DE2903904C3 - Kraftbetätigtes Backenfutter - Google Patents

Description

kolben vorgesehenen Bohrung des Futterkörpers an. Hierdurch wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung die Belastung der bei einer Außenspannung wirksamen leistenförmigen Keilstücke des Futterkolbens ganz erheblich reduziert, so daß es erfindungsgemäß möglich wird, die radiale Stärke der an den Spannbacken ausgebildeten Keilhaken größer als die radiale Stärke der leistenförmigen Keilstücke des Futterkolbens auszubilden. Damit sich die leistenförmigen Keilstücke unter Verringerung von Scher- und Biegebeanspruchungen großflächig an der Bohrung des Futterkörpers abstützen können, ist der Keilhaken erfindungsgemäß über seinen Steg ausschließlich mit der Rückseite der Spannbacke verbunden. Hierdurch wird sichergestellt daß die Abstützung der leistenförmigen Keilstücke an der Bohrung des Futterkörpers im gesamten Spannbereich nicht durch Radialführungen für die Spannbacken unterbrochen wird.

Insgesamt ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag der Vorteil, daß die Belastbarkeit des an den Spannbacken ausgebildeten Keilhakens erheblich gesteigert werden kann, ohne daß der zur Verfügring stehende Raum vergrößert werden muß, weil die Vergrößerung der radialen Stärke des Keilhakens zu Lasten der radialen Stärke der leistenförmigen Keilstücke am Futterkolben erfolgt, deren Belastbarkeit wiederum durch die erfindungsgemäße Abstützung an der Bohrung des Futterkörpers trotz der Verringerung ihrer radialen Stärke erhöht wird. Die mit der Erfindung erzielbare Steigerung der Belastbarkeit, die zu einer Vergrößerung der maximalen Spannkraft des Spannfutters führt, ist deshalb erheblich, weil die radiale Stärke der entsprechenden Bauteile im Quadrat in die Belastbarkeit eingeht. Eine beispielsweise 30%ige Vergrößerung der radialen Stärke des Keilhakens hat somit eine etwa 70%ige Vergrößerung seiner Belastbarkeit zur Folge.

Aus der DE-AS 22 14 861 ist zwar ein kraftbetätigtes Backenfutter bekannt, bei dem unter Beibehaltung der vorhandenen Raumverhältnisse im Bereich des Keilhakengetriebes -ine höhere Belastung der Bauteile dadurch ermöglicht wird, daß die Keilflächen zur Längsmittenebene der Spannbacken geneigt sind, so daß sich eine größere Höhe an dem am meisten gefährdeten Querschnitt des Keilhakenschaftes und eine Vergrößerung der kraftübertragenden Keilflächen ergibt. Diese bekannte Konstruktion erfordert jedoch wegen der dachförmigen Neigung der Keilflächen nicht nur einen höheren Fertigungsaufwand, sondern darüber hinaus größere Bearbeitungsgenauigkeiten und hält im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung an der Voraussetzung einer starren Ausbildung des Keilhakengetriebes fest, wogegen die erfindungsgemäße Ausbildung die elastische Verformbarkeit der leistenförmigen Keilstücke und die hierdurch erzielte Abstützung dieser Keilstücke an der Bohrung des Futterkörpers zur Verbesserung der Spanngenauigkeit heranzieht, ohne daß der Herstellungsaufwand steigt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Backenfutters dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Backenfutter und

Fi g. 2 einen Querschnitt durch das Backenfutter gemäß der Schnittlinie H-II in F i g. 1.

Das Backenfutter weist einen Futterkörper 1 auf, in welchem mehrere Spannbacken 2 radial verschiebbar geführt sind. Zu diesem Zweck sind die Spannbacken 2 mit Führungsflächen 3 un ϊ 4 versehen, die mit entsprechenden Führungsbahnen im Futterkörper 1 zusammenwirken. Die radiale Verstellung der Spannbacken 2 geschieht durch einen Futterkolben 5. der in einer Bohrung 6 des Futterkörpers 1 in axialer Richtung verschiebbar ist und der zur Frontseite des Spannfutters durch eine Schutzbuchse 7 abgedeckt ist.

Jede Spannbacke 2 weist an ihrem radial innen liegenden hinteren Teil einen im Querschnitt T-formigen Keilhaken 10 auf, der an seiner radial innen liegenden Fußfläche mit einer durchgehenden Keilfläche 10a für eine Innenspannung ausgebildet ist. Diese Keilfläche 10a wirkt mit einer ebenfalls durchgehenden Keilfläche 5a des Futterkolbens 5 zusammen, so daß nicht nur eine geringe Flächenpressung erzielt wird, sondern auch ein geringes Kippmoment der Spannbacke 2. Der Keilhais ken 10 ist weiterhin mit einem Steg 106 versehen, der zugleich ohne Durchmesservergrößerung als Verbindungsglied zur Rückseite der Spannbacke 2 dient, wie dies insbesondere in F i g. 1 zu erkennen ist.
Am Futterkolben 5 sind leistenförmige Keilstücke 5b zu beiden Seiten des Steges 10b des Keilhakens 10 ausgebildet, die in Umfangsrichtung des F <ii terkolbens 5 bis an den Steg 106 heranreichen. Diese Keils-vücke 56 stützen sich mit ihrer teilzylindrischen Außenfläche bereits bei einer geringen Belastung der Spannbacken 2 unter

Überwindung des geringfügigen Spiels durch elastische Verformung an der zylindrischen Führungsfläche der Bohrung 6 des Futterkörpers 1 für den Futterkolben 5 ab. Hierdurch wird eine Biege- und Scherbeanspruchung dieser Keilstücke 5b nahezu vermieden. Die für eine Außenspannung angeordneten Keilflächen 5c am Futterkolben 5 sowie 10c am Keilhaken 10 ergeben somit auch bei höherer Belastung keine Gefährdung der Keilstücke 5b im gefährdeten Querschnitt Dieser gefährdete Querschnitt der Keilstücke 5b ist durch gewellte Linien in F i g. 2 eingetragen.

In F i g. 2 ist zu erkennen, daß die leistenförmigen Keilstücke 5b vollständig von der nicht unterbrochenen Bohrung 6 im Futterkörper 1 umfaßt werden. Bei einer Belastung des Keühakengetriebes legen sich somit die Keilstücke 5b nach Überbrücken des üblicherweise sehr geringen Führungsbeispiels elastisch an die Fläche der Bohrung 6 im Futterkörper 1 an, werden durch diese abgestützt und daher in diesem Zustand auch bei einer weiteren Erhöhung der Futterspannkraft in ihren gefährdeten Querschnitten nicht weiter auf Abscherung und Biegung beansprucht. Die gefährdeten Querschnitte können daher im Gegensatz zu den bekannten Bauarten in radialer Richtung schwächer gestaltet werden, und zwar ohne die Gefahr einer Überbeanspruchung.

Dementsprechend werden die auf Abscherung und Biegung beanspruchten gefährdeten Querschnitte des Keilhakens 10 verstärkt, die mit gewellten Linien in F i g. 2 gezeichnet sind.
Da in das Widerstandsmoment der gefährdeten Querschnitte, das für die zulässige Biegebeansprurhung maßgeblich ist, die radiale Stärke des Keilhakens Krim Quadrat eingeht, bringt eine Verstärkung des Keilhakens um beispielsweise 30% eine Erhöhung des Widerstandsmoments um etwa 70%. Entsprechend höher ist das gesamte Keilhakengetriebe bei gleichem Platzbedarf belastbar, wobei die zwischen den Futterteilen auftretenden Flächenpressungen bei entsprechender konstruktiver Gestaltung innerhalb der zulässigen Werte gehalten werden können. Unter Zugrundelegen derselben Materialfestigkei.cn kann deshalb ein Backenfutter gemäß F i g. 1 und 2 mit einer wesentlich höheren Spannkraft betrieben werden als Futter der herkömmlichen Bauarten.

Ein weiterer Vorteil der Bauart nach F i g. 1 und 2 ist die Verbesserung der Spanngenauigkeit, insbesondere bei niedriger Belastung. Im unbelasteten oder gering belasteten Zustand kann der Futterkolben eines bekannten Backenfutters innerhalb des Führungsspiels gegenüber der Bohrung eine beliebige Lage einnehmen, die von der eigentlich erwünschten Lage in bezug auf die Rotationsachse des Futters abweicht. Diese Lageabweichung wird über das Keilhakengetriebe auf die Spannbacken übertragen und bewirkt eine unerwünschte exzentrische Einstellung des Werkstückes, deren Größe und Lage innerhalb der beschriebenen Grenzen variieren kann. Bei den bekannten Füttern kann lediglich eine sehr hohe Belastung dazu führen, daß die Keilhaken und die benachbarten Bereiche des Futterkolbens so weit verformt werden, daß das für die Spanngenauigkeit unerwünschte Führungsspiel überbrückt wird. Wenn derartige Futter einige Zeit im Einsatz waren, ist dieser Vorgang nachträglich an Druckstellen zu erkennen, die sich an der Bohrung im Futterkörper und an den entsprechenden Gegenflächen am Futterkolben abzeichnen.

Bei der Bauart nach Fig. 1 und 2 legen sich die leistenförmigen Keilstücke 5b des Futterkolbens 5 ohne weitere konstruktive Maßnahmen an die Führungsfläehe der Bohrung 6 im Futterkörper I an. Hierbei ist von Vorteil, daß die Abstützung anders als bei den bekannten Bauarten direkt gegenüber den kraftübertragenden Flächen erfolgt, wodurch eine verhältnismäßig geringe elastische Verformung in den gefährdeten Querschnitten auftritt. Auch die Biegebeanspruchung in den gefährdeten Querschnitten bleibt äußerst gering, da diese Querschnitte mit einer in radialer Richtung verlaufenden geringen Stärke ausgebildet werden können.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kraftbetätigtes Backenfutter, insbesondere Hohlfutter, mit in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Spannbacken, die durch einen im Futterkörper axial beweglichen Futterkolben mittels jeweils eines Keilhakengetriebes betätigbar sind, das aus in axialer Richtung geneigten Keilflächen besteht, welche in radialer und in Umfangsrichtung paarweise einerseits am Futterkolben und andererseits an einem Keilhaken ausgebildet sind, der im Querschnitt T-förmig mit einer an der radial innenliegenden Fußfläche durchgehenden Keilfläche für eine Innenspannung sowie mit einem Steg ausgebildet ist. über den der Keilhaken mit dem radial innenliegenden Ende der Spannbacke verbunden ist, wobei am Futterkolben leistenförmige Keilstücke zu beiden Seiten des Stegs ausgebildet sind, die in Umfangsrichtuii^ des Futterkolbens bis an den Steg des Keilhakens heranreichen, sich zumindest auf einem Teilbereich des Hubs des Futterkolbens mit ihrer teilzylindrischen Außenfläche in der für den Futterkolben vorgesehenen Bohrung des Futterkörpers abstützen und für eine Au3enspannung durch eine innenliegende Keilfläche mit jeweils einer Keilfläche des Keilhakens zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilhaken (10) über seinen Steg (iOb) ausschließlich mit der Rückseite der Spannbacke (2) verbunden ist. daß sich die leistenförmigen Ke'V.ücke (56,) des Futterkolbens (5) über den gesamten Hub des Futterkolbens (5) mit ihrer teilzylindrischen Außenfläche in der für den Futterkolben (5) vorgesehenen Bohrung (6) des Futterkörpers (1) abstützen und daß die ι ..diale Stärke der an den Spannbacken (2) ausgebildeten Keilhaken (10) größer ist als die radiale Stärke der leistenförmigen Keilstücke (5b)des Futterkolbens (5).

   Die Erfindung betrifft ein kraftbetätigtes Backenfutter, insbesondere Hohlfutter, mit in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Spannbacken, die durch einen im Futterkörper axial beweglichen Futterkolben mittels jeweils eines Keilhakengetriebes betätigbar sind, das aus in axialer Richtung geneigten Keilflächen besteht, welche in radialer und in Umfangsrichtung paarweise einerseits am Futterkolben und andererseits an einem Keilhaken ausgebildet sind, der im Querschnitt T-förmig mit einer an der radial innenliegenden Fußfläche durchgehenden Keilfläche für eine Innenspannung sowie mit einem Steg ausgebildet ist. über den der Keilhaken mit dem radial innenliegenden Ende der Spannbacke verbunden ist, wobei am Futterkolben leistenförmige Keilstücke zu beiden Seiten des Stegs ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung des Futterkolbens bis an den Steg des Keilhakens heranreichen, sich zumindest auf einem Teilbereich des Hubs des Futterkolbens mit ihrer teilzylindrischen Außenfläche in der für den Futterkolben vorgesehenen Bohrung des Futterkörpers abstützen und für eine Außenspannung durch eine innenliegende Keilfläche mit jeweils einer Keilfläche des Keilhakens zusammenwirken.

   Ein kraftbetätigtes Backenfutter der voranstellend beschriebenen Art ist durch offenkundig vorbenutzte SMW-Vorderend-Kraftspannfutter Typ »big bore« bekannt Bei dieser bekannten Konstruktion besteht das Keilhakengetriebe für jede Spannbacke aus sowohl an der Spannbacke als auch am Futterkolben ausgebildeten Keilflächen, die mit entsprechenden Keilflächen des anderen Bauteils zusammenwirken. Die Keilflächen für eine Innenspannung eines Werkstückes sind an der radial innenliegenden Fußfläche des Keilhakens und an entsprechenden Gegenflächen in einer Nut des Futterkolbens ausgebildet. Die Keilflächen für eine \ußenspannung eines Werkstückes befinden sich an den radial außenliegenden, der Fußfläche gegenüberliegenden Flächen der rechtwinklig vom Steg abstehenden Schenkel des Keilhakens und an entsprechenden, radial nach innen weisenden Flächen der leistenförmigen Keilstükfre des Futterkolbens, die zu beiden Seiten bis an den Steg des Keilhakens heranreichen.

   Bei dieser bekannten Ausführung werden sowohl die Keilhaken der Spannbacken als auch die leistenförmigen Keilstücke des Futterkolbens auf Biegung und Scherung beansprucht Die radiale Stärke der Keilhaken und der leistenförmigen Keilstücke in den gefährdeten Querschnitten ist daher maßgeblich für die Belastbarkeit des bekannten Keilhakengetriebes und damit für die erzielbare Größe der Spannkraft des Backenfutters.

   Wegen der vorgegebenen Platzverhältnisse kann die radiale Stärke der fCeilhaken und der leistenförmigen Keilstücke nicht frei gewählt werden. Insbesondere bei Hohlfuttern mit einer durchgehenden Mittelbohrung zum Durchstecken stangenförmiger Werkstücke wird ein möglichst großer freier Durchgang angestrebt. Diese Forderung steht der Notwendigkeit entgegen, den Außendurchmesser des Futterkolbens möglichst klein zu halten, weil er die Führungsbahnen im Futterkörper für die Spannbacken radial von innen her begrenzt. Ein großer Futterkolbendurchmesser hat daher zwangsläufig verkürzte Führungsbahnen für die Spannbacken zur Folge, wodurch ein Verkanten der Spannbacken im Futterkörper und damit ein schlechterer Wirkungsgrad und erhöhter Verschleiß in den Backenfünrungen hervorgerufen wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine veränderte Gestaltung der Spannbacken und des Futterkolbens im Bereich des Keilhakengetriebes eine höhere Belastung dieser Bauteile zu ermöglichen, ohne daß der zur Verfugung stehende Raum vergrößert werden muß.

   Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Keilhaken über seinen

   so Steg ausschließlich mit der Rückseite der Spannbacke verbunden ist, daß sich die leistenförmigen Keilstücke des Futterkolbens über den gesamten Hub des Futterkolbens mit ihrer teilzylindrischen Außenfläche in der für den Futterkolben vorgesehenen Bohrung des Futterkörpers abstützen und daß die radiale Stärke der an den Spannbacken ausgebildeten Keilhaken größer ist als die radiale Stärke der leistenförmigen Keilstücke des Futterkolbens.

   Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Keilhakengetriebes, bei welchem sich die Keilhaken der Spannbacken bei einer Innenspannung mit ihren radial innenliegenden Fußflächen am Grunde der entsprechenden Ausnehmung des Futterkolbens abstützen, legen sich bei einer Außenspannung die leistenförmigen

   b5 Keilstücke des Futterkolbens nach Überwindung des sehr geringen Führungsspiels zwischen dem Futterkolben und der Bohrung des Futterkörpers durch elastische Verformung der Keilstücke an der für den Futter-