vorstehenden Schieber
und damit die die Schieber führenden hinteren Backenteile gegen Radialverstellungen
im Sinne einer Spannbewegung blockieren. Dadurch wird sichergestellt, daß das ständig
mit den hinteren Backenteilen form- und kraftschlüssig verbundene Antriebsglied
keiner Spannverstellung fähig ist, also auch über seine üblicherweise aus Sicherheitsgründen
vorgesehenen Wegkontrolleinrichtungen das Anlaufen der Drehmaschine nicht freigeben
kann, solange die Schieber sich nicht in ihrer dem eingerückten Kupplungszustand
entsprechenden Stellung befinden und die sichere Verbindung zwischen dem hinteren
und vorderen Teil der Spannbacken
gewährleisten. Diese Sicherheitsmaßnahme
hat sich bewährt; sie erfordert Jedoch den Verriegelungsring und ist daher nicht
anwendbar, wenn- aus welchen Gründen auch immer, - auf einen solchen Verriegelungsring
verzichtet werden soll oder muß. Beispielsweise kann dies der Fall sein, wenn zur
Auswechslung oder Verstellung der vorderen Spannbackenteile die Verbindung zwischen
dem hinteren und dem vorderen Backenteil an den verschiedenen Spannbacken nacheinander
gelöst werden Soll, oder wenn die für den Verriegelungsring im Futterkörper erforderliche
Ausnehmung wegen der damit verbundenen Schwächung des Futterkörpers unerwünscht
erscheint.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Gegenstand
des Hauptpatentes so weiter auszubilden, daß die Verriegelung der Spannbewegung
bei nicht voll im eingerückten Kupplungszustand befindlichen Schiebern unabhängig
von der Anordnung eines allen Schiebern gemeinsamen Verriegelungsringes möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schieber
im wesentlichen tangential zur Futterachse verstellbar und an seiner dem vorderen
Backenteil
zugewendeten Fläche Kupplungsvorsprünge trägt, die sich
in Verstellrichtung des Schiebers nur so weit über die Schieberlänge erstrecken,
daß sie in der dem voll ausgerückten Kupplungszustand entsprechenden Schieberstellung
vollständig aus sonst mit ihnen radial formschlüssig im Eingriff stehenden Kupplungsaufnahmen
an der dem hinteren Backenteil zugewendeten Trennfläche des vorderen Backenteiles
ausgetreten sind, und daß beidseits der Spannbacke Je eine Aussparung im Futterkörper
vorgesehen und die Schieberlänge so gewählt ist, daß der Schieber im voll eingerückten
Kupplungszustand in nur eine der beiden Aussparungen hineinragt, wobei diese Aussparung
in radialer Richtung um mindestens den Spannhub der Spannbacke breiter als der Schieber
ist, um die Spannbewegung zu ermöglichen, während die andere Aussparung, in die
der Schieber im unvollständig oder überhaupt nicht eingerückten Kupplung zustand
vorsteht, radial dieselbe Breite wie der Schieber besitzt, so daß sie den Schieber
und mit ihm den ihn führenden hinteren Backenteil gegen Radialbewegungen blockiert.
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Die Kupplungsvorsprünge und Kupplungsaufnahmen sind vorzugsweise als
einander entsprechende Verzahnungen ausgebildet. Der Schieber kann an seiner Rückseite
als Zahnstange
ausgebildet sein, in die zur Schieberverstellung
ein Ritzel greift, das mit seiner Achse im wesentlichen radial zur Futterachse im
hinteren Spannbackenteil gelagert und von außen verdrehbar ist. Die dem voll eingerückten
Kupplungszustand entsprechende Schieberstellung kann durch eine Rasteinrichtung
gesichert sein. Diese Rasteinrichtung kann unmittelbar am Schieber selbst angreifen.
Einfacher und daher im Rahmen der Erfindung bevorzugt aber ist eine Ausführungsform,
bei der das Ritzel eine Raststellung besitzt, die der Schieberstellung im voll eingerückten
Kupplungszustand entspricht.
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Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt besteht im wesentlichen
darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter die Spannbewegung der Spannbacken
und des Antriebsgliedes blockiert und dadurch das Anlaufen der Drehmaschine ausgeschlossen
wird, wenn auch nur ein einziger der Schieber sich nicht in der dem voll eingerückten
Kupplungszustand entsprechenden Stellung befindet, ohne daß es zu dieser Sicherung
eines Verriegelungsringes bedarf. Die Schieber greifen vielmehr im ausgerückten
oder nicht vollständig eingerückten Kupplungszustand unmittelbar blockierend in
die dazu vorgesehenen Futterkörperaus
sparungen mit großen Anschlagflächen
ein. Die Kupplung beider Backenteile kann daher an den verschiedenen Spannbacken
nacheinander gelöst und wieder hergestellt werden, ohne daß dabei der Kupplungszustand
der Backenteile an den anderen Spannbacken beeinflusst wird.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch
ein Spannfutter nach der Erfindung, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Stirnansicht
des Futters nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt in Richtung 111-111 durch Fig. 2.
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In der Zeichnung ist der Futterkörper des Spannfutters allgemein mit
1, die darin radial verstellbar geführten Spannbacken sind allgemein mit 2 bezeichnet.
Zu ihrer Führung sind im Futterkörper radiale Führungsnuten 3 vorgesehen.
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In dem Axialschnitt nach Fig. 1 ist Jeweils nur eine Spannbacke dargestellt,
Jedoch besitzt ein solches Futter entsprechend
Fig. 2 mehr als
nur eine, in der Regel drei Spannbacken. Die Spannbacken stehen zu ihrer radialen
Verstellung mit einem Antriebsglied 4 in kraft- und formschlüssigem Eingriff, das
im Ausführungsbeispiel als axial verstellbare Treibhülse 5 ausgebildet ist, die
in an sich bekannter Weise über Keilhaken 6,7 mit den Spannbacken 2 im Eingriff
steht, wobei der Keilhaken 6 an der Treibhülse 5, der Keilhaken 7 an der Spannbacke
2 sitzt. Wird die Treibhülse 5 in Fig. 1 nach links verschoben, so werden die Spannbacken
2 radial einwärts bewegt, bei entgegengesetzter axialer Verstellung der Treibhülse
5 dagegen radial auswärts verschoben. Die Treibhülse 5 kann in an sich bekannter
und daher hier nicht näher zu beschreibender Weise durch einen Spannzylinder betätigt
werden, dessen Spannkolben durch die hohle Drehmaschinenspindel hindurch über eine
Zugstange oder ein Zugrohr mit der Treibhülse 5 verbunden sein kann. Ein solcher
Kraftspannzylinder kann aber auch unmittelbar im Futterkörper 1 angeordnet sein.
Auch ist in Fig. 1 der Einfachheit wegen der regelmäßig vorgesehene und dem Anschluß
des Futterkörpers 1 an die nicht dargestellte Drehmaschinenspindel dienende Anschlußflansch
nicht dargestellt, für dessen Aufnahme auf der Rückseite des Futterkörpers 1 die
Eindrehung 8 vorgesehen ist.
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Zwar sind im Ausführungsbeispiel zum Antrieb der Spannbacken 2 die
Keilhaken 6, 7 vorgesehen; der Antrieb der Spannbacken 2 kann aber auch mit jeder
anderen bekannten Ausführungsform des Antriebsgliedes 4 und der die Spannbacken
2 mit dem Antriebsglied 4 verbindenden Kraftübertragungsglieder erfolgen. Unabhängig
davon aber, wie im einzelnen auch das Antriebsglied 4 und diese Kraftübertragungsglieder
ausgebildet und im Eingriff mit den Spannbacken stehen mögen, die Spannbacken 2
sind immer radial und quer zur Futterachse 9, und zwar im Ausführungsbeispiel in
einer zur Futterachse 9 senkrechten Ebene, in einen axial vorderen Backenteil 2a
und einen axial hinteren Backenteil 2b ge trennt. Beide Backenteile 2a, 2b sind
jeweils für sich radial verstellbar in den Nuten 3 des Futterkörpers 1 geführt,
nämlich der vordere Backenteil 2a mit Führungsnuten 10 in entsprechenden Führungsleisten
11 des Futterkörpers, und der hintere Backenteil 2b in Führungsnuten 12 des Futterkörpers
1. Axial ist der hintere Backenteil 2b im übrigen mit seiner Rückseite an einer
Führungsfläche 13 des Futterkörpers 1 abgestützt. Im übrigen lassen die Stellung
des hinteren Backenkörpers 2b und die Eingriffsverhältnisse der Keilhaken 6, 7 in
Fig. 1 erkennen, daß die hinteren Backenteile 2b in ihrer radial Jeweils äußersten
Stellung gezeigt sind.
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Von beiden Backenteilen 2a, 2b steht jeweils nur der hintere Backenteil
2b mit dem Antriebsglied 4, im Ausführungsbeispiel also den Keilhaken 6 der Treibhülse
5, im Eingriff.
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Ein von außen ein- und ausrückbares Kupplungsstück in Form eines Schiebers
16 dient dazu, daß im eingerückten Kupplungszustand, wie in der Zeichnung dargestellt,
beide Backenteile 2a, 2b zur radialen Mitnahme des vorderen Backenteiles 2a durch
den hinteren Backenteil 2b starr verbunden sind, während im nicht dargestellten
ausgerückten Kupplungszustand der vordere Backenteil 2a zur vom hinteren Backenteil
2b unabhängigen radialen Verstellung freigegeben ist, so daß der vordere Backenteil
2a in der radialen Führungsnut 3 verschoben und/oder aus ihr vollständig herausgenommen
und gegen einen anders gestalteten Backenteil ausgewechselt werden kann. Selbstverständlich
besteht dabei auch im Rahmen der Erfindung die in der Zeichnung der Einfachheit
wegen nicht dargestellte Möglichkeit, den vorderen auswechselbaren Backenteil 2a
mit weiteren sogenannten Aufsatzbacken zu versehen. Der hintere Backenteil 2b dagegen
ist nicht auswechselbar und bleibt ständig im Eingriff mit dem Antriebsglied 4.
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Die als Kupplungsstücke dienenden Schieber 16 sind am hinteren Backenteil
2b geführt und in radialer Richtung starr an ihm gehalten. Die Führung ist so ausgebildet,
daß die Schieber 16 im wesentlichen tangential zur Futterachse 9 verstellbar sind.
Im einzelnen ist dazu jeder Schieber in einer tangentialen Führungsnut 14 des hinteren
Backenteiles 2b angeordnet. Die Führungsnut 14 ist zum vorderen Backenteil 2a hin
offen. Durch Führungsleisten 15, die in hinterschnittene Nuten des hinteren Backenteiles
2b greifen, wird verhindert, daß der Schieber 16 quer zu seiner Verstellrichtung
in Richtung zum vorderen Backenteil 2a hin aus seiner Führungsnut 14 austreten kann.
An der dem vorderen Backenteil 2a zugewendeten Fläche trägt jeder Schieber 16 Kupplungsvorsprünge
17, die sich in Verstellrichtung des Schiebers 16 nur so weit über die Schieberlänge
erstrecken, daß sie in der dem voll ausgerückten Kupplungszustand entsprechenden
Schieberstellung vollständig aus den sonst mit ihnen formschlüssig im Eingriff stehenden
Kupplungsaufnahmen 18 ausgetreten sind, die sich an der dem hinteren Backenteil
2b zugewendeten Trennfläche des vorderen Backenteiles 2a befinden. Beidseits Jeder
Spannbacke 2 ist Je eine Aussparung 19, 20 im Futterkörper 1 vorgesehen. Die Schieberlänge
ist
so gewählt, daß der Schieber 16 im voll eingerückten Kupplungszustand in nur eine
der beiden Aussparungen, in den Fig. 2 und 3 also die rechte Aussparung 20 hineinragt,
aus der anderen Aussparung 19 aber vollständig ausgetreten ist. Die erstgenannte
Aussparung 20 ist in radialer Richtung um mindestens den Spannhub der Spannbacke
2, also um den Abstand 21, breiter als der Schieber 16, um die Spannbewegung zu
ermöglichen. Die andere Aussparung 19, in die der Schieber 16 im unvollständig oder
überhaupt nicht eingerückten Kupplungszustand vorsteht, besitzt dagegen radial dieselbe
Breite wie der Schieber 16, so daß sie den Schieber 16 in radialer Richtung spielfrei
aufnimmt und dadurch den Schieber 16 und mit ihm den ihn führenden hinteren Backenteil
2b gegen Radialbewegungen blockiert. Befindet sich daher auch nur einer der Schieber
im nicht voll oder überhaupt nicht eingerückten Kupplungszustand, kann der hintere
Backenteil 2b und über die Keilhaken 6, 7 auch die Spannhülse 5 keinerlei Verstellung
ausführen, so daß auch das Anlaufen der Maschine verhindert wird, für das als Voraussetzung
der vorherige Spannvorgang erforderlich ist, der.durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Wegkontrolleinrichtungen am Antriebsglied 4, an seinem Zugrohr oder seiner Zugstange
oder am Spannkolben
des Kraftspannzylinders überwacht wird.
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Im Ausführungsbeispiel sind die Kupplungsvorsprünge 17 und Kupplungsaufnahmen
18 als einander entsprechende Verzahnungen ausgebildet, wobei sich die die Kupplungsaufnahmen
18 bildende Verzahnung am vorderen Backenteil 2a über die gesamte radiale Länge
dieses Backenteiles erstreckt, so daß er in verschiedenen radialen Stellungen mit
dem hinteren Backenteil 2b gekuppelt werden kann. Der Schieber 16 ist an seiner
Rückseite als Zahnstange 22 ausgebildet.
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In diese Zahnstange 22 greift ein Ritzel 23, das mit seiner Achse
24 im wesentlichen radial zur Futterachse 9 im hinteren Spannbackenteil 2b gelagert
und von außen verdrehbar ist, wozu es beispielsweise an der an der Außenfläche des
hinteren Backenteiles 2b liegenden Stirnfläche seines Ritzelschaftes 25 eine Schlüsselaufnahme
26 besitzt.
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Der Ritzelschaft ist drehbar aber axial unverschiebbar hinter dem
Schieber 16 im hinteren Backenteil 2b gelagert. Wird das Ritzel 23 über den Ritzelschaft
25 verdreht, verstellt sich der Schieber 16 entsprechend. Das Ritzel 23 bzw. der
Ritzelschaft 25 besitzt im übrigen eine Raststellung, die der Schieberstellung im
voll eingerückten Kupplungszustand
entspricht. Dazu ist im hinteren
Backenteil 2b entsprechend Fig. 3 ein federbelasteter Raststift 27 geführt, der
bei entsprechender Drehstellung des Ritzelschaftes 25 in eine im Ritzelschaft 25
vorgesehene Rastausnehmung 28 eingreift.
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Zum Backenwechsel ist es lediglich erforderlich, das Ritzel 23 zu
verdrehen, bis sich der Schieber 16 mit seinen Kupplungsvorsprüngen 17 nicht mehr
im Eingriff am vorderen Backenteil 2a befindet. Diese Stellung des Schiebers ist
in Fig. 2 bei 29 gestrichelt angedeutet.
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In dieser Stellung ist der Schieber 16 vollständig aus der Aussparung
20 des Futterkörpers 1 ausgetreten. Der in die Aussparung 19 vorstehende Schieberteil
verhindert jegliche Radialverstellungen des hinteren Spannbackenteiles 26 und damit
des Antriebsgliedes 4. Der vordere Backenteil 2a kann nun radial frei verschoben
oder auch vollständig ausgewechselt werden. Anschließend wird das Ritzel 23 wieder
bis zum Einrasten des Rastbolzens 27 zurückgedreht, wobei sich der Schieber 16 wieder
in die in der Zeichnung dargestellte, dem voll eingerückten Kupplungszustand entsprechende
Lage verschiebt. In dieser Lage ist der Schieber aus der Aussparung 19 vollständig
ausgetreten
und steht in die Aussparung 20 vor, die aber wegen
ihrer um mindestens den Spannhub 21 radial größerenBreite die Spannbewegung nicht
beeinträchtigen kann.
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