DE2854435A1

DE2854435A1 - Chuck for large lathe - has three radial jaws actuated by rotating screwed rod driven by hydraulic motor

Info

Publication number: DE2854435A1
Application number: DE19782854435
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Scharfen
Original assignee: Paul Forkardt GmbH and Co KG
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1978-12-16
Filing date: 1978-12-16
Publication date: 1980-07-03

Abstract

A chuck for a large lathe has a cylindrical body with three radially sliding jaws. The jaws are actuated by a tangentially moving tubular shaft with inclined splines which engage matching grooves in the jaws. The tubular shaft has an internal screw thread which engages a rotating rod. The rod is driven from a Gerotor (RTM) hydraulic motor mounted in the body. The motor is fed with oil from holes in the lathe spindle which are in turn supplied from a stationary ring surrounding the spindle and fitted with oil seals.

Description

SpannfutterChucks

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit in einem Futterkörper radial beweglich geführten Spannbacken,die von tangential im Futterkörper angeordneten Keilstangen verstellbar sind,von denen eine Keilstange durch eine drehbar im Futterkörper gelagerte Gewinde spindel unmittelbar und die anderen Keilstangen durch einen im Futterkörper drehbar gelagerten, die Keilstangen miteinander verbindenden Treibring mittelbar angetrieben sind.The invention relates to a chuck with radial in a chuck body movably guided clamping jaws, which are arranged tangentially in the chuck body Wedge bars are adjustable, one of which can be rotated through a wedge bar in the chuck body threaded spindle directly and the other wedge rods through an im Chuck body rotatably mounted, the wedge rods interconnecting drive ring are driven indirectly.

Spannfutter der voranstehend beschriebenen Art sind als Handspannfutter bekannt, Sie besitzen den Vorteil,daß sie als Hohlspannfutter für Drehbänke mit freiem Spindeldurchlaß ausgebildet werden können, weil der Spannbackenantrieb die Bildung eines freien Futterdurchganges im Zentrum des Futters ohne Schwierigkeiten ermöglicht, Bei größeren Spannfuttern,nämlich etwa ab 500 mm Durchmesser, die auf schweren Drehmaschinen verwendet werden,reicht die erzielbare und für die Bedienungsperson zumutbare Handkraft zur Erzielung eines Drehmoments am Futterschlüssel von etwa 20 mkp nicht mehr aus,die für die hohen Zerspanungsleistungen erforderliche Spannkraft zu erzeugen. Aus diesem Grunde werden für derartige Spannfutter Getriebemotoren verwendet,die außerhalb des Spannfutters stationär angebracht sind und mittels einer verschiebbaren Antriebswelle über ein Kupplungsstück die Spannbacken motorisch antreiben, Der Nachteil dieser bekannten Konstruktion ist darin zu shen, daß eine Betätigung der Spannbacken ausschließlich bei stillstehender Spindel möglich ist und daß eine Punktstillsetzung der pindel forderlich ist, um die Abtreiebswelle des Getriebemotors mit der Gewinde spindel des Spannfutters tw.ppeln zu können. linse solche Punktstillsetzung für die Drehspindel ist nicht nur hin i@@tlich er Lierfür erforderlichen Konstruktion aufwendig und störfällig, sondern hat auch einen zeitraubenden Funktionsablauf zur Folge.Chucks of the type described above are hand-held chucks known, they have the advantage that they are used as a hollow chuck for lathes free spindle passage can be formed because the clamping jaw drive the Creation of a free feed passage in the center of the feed without difficulty allows, with larger chucks, namely from about 500 mm in diameter, which on heavy lathes are used, the achievable and sufficient for the operator reasonable manual force to achieve a torque on the chuck key of about 20 mkp is no longer sufficient, the clamping force required for the high cutting performance to create. For this reason, gear motors are used for such chucks used, which are attached stationary outside the chuck and by means of a the movable drive shaft drive the clamping jaws with a motor via a coupling piece, Of the Disadvantage of this known construction is to be shen that an actuation of the Jaws are only possible when the spindle is at a standstill and that a point stop the spindle is necessary to the output shaft of the gear motor with the thread the spindle of the chuck to be able to move. lens such point stop for the turning spindle is not only suitable for the necessary construction complex and troublesome, but also has a time-consuming functional sequence Episode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Spannfatter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Spannbacken ohne großen konstruktiven Aufwand motorisch betätigbar sind, ohne daß sich hierdurch der Funktionsablauf der Werkzeugmaschine nachteilig verändert.The invention is based on the object of a clamping chuck of the initially to create the type described, the clamping jaws without great design effort can be operated by a motor without affecting the functional sequence of the machine tool adversely changed.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufbabenstellung ist d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Gewindespindel durch einen im Futterkörper angeordneten Hydraulikmotor mit umkehrbarer Drehichtung antreib@ar ist, welchem das Druckmittel über einen feststehenden, auf einem mit de@ Spannfutter umlaufenden Teil gelagerten Druckmittelüberleitungsring zuführbar ist.The inventive solution to this problem is d a d u r c h g ek ek e n n n e i c h n e t that the threaded spindle is inserted in the chuck body arranged hydraulic motor with reversible direction of rotation is driv @ ar, which the pressure medium via a fixed, on a rotating with de @ chuck Part of the mounted pressure medium transfer ring can be supplied.

Gemäß einen weiteren Nerknjal der Erfindung kann der Druk.iittelüberleitungsring auf der das Spannfutter tragenden Hohlspindel innerhalb des Spindelkastens angeordnet sein.According to a further feature of the invention, the pressure fluid transfer ring arranged on the hollow spindle carrying the chuck inside the headstock be.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfoni der Erfindung ist die Gewindespindel durch eine Kardanwelle mit der in Gehäuse des Hydraulikmotors drehbar gelagerten Welle unmittelbar verbunden.In a preferred embodiment of the invention, the threaded spindle is by a cardan shaft with the rotatably mounted in the housing of the hydraulic motor Shaft directly connected.

Mit der erfindungsgeniäßen Ausbildung wird ein Spannfutter geschaffen, das unter Beibehaltung der mechanischen Selbsthem'nung des Keilstangenfutters und der Möglichkeit zur Ausbildung des Spannfutters als Hohlspannfutter einerseits eine Handbetätigung vermeidet und andererseits ohne Punktstillsetzung der Drehspindel auskommt, weil der Hydraulikmotor innerhalb des Futterkörpers angeordnet ist. Als Hydraulkmotor können sogenannte Gerotoren oder Orbit-Motoren Verwendung finden, die : e kleinen Außenabmessungen hohe Leistungen besitzen und denen das Eruckmittel durch einen feststehenden Druckmitteleitungsring zugeführt wird, der auf einem mit dem Spannuffter umlaufenden Teil gelagert ist, und zwar vorzugsweise auf der das Spannfutter tragenen Hohl:pinde innerhalb des pindelkastens, so daß eine sichere Unterbringung der Druckmittelüberleitungseinrichtung gewährleistet ist. Durch iie unmittelbare Verbindung der Gewindespindel mittels einer kardanwelle mit der im Gehäuse des Hydraulikmotors drehbar gelagerten Welle wird eine kompakte Bauweise erzielt, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei Spannfutte@n mit kleinerem @ußendur@@@esser anwendbar ist.With the inventive training a chuck is created, while maintaining the mechanical self-locking of the wedge bar chuck and the possibility of forming the chuck as a hollow chuck on the one hand Avoids manual operation and, on the other hand, without point stopping of the turning spindle gets by because the hydraulic motor is arranged inside the chuck body. as Hydraulic motors, so-called gerotors or orbit motors can be used, the : e small external dimensions have high performances and those the discharge fluid is supplied through a fixed pressure fluid line ring, which is mounted on a part rotating with the clamping sleeve, preferably on the hollow that carries the chuck: pinde inside the headstock so that a secure accommodation of the pressure medium transfer device is guaranteed is. Through the direct connection of the threaded spindle by means of a cardan shaft with the shaft rotatably mounted in the housing of the hydraulic motor, a compact one becomes Achieved construction, so that the inventive training with Spannfutte @ n smaller @ ußendur @@@ esser is applicable.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannfutters Caretellt, na zwar zeit: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spannfutter,wobei abweichend vom mittigen Schnittverlauf der vordere Teil des Spannfutters gemäß der Schnittlinie I-I in Fig.2 geschnitten ist, Fig. 2 eine Stirnansicht des in Fig. 1 dargestellten Spannfutters mit zwei Teilschnitten in unterschiedlichen Schnittebenen, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Hydraulikmotor mit der Schnittlinie III-III und Fig. 4 einen Querschnitt durch den Hydraulikmotor gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig.2. In the drawing is an embodiment of the invention Chuck Caretellt, well indeed time: Fig. 1 shows a longitudinal section through a chuck, wherein the front part of the chuck according to FIG Section line I-I in Fig. 2 is cut, Fig. 2 is an end view of the in Fig. 1 shown chuck with two partial sections in different cutting planes, Fig. 3 shows a cross section through the hydraulic motor with the section line III-III and 4 shows a cross section through the hydraulic motor according to section line IV-IV in Fig. 2.

Das auf der Zeichnung dargestellte Spannfutter ist mittels nicht dargestellter Futterbefestigungsschrauben am Flansch la einer Hohlspindel 1 befestigt, die mit einer Bohrung Ib versehen ist, welche vorzugsweise zur Zufuhr von Werkstücken zum Spannfutter dient.The chuck shown in the drawing is not shown by means of Chuck fastening screws attached to the flange la a hollow spindle 1, which with a bore Ib is provided, which is preferably used for feeding workpieces to the Chuck is used.

Das Spannfutter besitzt einen ringförmigen Futterkörper 2,der mit insgesamt drei radial verlaufenden Backenführungen 2a versehen ist.The chuck has an annular chuck body 2 with a total of three radially extending jaw guides 2a is provided.

Der Querschnitt dieser Backenführungen 2a ist am besten in Fig.1 zu erkennen. Diese Darstellung zeigt auch den Querschnitt durch eine Grundbacke 3,deren Vorderansicht im unteren Teil der Fig.2 zu sehen ist. Auf diese Grundbacken 3 werden nicht dargestellte Aufsatzbacken aufgesetzt,die dem jeweiligen Durchmesser des einzuspannenden Werkstückes angepaßt sind und gegebenenfalls auch auf den Grundbacken 3 versetzt werden können. Die zur Befestigung der Aufsatzbacken dienenden Gewindebohrungen 3a sind in Fig.2 zu erkennen.The cross section of these jaw guides 2a is best shown in Fig.1 recognize. This illustration also shows the cross section through a base jaw 3, the Front view can be seen in the lower part of Fig.2 is. To this Base jaws 3 are not shown top jaws attached to the respective Diameter of the workpiece to be clamped are adapted and possibly also can be moved on the base jaws 3. The one for fastening the top jaws Serving threaded bores 3a can be seen in Fig.2.

Hinter jeder Grundbacke 3 ist eine Keilstange 4 in einer tangentialen Nut 2b des Futterkörpers 2 quer zur Grundbacke 3 verschiebbar geführt.Auf einem Teil ihrer der Grundbacke 3 zugewandten Fläche weist jede Keilstange 4 schräg angeordnete Keilstangenzähne 4a auf, die in die Lücken einer Verzahnung 3b (s.Fig.l) an der Rückseite der Grundbacke 3 passen. Durch den schrägen Verlauf der Keilstangenzähne 4a und der Verzahnung 3b der Grundbacke 3 bewirkt eine Verstellung der Keilstange 4 in tangentialer Richtung innerhalb der Nut 2b des Futterkörpers 2 eine radiale Verschiebung der Grundbacken 3.Behind each base jaw 3 is a wedge bar 4 in a tangential Groove 2b of the chuck body 2 slidably guided transversely to the base jaw 3 Each wedge bar 4 has part of its surface facing the base jaw 3 which is arranged at an angle Wedge bar teeth 4a, which are in the gaps of a toothing 3b (see Fig.l) on the The back of the base jaw 3. Due to the inclined course of the wedge bar teeth 4a and the toothing 3b of the base jaw 3 causes an adjustment of the wedge bar 4 in the tangential direction within the groove 2b of the chuck body 2 a radial Shifting the base jaws 3.

Jede Keilstange 4 ist an ihrer Rückseite mit einem zylindrischen Zapfen 4b versehen, der parallel zur Drehachse des Spannfutters liegt Auf den Zapfen 4b ist ein Gleitstein 5 aufgesetzt,der mit parallelen,ebenen Außenflächen in einer radialen Nut 6a eines Treibringes 6 liegt. Dieser Treibring 6 ist konzentrisch zur Drehachse des Futters drehbar im Futterkörper 2 gelagert,wie dies am besten in Fig.1 zu erkennen ist. Zur Lagerung werden bei der dargestellten Ausführungsform Wälzkörper 7 verwendet,die den Treibring 6 an einem Deckel 8 abstützen,der die Hinterseite des Futterkörpers 2 abschließt.Each wedge bar 4 is on its back with a cylindrical pin 4b, which is parallel to the axis of rotation of the chuck. On the pin 4b is a sliding block 5 is placed, with parallel, flat outer surfaces in a radial groove 6a of a drive ring 6 is located. This drive ring 6 is concentric to The axis of rotation of the chuck rotatably mounted in the chuck body 2, as best shown in FIG can be seen. Rolling bodies are used for storage in the embodiment shown 7 used, which support the drive ring 6 on a cover 8, which the rear of the chuck body 2 completes.

Der Antrieb der Grundbacken 3 erfolgt durch eine Gewindespindel 9, die innerhalb einer der drei Keilstangen 4 angeordnet ist und mit ihrem Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde dieser Keilstange 4 eingreift Die Gewindespindel 9 ist axial unverschiebbar gelagert und stützt sich mittels eines Lagerstückes 10 am Füterkörper 2a ab. Eine Drehbewegung dieser Gewindespindel 9 hat somit eine Verschiebung der zugehörigen Keilstange 4 in der Nut 2b des Futterkörpers 2 zur Folge. Diese in tangentialer Richtung zur Drehachse des Futters erfolgende Verschiebung der Keilstange 4 bewirkt über die Keilstangenzähne 4a und die Verzahnung 3b der Grundbacke 3 eine radiale Verstellung der zugehörigen Grundbacke 3 in der Backenführung 2aO Die in tangentialer Richtung erfolgende Verschiebung der unmittelbar angetriebenen Keilstange 4 bewirkt über deren Zapfen 4b und den gehörigen Gleitstein 5 eine Drehbewegung des Treibringes 6o Diese Drehbewegung des Treibringes 6 hat über die restlichen Gleitsteine 5 eine entsprechende Verstellbewegung der beiden anderen Keilstangen 4 zur Folge,die dementsprechend die zu ihnen gehörigen Grundbacken 3 bewegen. Auf diese Weise erfolgt ein gleichzeitiger Antrieb aller drei Grundbacken 3O Der Antrieb der mit einem Antriebsvierkant 9a versehenen Gewindespindel 9 erfolgt über ein Kupplungsstück i1,welches auf den Antriebsvierkant 9a aufgeschoben ist und sich in axialer Richtung an einem Lagerring 12 abstützt,der seinerseits im Futterkörper 2 gelagert ist.The base jaws 3 are driven by a threaded spindle 9, which is arranged within one of the three wedge bars 4 and with its external thread engages in a corresponding internal thread of this wedge rod 4 The threaded spindle 9 is axially immovable and is supported by means of a bearing piece 10 on the feeder body 2a. A rotary movement of this threaded spindle 9 thus has a displacement the associated wedge bar 4 in the groove 2b of the chuck body 2 result. These Displacement of the wedge bar in a tangential direction to the axis of rotation of the chuck 4 causes over the wedge bar teeth 4a and the toothing 3b of the Base jaw 3 a radial adjustment of the associated base jaw 3 in the jaw guide 2aO The shift in the tangential direction of the directly driven Wedge rod 4 causes a rotary movement via its pin 4b and the associated sliding block 5 of the drive ring 6o This rotational movement of the drive ring 6 has over the remaining Sliding blocks 5 a corresponding adjustment movement of the other two wedge rods 4 result, which move the base jaws 3 belonging to them accordingly. on In this way, all three base jaws are driven simultaneously. 3O The drive the threaded spindle 9, which is provided with a square drive 9a, takes place via a coupling piece i1, which is pushed onto the square drive 9a and extends in the axial direction is supported on a bearing ring 12, which in turn is mounted in the chuck body 2.

Dieser Lagerring 12 bewirkt zusammen mit dem Lagerstück 10 die Lagerung dergewindespindel 9,die drehbar aber axial unverschiebbar gehalten ist, In eine Innenverzahnung des Kupplungsstückes 11 greift eine an beiden Enden mit Außenverzahnungen versehene Kardanwelle 13 ein,die von einem Hydraulikmotor 14 antreibbar ist,der in Verlängerung der Gewindespindel 9 im Futterkörper 2 untergebracht ist. Bei diesem Hydraulikmotor 14 handelt es sich um einen handelsüblichen Motor mit umkehrbarer Drehrichtung. Das Druckmittel zum Antrieb dieses Hydraulikmotors 14 wird über zwei Druckmittelkanäle 15a,15b zu- bzw. abgeleitet,die sowohl in der Hohlspindel 1 und deren Flansch la als auch im Deckel 8 und Futterkörper 2 des Spannfutters verlaufen,wie am besten in Fig.1 zu erkennen ist Die Zufuhr des Druckmittels zur Hohlspindel 1 geschieht über einen Druckmittelüberleitungsring 16, der innerhalb des Spindelkastens der Drehmaschine auf der Hohlspindel 1 drehbar gelagert ist,jedoch gegen ein Mitdrehen festgehalten wird,so daß dieser Druckmittelüberleitungsring 16 mit festen Druckmittelanschlüssen versehen werden kann. Auf diese Weise ist es möglicus dls Spannfutter in jeder beliebigen Stellung der Hohlspindel 1 ohne Punktstillsetzung zu betätigen,wobei Sicherheitsmaßnahmen getroffen sind, um ein Öffnen der Spannbacken während der Rotation der Hohlspindel 1 zu verhindern.This bearing ring 12, together with the bearing piece 10, causes the storage dergewindespindel 9, which is rotatably but axially immovable, in a Internal toothing of the coupling piece 11 engages one at both ends with external toothing provided cardan shaft 13, which can be driven by a hydraulic motor 14, the is housed in the extension of the threaded spindle 9 in the chuck body 2. With this one Hydraulic motor 14 is a commercially available motor with a reversible Direction of rotation. The pressure medium for driving this hydraulic motor 14 is via two Pressure medium channels 15a, 15b supplied or discharged, which are both in the hollow spindle 1 and whose flange la as well as in the cover 8 and chuck body 2 of the chuck run, as The supply of the pressure medium to the hollow spindle 1 can best be seen in FIG happens via a pressure medium transfer ring 16, which is located within the headstock the lathe is rotatably mounted on the hollow spindle 1, but against rotation is held, so that this pressure medium transfer ring 16 with fixed pressure medium connections can be provided. In this way it is possible to use the chuck in any desired To operate the position of the hollow spindle 1 without point stopping, taking safety measures met are to open the jaws during rotation to prevent the hollow spindle 1.

Als Hydraulikmotor 14 können unterschiedliche Motoren Verwendung finden In Fig.2 ist ein sogenannter ORBIT1,-Motor dargestellt, bei welchem in einem zweiteiligen Gehäuse 14a im vorderen Teil Steuerelemente 14b mit entsprechenden Steuerbohrungen und andererseits im hinteren Teil ein Zahnrad 14c angeordnet sind Das Zahnrad 14c nimmt einerseits über eine Zwischenwelle 14d ein umlaufendes Steuerelement mit und dient andererseits zum Antrieb der Kardanwelle 13. Diese Kardanwelle 13 treibt wiederum über das Kupplungsstück 11 die Gewindespindel 9 an,so daß der im Futterkörper 2 untergebrachte Hydraulikmotor 14 zur Verstellung der Spannbacken dient, ohne daß hierzu eine Punktstillsetzung der Hohlspindel 1 erforderlich ist.Different motors can be used as the hydraulic motor 14 In Figure 2, a so-called ORBIT1, engine is shown, in which in a two-part Housing 14a in the front part control elements 14b with corresponding control bores and on the other hand, a gear 14c is arranged in the rear part. The gear 14c takes on the one hand a revolving control element via an intermediate shaft 14d and serves on the other hand to drive the cardan shaft 13. This cardan shaft 13 in turn drives via the coupling piece 11, the threaded spindle 9, so that the in the chuck body 2 housed hydraulic motor 14 is used to adjust the clamping jaws without a point shutdown of the hollow spindle 1 is required for this.

Claims

Claims: annfutter with radially movable in a chuck body guided clamping jaws, which are tangentially arranged in the chuck body wedge bars are adjustable, one of which is a wedge rod rotatably mounted in the chuck body Threaded spindle directly and the other wedge bars through one in the chuck body rotatably mounted, the wedge rods connecting the drive ring indirectly are driven, characterized in that the threaded spindle (9) by a in the chuck body (2) arranged hydraulic motor (14) with reversible direction of rotation is drivable, which the pressure medium via a fixed, on one with the The chuck can be fed to the pressure medium transfer ring (16) mounted on the rotating part is.

2. Chuck according to claim 1, characterized in that the pressure medium transfer line ring (16) on the hollow spindle (1) carrying the chuck inside the headstock a machine tool is arranged.

3 chuck according to claims 1 and 2, characterized in that that the threaded spindle (9) is connected to the one in the housing (14a) by a cardan shaft (13) of the hydraulic motor (14) rotatably mounted shaft (14d) is directly connected.