DE3100908C2

DE3100908C2 - Spannfutter für Drehmaschinen u. dgl. Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3100908C2
Application number: DE19813100908
Authority: DE
Inventors: Edwin Baden Müller
Original assignee: REISHAUER AG ZUERICH CH
Current assignee: REISHAUER AG ZUERICH CH
Priority date: 1981-01-14
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1985-03-14
Also published as: CH654231A5; DE3100908A1

Abstract

Die im Futterkörper (5) des Spannfutters radial verschiebbar angeordneten Spannbacken (15) werden in bekannter Weise mittels Keilstangen (7, 8, 9) über einen Treibring (4) verstellt. Jede Spannbacke (15) weist eine Verzahnung (14) auf, welche mit einer entsprechenden Verzahnung (13) an den Keilstangen (7, 8, 9) zusammenwirkt. In einem der beiden Endbereiche (C) ihres radialen Verschiebeweges gelangt jede Spannbacke mit der Verzahnung der zugeordneten Keilstange (7, 8, 9) außer Eingriff. In dieser Lage ist sie durch eine lösbare Sperreinrichtung vor unbeabsichtigter Herausnahme aus dem Futterkörper (5) gesichert. Die Sperreinrichtung besteht aus einer im Futterkörper (5) gelagerten, dreiarmigen Klinke (16). In Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der zugeordneten Keilstange (9) ist die Klinke zwischen einer in die Spannbacken-Verzahnung (14) eingerasteten und einer ausgerasteten Stellung verschwenkbar. Der eine Arm (17) der Klinke (16) ist als Betätigungsgriff ausgebildet. Der zweite Arm (18) ist in die Spannbacken-Verzahnung (14) einrastbar, und der dritte Arm (19) steht in Wirkverbindung mit der Keilstange (9). Die Sperreinrichtung besteht aus weniger Einzelteilen als bekannte Einrichtungen. Ferner ist eine Verschiebung der Spannbacken radial nach innen möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Drehmaschinen u.dgl. Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Aus der DE-PS 23 47 561 ist ein Spannfutter bekannt, welches mit einer Sperreinrichtung ausgerüstet ist, die für jede Spannbacke des Spannfutters aus einer Einheit besteht, welche ein Halteglied, einen Bolzen mit Verricgelungskopf, eine oder zwei Büchsen, einen Druckknopf, einen Fixierstift und zwei bis drei Druckfedern beinhaltet, also aus verhältnismäßig vielen Teilen besteht. Die Spannbacken dieser bekannten Einrichtung können nur dann nach innen oder nach außen verschoben werden, wenn der zur jeweiligen Spannbacke gehörenden Druckknopf gedrückt wird. Aus der DE-AS 20 26 208 ist ein Spannfutter tier ein gangs genannten Gattung bekannt. Gemäß einer — hier gattungsbildenden — ersten Ausführungsform des bekannten Spannfutters ist in der DE-PS 20 26 208 ein keilförmiges Halteglied mit zwei Armen beschrieben, welches während des gesamten Arbeitshubes der Spannbacke in deren Zahnlücke eingreift. Bei jedem Ein- und Ausspannen von gleichen Werkstücken ist dieses Halteglied dem Verschleiß ausgesetzt, welcher zu einer raschen Abnützung des Haltevorsprunes führt. Zudem ist ein Durchrasien von außen nach innen zwecks Erleichterung der Einstellung der Spannbacken nicht oder nur mit Schwierigkeiten möglich, infolge eines langen Hubweges ist es bei kleinen Spanndurchmessern überhaupt nicht möglich, eine Verstellung vorzunehmen, da das Halteglied nicht mehr aus der Verzah- nung ausrastet.

In einer zweiten in der DE-AS 20 26 208 beschriebenen Ausführungsfona des bekannten Spannfutters ist ein Hebel mit einem kugelförmigen Ende, einem kugelförmigen Mittclstück und einem trapezförmigen Zahn vorgesehen, welcher ein Durchrasten der Spannbacken von außen nach innen nur unier bestimmten, in der Palentschrift nicht erwähnten Ausb<ldungsbdingungcn erlauben würde. Zudem ist die Fertigung solcher Hebel mit ihren beiden Kugelflächen sehr kostspielig. Ferner

js steht auch dieser Zahn ständig mit der Spannbacke in Wirkverbindung und ist daher einem unnötigen, unerwünschten Verschleiß ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist, c>r₄ Spannfutter der eingangs genannten Gattung zu schafft:';, bei welchem eine vorzeitige Abnützung des in die Verzahnung der Spannbacke cinrastbaren Arms des Hallcglicds vermieden ist und ein einfaches Durchrasten des Haltegliedes möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe weist das gattungsgcmä ße Spannfutter erfindungsgemäß die im kennzeichnen den Teil des Patentanspruchs I aufgeführten Merkmale auf.

Da beim erfindungsgemäßen Spannfutter der dritte Arm des Halteglicds mil der Kciistangc in Wirkverbin dung steht, rastet der zweite Arm aus der Verzahnung der Spannbacke aus, wenn diese voll mit der Kciistangc ii. Verbindung steht. Dadurch wird ein unnötiger Verschleiß des zweiten Arms vermieden und ein Durchrasten des /weiten Arms ermöglicht.

v> Anhand der schcmatischcn Zeichnung wird nachfolgend ein Aiisfi'ihrungsbeispicl der Erfindung näher crläulcri. Es zeigt

Fig. I eine stirnscitige Ansicht eines Kcilslangcn-Handspannfutlcrs,

M? Fig. 2 den hinleren Teil des zweiteiligen Fiiucrkörpers gemäß einem Schnitt nach der Linie H-Il aus eier F i g. 3,

I¹'ig. 3 einen Schnitt nach der Linie III III gemäß F ig. 2.

Μ Fig.4 einen Atissehnil aus der Fig. 3 in größerem Maßstab,

Fig.¹) einen Tcilschnitl nach der Linie V-V gemäß F i g. 4,

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Fig.6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl gemäß Fig.2, in welchem sich die Keilstangen im Arbeitsbereich befinden und demzufolge die Klinke der Sperreinheit außer Eingriff mit der Spannbacken-Verzahnung bleibt,

Fig. 7 den gleichen Schnitt nach der Linie VII-VII gemäß Fig.2, in welchem sich die Keilstangen außerhalb des Arbeitsbereiches befinden und demzufolge die Klinke der Sperreinheil mil der Spannbacken-Vcrzahnung im Eingriff steht, und

F i g. 8 einen Teilschnitt durch das Keilsiangcn-Handspannfetter nach der Linie VIII-VIlI gemäß Fi g. 2, wobei der Anzeigebolzen in der strichpunktiert gezeichneten Lage die Stellung »nicht in Betrieb setzen« zeigt.

Das in der Zeichnung schematisch dargestellte Dreibaeken-Keilsiangen-Handspunnfuüer wird nur soweit in die Beschreibung miteinbezogen als es zum Verständnis der Sicherheitseinrichtung notwendig ist. In bezug auf die Wirkungsweise und Ausbildung von Keilstangen-Handspannfultern im allgemeinen sei u.a. auf den eingangs erwähnten Stand der Technik und im besonderen auf die CH-PS 4 39 912 hingewiesen.

Die Verschiebebewegung der Spannbacken wird, wie bei allen Keilstangen-Handspannfuttern, mit Hilfe einer Gewindespindel 1 (Fig. 2) bewirkt, welche von Hand η mit einem an sich bekannten Spannschlüssel gedreht wird.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wird die Drehbewegung der Gewindespindel 1 in eine Längsverschiebung der Spindelmuttcr 2 umgewandelt, wobei die letztere über einen Gleitstein 3 einen Treibring 4, welcher im Futterkörper 5 zentrisch und drehbar gelagert ist, antreibt bzw. ihm eine Drehbewegung mitteilt. Der Treibring 4 treibt seinerseits über die Glcitsteinc 6 die Keilstangen 7, 6, 9 an, welche in den tangential in den J5 Futterkörper 5 eingearbeiteten Nuten 10, 11, 12 längsverschiebbar gelagert sind. Die Keilstangen 7,8,9 besitzen eine Zahnstangen-Verzahnung 13 (Fig. 1 und 4). welche mit einer entsprechenden Verzahnung 14 (F i g. 3 und 4/ an den Spannbacken 15 im Eingriff steht. Infolge der Schrägverzahnung an mindestens einem der beiden verzahnten Elemente — Spannbacke oder Keilstangc — werden bei einer L-ängsvcrschicbung der Keiluangcn 7,8,9 die Spannbacken 15 in bekannter ArI und Weise radial verschoben.

Der Versehiebewcg der Keilstangen 7, 8, 9 unterteil) sich gemäß Fig. 2 — ebenfalls in bekannter Art und Weise — in einen Arbeitsbereich A, in einen Zwisrhcnbcreich B mit ungenügender Eingriffsbreitc der beiden einander zugeordneten Verzahnungen 13, 14 von Keilstange und Spannbacke und in einen Endbereich C. in welchem die Spannbacken 15 außer Eingriff mil den dazugehörigen Keilstangen 7, 8, 9 sind. Der Zwischenbereich B und der Endbercich C werden durch eine an vielen bekannten Keilslangen-Handspannfultern vorhandene Anzeigeeinrichtung, auf die später noch einmal Be/.ug genommen wird, optisch angezeigt.

Treten die Keilstangen 7,8,9 aus dem Arbeitsbereich A in den Zwischenbereich B ein, so darf das Spannfutter nicht mehr in Betrieb genommen werden, da die Ein- t>o griffsbreiic der Verzahnungen 13, 14, über welche die Einspannkraft, die Bearbeitungskraft und die Fliehkräfte von Spannbacken und Werkstück aufgenommen werden müssen, festigkeitsmäßig nicht mit der erforderlichen Sicherheit gewährleistet ist. -,5

Gegen die Endstellung des Zwischenbcreichcs B hin wird die F.ingriffsbrcite U(..r Verzahnungen 13, 14 immer kleiner und sinkt beim Erreichen des Endbereiches C auf Null ab. In dieser Stellung sind die Spannbacken 15 außer Eingriff mit den dazugehörigen Keilstangen 7,8,9 und können nun, solange die der jeweiligen Spannbacke 15 zugeordnete Sperreinrichtung durch Drücken von Hand auf den als Betätigungsgriff funktionierenden Arm 17 der Klinke 16 ausgeschaltet wird, manuell radial verschoben oder vollständig aus dem Futterkörper 5 herausgenommen und jeweils durch eine andere Spannbacke 15 ersetzt werden.

Wie schon erwähnt, ist für jede Spannbacke 15 eine separate Sperreinrichtung vorgesehen, welche das Herausfallen der jeweiligen Spannbacke 15 verhindert, wenn die Spannbacken sich für das Auswechseln oder radiale Verschieben außer Eingriff mit den Keilstangen 7,8,9 befinden. Eine solche Sperreinheit besteht gemäß F i g. 3 und 4 aus einer Klinke 16. welche auf einer Drehachse 21 drehbar gelagert ist, deren beide Enden in je ein Zylindersegment 22 (Fi g. 5) eingepreßt sind, wobei die beiden letzteren mit der dazwischen angeordneten Klinke 16 in einer Zylinderbohrung 2Λ im Futterkörper 5 gelagert sind.

Die Klinke 16 weist drei Arme 17, li>, 19 auf, von welchem der eine Arm 18 unter bestimmten Voraussetzungen, auf die später noch eingegangen wird, i.: die Verzahnung 14 der Spannbacke 15 eingreift, während ein zweuer Arm 19, je nach Verschiebungslage der Keilstangen 7, 8. 9, durch eine an den letzteren angebrachte und entsprechend geformte Steuerfläche 20 (Fig.6 und 7) in einer bestimmten Winkelstellung gehalten (Fig.6) oder von ihr zur Ausführung einer begrenzten Schwenkbewegung freigegeben wird. Der dritte Arm 17 der Klinke 16, der etwas aus dem Futterkörper hcrausragt, wie in den Fig. 1,3 und 4 gezeigt ist. dient dem manuellen Außereingriffbringen und Außereingriffhallcn des Armes 18 aus der Spannbacken-Verzahnung 14, damit die Spannbacke 15 radial verschoben werden kann, sei es zum vollständigen Herausnehmen derselben oder nur zum radialen Verschieben auf einen anderen Durchmesser. Das Verschieben der Spannbakken 15 kann nur im Endbereich Cder Keilstangen 7,8,9 stat'^r:nden.

Wenn sich die Keilstangen 7,8,9 im Arbeitsbereich A befinden, in welchem Werkstücke eingespannt und in Bearbeitung genommen werden dürfen, hau die erwähnte, entsprechend geformte Steuerfläche 20 εη den Keilstangen 7, 8, 9 während der ganzen Verschiebung im Arbeitsbereich A den Arm 19 der Klinke 16 in einer solchen Winkellage, daß der Arm 18 sich außerhalb des Eingriffes mit der Verzahnung 14 der Spannbacke 15 befindet (F i g. 4). Sobald nun die Keilstangen 7,8, 9 bei ihrer Verschiebung aus dem Arbeitsbereich A in den Zwischenbereich B gelangen, wird durch die schräge Steuerliche 20 (F i g. 7), die am Anfang des Zwischenbereiches B mit einer Ausbuchtung beginnt, dem Arm 19 unter der Einwirkung einer Druckfeder 24 der V/eg für eine begrenzte Verdrehung der Klinke 16 freigegeben. Kurz vor dem Erreichen des Endbereiches Cist nun dank der Verschwenkung der Klinke 16 der Arm 18 vollständig im Eit.griff mit der Verzahnung 14 der Spannbacke 15 (F i g. 3).

In dieser Stellung werden die Spannbacken 15 allein durch die Klinken 16 bzw. deren Arme IS a:n Herausfallen bzw. Herausschleudern gehindert. Bei einem Laufenlassen des Spannfutters ist somit die Sicherheit gegen das Herausschleudern der Spannbacken 15 gewährleistet. Die Spannbacke 15 kann nicht nach außen verschoben werden, da der Arm 18 der Klinke 16 an einer Anschlagfläche 26 im Futterkörper 5 anliegt.

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Ein radiales Verschieben der Spannbacken 15 nach innen ist in diesem Zustand ohne weiteres durchführbar. Es dient dem schrittweisen Verschieben der Spannbakken 15 auf den gewählten Spanndurchmesserbereich. Das Verschieben nach innen erfolgt stufenweise, weil ί der Arm 18 der Klinke 16 in jede Zahnlücke der Verzahnung 14 der Spannbacke 15 einrastet. Beim Einstellen der Spannbacken auf den gewählten Spanndurchmesserbereich ist dies sehr nützlich, weil dadurch eine selbsttätige, radiale Verschiebung der Spannbacke 15 nach innen infolge der Schwerkraft verhindert wird. Ist die Spannbacke 15 zu weit nach innen verschoben worden, muß, zwecks ihrer Verschiebung nach außen, die Sperreinrichtung, wie nachfolgend beschrieben, ausgeschaltet werden, wonach die Spannbacke 15 von neuem is von außen nach innen durchgerastet werden kann.

Um die Spannbacken 15 radial nach außen verschieben zu können, muß der Arm 17 der Klinke 16, welcher

UiTi ein rriirfiMiälcS Μα" 3ü3 dem FüttCrkSrpC" 5 h"2U5

ragt, von Hand in Richtung gegen die Spannbacke 15 zu bewegt und in dieser Stellung gehalten werden (F i g. 4). Solange nun der Arm 17 in dieser Stellung festgehalten wird, kann die Spannbacke 15 nach außen verschoben und sogar vollständig aus dem Futterkörper 5 herausgeführt werden. Bei der Einführung der Spannbacken 15 in den Futterkörper 5 muß der Arm 17 nicht mehr betätigt werden. Die Spannbacken 15 können einfach eingeführt und von Hand durchgerastet werden.

Die handelsüblichen Keilstangen-Handspannfutier sind durchwegs mi' einer Anzeigevorrichtung ausgcrü- jo stet, welche über die Lage der Keilstangen 7,8,9 informiert, sobald die letzteren sich außerhalb des Arbeitsbereiches A, d. h. im Zwischenbereich B oder Endbercich C befinden. Solche Anzeigevorrichtungen wirken optisch, indem ein runder oder vierkantiger Anzeigestift 25 js (F i g. 8) solange aus dem Futterkörper 3 hcrausragt, wie sich die Keüstangen 7,8, 9 im Zwischenberc'ch B oder Endbereich C befinden, in welchen das Spannfutter nicht in Betrieb genommen werden darf. Auf diese Vorrichtung sollte trotz der erfindungsgemäßen Sperrein- richtung nicht verzichtet werden, da sie auch den Bereich der ungenügenden Überdeckung der Verzahnungen 13, 14 der Keilstangen und der Spannbacken anzeigt, in welchem wohl kein Wegschleudern der Spannbacken 15, dafür aber eine Beschädigung der Verzah- nungen, z. B. durch Risse und Ausbrüche, möglich ist.

Eine solche Anzeigeeinrichtung wirkt aber auch in der anderen Endlage der Keilstangen 7, 8, 9 indem der Anzeigestift 25 kurz vor dem Erreichen des anderen Hubendes durch die Keilstangen 7, 8, 9 ebenfalls aus dem Futterkörpei 5 hervortritt. Diese Anzeige gewährleistet, daß das Werkstück tatsächlich eingespannt ist und nicht ein Auflaufen der Keilstangen 7,8,9 am anderen Ende der Keilstangennuten 10, 11, 12 vorliegt bzw. das Werkstück nur vermeintlich eingespannt ist. Im letz- π teren Fall würde das Werkstück beim Bearbeiten unweigerlich in den Spannbacken rutschen, was evtl. zu einem Werkzeugbruch führen könnte. Auch aus diesem Grund sollte auf eine Anzeigevorrichtung in der bekannten Art nicht verzichtet werden. wi

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

31 OO 908 Patentansprüche:

1. Spannfutter für Drehmaschinen und dgl. Werkzeugmaschinen mit in einem Futterkörper radial verschiebbaren Spannbacken, welche von tangential im Futterkörper angeordneten Keilstangen über einen Treibring verstellbar sind, wobei jede Spannbacke eine Verzahnung aufweist, weiche in einem der beiden Endbereiche des radialen Verschiebungsweges der Spannbacken mit der Verzahnung der zugeordneten Keilstange außer Eingriff gelangt, wobei ferner jede Spannbacke im Endbereich durch eine lösbare Sperreinrichtung vor unbeabsichtigter Herausnahme aus dem Futterkörper gesichert ist und wobei die Sperreinrichtung mit einem im Futterkörper gelagerten, mindestens zweiarmigen Halteglied versehen ist, welches zwischen einer in die Verzahnung der Spannbacke eingerasteten und einer ausgerüsteten Stellung bewegbar ist und bei dem der erste Arm als Beläiigußgsglied ausgebildet ist und der zweite Arm in die Verzahnung der Spannbacke einrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (16) dreiarmig ausgebildet ist und in Abhängigkeit von der Lage der zugeordneten Keilstange (9) vtrdrehbar im Futterkörper (5) gelagert ist und daß der dritte Arm (19) in Wirkverbindung mit der Keilstange (9) steht.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Arm (19) mit einer an der Keilstange (·,) angeordneten Steuerfläche (20) zusammenwirkt, welche im Endhereich (C) der Keilstange (9) den dritten Arm (19) freigibt, so daß das Halteglied (16) durch Fedcrkraf- in die eingerastete Stellung gelangt, und welche im Arbeitsbereich (A) der Spannbacke (15) über den dritten Arm (19) das Halteglied (16) entgegen der Kraft der Feder (24) in die ausgerastete Stellung drückt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (16) eine Achse (21) aufweist, deren Enden je in einem Segment eines zweiteiligen, zylindrischen Lagerbockes (22) eingepreßt sind, der seinerseits in einer Senkbohrung (23) des Spannfutterkörpers (5) drehbar untergebracht ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (20) der Keilstangc (9) eine mit dem dritten Arm (19) zusammenwirkende Geradfläche und eine den dritten Arm (19) freigebende Ausbuchtung aufweist.

5. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (15) im F.ndbercich (C)dcr Keilstangen (7;8;9); radial nach innen durchrastbar sind, wobei der zweite Arm (18) des Hallegliedes (16) wechselweise durch die Zähne der Spannbackenverzahnung (14) anhebbar und anschließend infolge der Federkraft in die Zahnlücken wieder einschnappbar ist.