DE3101301A1

DE3101301A1 - "elektrisch betaetigtes spannfutter fuer werkzeugmaschinen"

Info

Publication number: DE3101301A1
Application number: DE19813101301
Authority: DE
Inventors: Pier Carlo San Donato Milanese Milan Boffelli
Original assignee: Baruffaldi Frizioni SpA
Current assignee: Baruffaldi Frizioni SpA
Priority date: 1980-01-16
Filing date: 1981-01-16
Publication date: 1982-01-07
Also published as: AR224291A1; IT1129520B; SE8100208L; FR2473372A1; ES8202500A1; JPS56139810A; IT8019227A0; BR8100083A; GB2067931A; ES498355A0

Description

Elektrisch betätigtes Spannfutter für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft ein selbstzentrierendes Spannfutter für Werkstücke in Werkzeugmaschinen, bei denen die Einspannung elektrisch erfolgt und durch elastische Mittel konstant gehalten wird.

Die Schwierigkeiten, die sich beim Einsatz von Spannfuttern mit elektrisch gesteuerter Bewegung zum Einspannen von Werkstücken in Werkzeugmaschinen oder dgl. ergeben, sind bekannt. Insbesondere bei Drehmaschinen mit der Möglichkeit des Durchtritts von Stangen durch die Spindel, bei denen das öffnen und Schließen automatisch erfolgen muß, stellt man fest, daß bei den bekannten Spannfuttern die Klemmkraft am Werkstück nicht entsprechend der Widerstandskraft des Werkstückes eingestellt werden kann und während der Bearbeitung des Werkstückes nicht konstant bleibt, so daß bei größeren Schnittkräften häufig ein Durchrutschen auftritt, was zum Verlust von Bezugsgrößen auf dem Werkstück oder Bearbeitungsfehlern und Ausschuß führt.

Das erfordert eine ständige überwachung der Maschine mit häufigen Eingriffen seitens der Bedienungsperson, erheblichen Erhöhungen der Bearbeitungskosten und der gesamten Bearbeitungszeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstzentrierendes, elektrisch betätigtes, automatisches Spannfutter zu schaffen, das diese Nachteile nicht mehr aufweist und das eine Einstellung der Kleminkraft erlaubt, die dann über die gesamte Bearbeitung in jeder Lage unverändert bleibt.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung beeinflussen die elektrischen Organe für die Eichung und genaue Einstellung der Klemmkraft der Spannkloben auf das Werkstück den Wert der Speisespannung, der so vorbestimmt werden kann, daß eine geeignete Vergleichsschaltung dafür sorgt, daß die Speisespannung abgenommen wird, sobald der vorbestimmte Wert überschritten wird, wodurch die Bewegung unterbrochen wird. Außerdem ist der Rotor des Elektromotors mit einer elektromagnetischen Bremse verbunden, die vorzugsweise Zähne oder dgl, besitzt und deren Aufgabe darin besteht, den Rotor anzuhalten, wenn die Höhe des Momentes erreicht wird, so daß diese Höhe während der gesamten Bearbeitungsdauer des Werkstückes konstant bleibt. Die Bremse wird bei Stillstand des Rotors und zu Beginn der Einspannbewegung im Zusammenhang mit elektrischen Steuerbefehlen eingeschaltet bzw. ausgeschaltet.

Wenn bei der Erfindung der Rotor des Elektromotors angetrieben wird, werden der fest mit dem Rotor verbundene Steg und die auf diesem gelagerten Planetenräder in Rotation versetzt; da jedoch die Planetenräder auf einer Seite in Eingriff mit einem festen Zahnrad sind, das fest mit dem Gehäuse des Spannfutters verbunden ist» setzen sie mit der anderen Seite das drehbare Rad in Drehung, das eine andere Zähnezahl hat und fest mit der Spindelmutter verbunden ist. Daraus ergibt sich eine Axialverschiebung der buchsenförmig ausgebildeten Schraube, die ihrerseits auf Spannkloben zur Halterung des Werkstückes einwirkt, jedoch über elastische Mittel und verschiebbare Elemente,

Wenn der Einspannwert erreicht ist, hält der Rotor des Elektromotors an, wobei die elektrische Bremse den Rotor blockiert und damit den Druck auf die elastischen Mittel

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auf dem erreichten Wert festhält, während sich die Klerarakraft, die über die elastischen Mittel auf die Spannkloben übertragen wird, automatisch an die jeweiligen Bedingungen des Werkstückes anpassen kann und dadurch die von dem Werkstück erforderten elastischen Schwankungen erlaubt.

Wie bereits erwähnt, kann das von dem Motor aufgebrachte Blockiermoment und damit, über die zwischengeschalteten, elastischen Organe, die Einspannkraft der Spannkloben in der Größe eingestellt werden, wozu eine elektrische Vergleichsschaltung bekannter Bauart eingesetzt wird, deren Spannung für den Betrieb vorgewählt werden kann, deren Wert mit bekannten Mitteln abgeändert werden kann, so daß es möglich ist, durch übertragung des Spannungswertes auf ein Anzeigeinstrument mittels geeigneter Einteilung, Tabellen, Diagramme oder dgl. direkt die Klemmkraft der Spannkloben auf das Werkstück abzulesen.

Gemäß der Erfindung ist außerdem eine Versorgung des Elektromotors durch die Spindel selbst über bewegliche Kollektorkontakte vorgesehen, die nur im Augenblick des Steuerbefehls für die öffnung oder Schließung der Spannbacken eingekuppelt werden, während sie bei der Bearbeitung des Werkstückes ausgeschaltet bleiben, da, wie bereits erwähnt, die auf das Werkstück ausgeübte Klemmkraft bereits festgelegt und durch die Blockierung des Rotors aufrecht erhalten ist.

Bei einem abgeänderten Ausführungsbeispiel kann die Kleinrakraft mit mechanischen Mitteln reguliert werden, indem mit einem Momentenbegrenzer auf das äußere Rad, das fest sein soll, des Untersetzungsgetriebes eingewirkt wird. In diesem Fall 1st dieses Rad mit dem Gehäuse des Spannfutters Über den genannten Begrenzer verbunden, der beispielsweise aus Kugeln bestehen kann, die 1n konische Sitze eingreifen und von Federn mit einstellbarer Vorspannung beaufschlagt werden,

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so daß bei überschreiten des vorbestimmte Momentes die Kugeln aus den Sitzen gedrückt werden und dann das äußere Rad rotieren kann, wobei das andere äußere Rad, das mit der Spindelmutter verbunden ist, festgehalten wird; dadurch wird die Druckeinwirkung der Schraube auf die elastischen Organe angehalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigen:

Figur 1 eine Gesamtansicht des selbstzentrierenden Spannfutters mit der vollständigen Spindel,

Figur 2 den Axialschnitt einer Hälfte des selbstzentrierenden Spannfutters,

Figur 3 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit zur Darstellung der Stromübertragung zwischen Spindel und Spannfutter,

Figur 4 eine vergrößerte Teildarstel lung der Einzelheit I'VE der Figur 1 zur Verdeutlichung der radialen elektrischen Kontakte,

Figur 5a und 5b die Teildarstellung eines abgeänderten Ausführungsbeispiels axialer elektrischer Kontakte in geöffneter (5a) und geschlossener (5b) Stellung und

Figur 6 eine Variante einer möglichen Anordnung für die mechanische Begrenzung der Klemmkraft.

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Figur 1 zeigt die Gesamtansicht eines Blockes für einen Drehmaschinenkopf oder eine andere Werkzeugmaschine mit drehbarem Kopf; dieser Block hat eine Spindel 1, die um die Achse x-x für die Werkstückbearbeitung drehbar ist und auf der das mit 2 bezeichnete, selbstzentrierende Spannfutter in bekannter Weise befestigt ist, das in radialer Richtung bewegliche Spannbacken 3 hat, die gleichzeitig aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können, wobei ihre Abstände von der Drehachse x-x untereinander gleich bleiben.

Wie Figur 1 weiter zeigt, hat die Spindel 1 über ihre gesamte Länge eine zylindrische Axialbohrung 4, in die ein Werkstück eingeschoben werden kann, wenn dieses eine große Längenerstreckung hat oder fortlaufend ist wie beispielsweise eine Stange oder dgl.. Die Spindel 1 weißt außerdem in ihrer Wand eine axiale Bohrung 5 auf, durch die elektrische Leitungen verlaufen, worauf später noch eingegangen wird.

In Figur 2 ist zur besseren Verdeutlichung nur das Spannfutter 2 im Axialschnitt und vergrößerten Maßstab vereinfacht dargestellt. Daraus ergibt sich, daß die Spannbacken 3 in bekannter Weise mit Spannklcben 6 des Spannfutters 2 verbunden sind und radial in der einen bzw. der anderen Richtung entsprechend dem Pfeil A bewegt werden können. Das Spannfutter 2 weist ein zylindrisches Außengehäuse 7 auf, das aus Gründen des Zusammenbaus aus mehreren Teilen 7a, 7b und 7c besteht, die beispielsweise durch Schrauben 8 zusammengehalten werden; das Spannfutter 2 hat außerdem ein zylindrisches Außengehäuse 9 mit einem Stirnflansch 9a, das in bekannter und nicht dargestellter Weise fest mit dem Außengehäuse 7 verbunden ist. Die aus dem Außengehäuse 7 und dem Innengehäuse 9 bestehende Einheit ist drehtest mit der Spindel 1 verbunden.

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Im Außengehäuse 7 ist der Stator 10 eines Elektromotors befestigt, der von einer Wicklung 10a erregt wird und dessen Rotor 11, der auf einem Flanschring 12 befestigt ist, über Wälzlager 13 oder dgl. bezüglich des Innengehäuses 9 drehbar ist. Der mit dem Rotor 11 verbundene Flanschring 12 hat auf der Seite seines Flansches in axialer Richtung vorspringende Zähne 12a, die mit entsprechenden Zähnen 14a einer auf Stiften 15 axial beweglichen Scheibe 14 in Eingriff kommen können; diese Scheibe 14 wird durch eine Reihe von Federn 15a in Richtung auf den Flanschring 12 gedrückt, so daß die Zähne 12a und 14a normalerweise miteinander in Eingriff sind und dadurch den Rotor 11 mit dem Außengehäuse 7 verbinden.

Vor der Scheibe 14 sitzt eine einen Elektromagneten 16 bildende Spule, die dann, wenn sie erregt ist, die Scheibe 14 anzieht, wodurch die Zähne 14a außer Eingriff mit den Zähnen 12a kommen und der Rotor 11 frei drehbar wird. Mit dem Rotor 11 ist ein Steg 17 eines Planetengetriebes verbunden, der mit Hilfe einer Reihe von Zapfen 18 längliche Zahnräder 19 trägt, so daß zusammen mit zwei äußeren Zahnrädern, die mit den länglichen Zahnrädern 19 kämmen, ein Planeten-Untersetzungsgetriebe gebildet wird. Die äußeren Zahnräder bestehen aus Zahnkränzen mit Innenverzahnung; das mit 20 bezeichnete, feste Rad 20 ist dabei mit dem Teil 7b des Außengehäuses 7 fest verbunden, während das drehbare Rad 21 fest mit einem Innenzylinder 22 verbunden ist, der koaxial zur Drehachse χ - χ ist und bezüglich der Teile 7b und 7c des Außengehäuses 7 über Axiallager 23 und 24 drehbar ist, die ebenfalls koaxial zur Drehachse χ - χ angeordnet sind. Der Innenzylinder 22 bildet mit Hilfe eines Gewindes eine Spindelmutter 22a für eine Schraube 25, die auf einer Buchse 25a ausgebildet ist, welche an einer Seite eine Schulter 25b und auf der anderen Seite einen Anschlagring 26 aufweist, zwischen denen koaxial eine Reihe elastischer Organe 27, 28 und 29 angeordnet sind. Diese als Tellerfedern ausgebildeten, elastischen Organe wer-

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den in axialer Richtung mit Spiel auf einem Zylinder 32 gehalten, der zwei Schultern 32a und 32b hat und der auf einer Seite in eine Reihe T-förmiger Keilstücke 33 übergeht, die zur Drehachse χ - χ geneigt sind. Der Zylinder 32 kann sich in Richtung des Doppelpfeiles B auf dem Innengehäuse 9 innerhalb bestimmter Grenzen axial verschieben, wobei diese Grenzen durch die radialen Bewegungsmöglichkeiten der damit verbundenen Teile vorgegeben sind.

Das jeweilige T-förmige Keilstück 33 des Zylinders 32 greift in ein entsprechendes, ebenfalls schräges und in Form eines umgedrehten T ausgebildetes Teil 6a des zugehörigen Spannklobens 6 ein, der in dem Außengehäuse 7 durch T-förmige Führungen 34 geführt ist, die sich in radialer Richtung erstrecken, so daß sich bei jeder Axialverschiebung des Zylinders 32 eine radiale Bewegung des Spannklobens 6 und damit des daran befestigten Spannbackens 3 ergibt.

In Figur 3 ist der Teil 7a des zylindrischen Außengehäuses 7 gezeigt, der auf einigen Abschnitten seines Umfangs Isolierelemente 35 besitzt, an jedem von denen ein fester Kontakt befestigt ist, der parallel zur Drehachse χ - χ verläuft und an den sich ein beweglicher Kontakt 37 anlegt, der in dieser Richtung von einer Feder 38 beaufschlagt wird und den Strom über eine Litze 40 zuführt, die mit einem Leiter 39 verbunden ist, der in der Bohrung 5 der Spindel 1 verlegt ist. Der bewegliche Kontakt 37 ist an einem Isolierflansch 41 angeordnet, der koaxial zu den Isolierelementen 35 ist und so auf der Spindel 1 befestigt ist, daß jedem beweglichen Kontakt ein fester Kontakt 36 des Spannfutters 2 gegenüberliegt.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel fließt der Strom über den Leiter 39, die Kontakte 37 und 36 und eine Leitung 36a zur Wicklung t Oa des Stators 10 des Elektromotors,

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In Figur 4 ist der hintere Teil der Spindel 1 dargestellt, auf dem eine Reihe von Schleifringen 42a, 42b, ... 42n auf einer Isoliermuffe 44 befestigt und über Drahtklemmen 44a mit den Leitern 39 verbunden sind. Mit diesen Schleifringen können Kontakte 43a, 43b, .... 43n eines Kontaktgebers 45 in Verbindung kommen, der zu einer bestimmten Zeit die Kontakte 43a, 43b,.... 43n durch eine Radialbewegung, die durch elektrische, magnetische, hydraulische oder andere Mittel erzeugt wird, gegen die Schleifinge 42a, 42b... 42n drückt.

Bei dem in den Figuren 5a und 5b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die gleichen Kontaktelemente für die Steuerungen zum öffnen der einzelnen Teile des selbstzentrierenden Spannfutters 2 nicht radial, sondern axial angeordnet und bestehen aus einer Reihe von scheibenförmigen Kollektoren 46a,

46b, 46n, welche auf einer Isoliermuffe 47 sitzen, die

fest mit der Spindel 1 verbunden und über Drahtklemmen 47a mit den Leitern 39 verbunden sind, die zu den beweglichen Kontakten 37 am anderen Ende der Spindel 1 führen.

Die scheibenförmigen Kollektoren 46a, 46b,.... 46n können mit asymmetrischen Lame!lenkontakten 48a, 48b,... 48n in Berührung kommen, die auf einem Drehschiebeelement 49 befestigt sind, das, wie Figur 5b zeigt, durch eine Drehung von 90°und durch eine beispielsweise durch einen Nockenführungsschlitz 50 und einen Stift 51 vorbestimnite Axialverschiebung die Drehschiebebewegung ausführt, um dadurch die Kontakte zu schließen oder zu öffnen.

Bei der Betrachtung der Betriebsweise soll davon ausgegangen werden, daß sich die Vorrichtung in der Ruhestellung befindet, in der alle Elemente stillstehen und die Kontakte 43a, 43b,... 43n bzw. die asymmetrischen Lamellenkontakte 48a, 48b,... 48n von den zugehörigen Schleifringen bzw. scheibenförmigen Kollektoren abgehoben sind, so daß kein Strom fließt.

Es können bekannte elektrische Sperrungen vorgesehen sein, die nicht weiter beschrieben und dargestellt sind und die verhindern, daß die elektrischen Kontakte geschlossen werden, wenn die Spindel 1 und damit das selbstzentrierende Spannfutter 2 rotieren. Zunächst muß die Bedienungsperson einen Grenzwert für den Kurzschlußstrom für die Speisung des Elektromotors festsetzen, der dem Maximalwert des Drehmoments entspricht, das mit dem Rotor erzeugt werden kann, der dazu neigt, still zu stehen. Wenn dieser Maximalwert für den Kurzschlußstrom festgelegt ist, der in entsprechenden Tabellen unmittelbar in die Klemmkraft (Kf) der Spannbacken übertragen werden kann, wird durch Betätigung eines bekannten und nicht dargestellten Spannungsreglers Strom zum Stator 10 geleitet, wodurch gleichzeitig der Elektromagnet 16 der Zahnbremse erregt wird, so daß die bewegliche Scheibe 14 angezogen wird und die Zähne 14a außer Eingriff mit den Zähnen 12a des Flanschringes 12 des Rotors konii.;en.

Nun ist der Rotor 11 frei und kann sich drehen, wobei der Steg 17 mit seinen länglichen Zahnrädern 19 mitgedreht wird. Da die Zahnräder 19 in Eingriff mit dem festen Rad 20 sind, dreht sich dabei das Rad 13, das eine andere Zähnezahl hat, und mit diesem die damit verbundene Spindelmutter 22a in den Axial lagern 23 und 24, ohne sich in Axial richtung zu verschieben. Dadurch wird die Schraube 25, die nicht rotieren kann, in einer der beiden Richtungen des Doppelpfeiles C axial verschoben, wobei die Tellerfedern 27, 28 und 29 über die Schulter 25b bzw. den Anschlagring 26 in Abhängigkeit von der Verschieberichtung axial beaufschlagt werden.

Die Tellerfedern 27, 28 und 29 drücken ihrerseits dadurch, daß sie sich an einer der Schultern 32a, 32b abstützen, den Zylinder 32 in eine der beiden Richtungen des Doppelpfeiles B, wodurch die Keilstücke 33 und mit diesen die schrägen Teile 6a der Spannkloben 6 radial verschoben werden. Das hat

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zur Folge, daß die an den Spannkloben 6 befestigten Spannbacken 3 radial in einer Richtung des Doppelpfeiles A beaufschlagt werden, so daß sie sich der Drehachse χ - χ nähern oder sich von dieser entfernen.

Durch diese Bewegung gelangen die Spannbacken 3 in Berührung mit einem Werkstück, das von außen oder von innen ergriffen wird. Wenn die Annäherungsbewegung beendet ist, erhöht die Bedienungsperson durch Betätigung des Spannungsumformers die Spannung bis zu dem vorbestimmten Maximalwert, so daß der Rotor 11 seine Drehbewegung bis zum Halt fortsetzt, der dem vorbestimmten Maximalwert für das Moment entspricht.

Bei ihrer letzten Axialbewegung belastet die Schraube 25 die elastischen Organe 27, 28 und 29 und die zugehörigen, mit der Schraube in Verbindung stehenden Spannkloben mit einer Klemmkraft, die ^¹On der Bedienungsperson eingestellten Haltemoment des Motors entspricht. Die elastischen Organe 27 und 29 sind so ausgebildet, daß sie nicht in eine Blockierstellung gelangen, auch nicht bei dem maximalen Einspannmoment, das mit dem Elektromotor erreicht werden kann, der für jedes Spannfutter vorgesehen ist, so daß die Klemmkraft der Spannkloben auf das Werkstück immer unter einer elastischen Einwirkung steht, wodurch sich ein wirksames und abgestuftes Spannen des Werkstückes ergibt.

Gleichzeitig mit Erreichen des vorbestimmten Maximalmomentes wird eine Stronivergleichsschaltung wirksam und unterbricht die Stromzufuhr sowohl zum Motor 10 als auch zum Elektromagneten 16 der Zahnbremse, so daß die bewegliche Scheibe 14 von den Federn 15a nach vorn gedrückt wird, um die Blockierstellung für den Rotor 11 einzunehmen und über die beschriebene, kinematische Bewegung die Bedingungen für den Druck auf die elastischen Organe 27, 28 und 29 und der Klemmkraft der Spannbacken 3 wieder herzustellen.

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Gleichzeitig werden auch die beweglichen Kontakte 43a - η bzw. 48a - η abgehoben, so daß die Werkzeugmaschine für die Bearbeitung des Werkstücks in Betrieb gesetzt werden kann.

Gemäß der Erfindung kann das beschriebene und dargestellte Spannfutter auch automatisch gesteuert werden, beispielsweise auf einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine oder dgl., insbesondere für die Drehbearbeitung fortlaufender Stangen. In diesem Fall ist eine Lochkarte oder ein Lochstreifen oder dgl. für die Steuerung der Maschine vorgesehen, die bzw. der für die Ausführung aller genannter Bewegungen ausgebildet sein kann, wobei in diesem Fall die Annäherungsbewegung bei niedriger Spannung der beweglichen Spannbacken weggelassen ist und nur der maximale Wert der Klemmkraft der Spannkloben beibehalten ist, der zu Anfang mit der Maximal spannung, die erreicht werden soll, und dem zugehörigen Stromkomparator in geeigneter Weise eingestellt wird.

Um unerwünschte Eingriffe der Vergleichsschaltung aufgrund von Stromsprüngen zu vermeiden, beispielsweise während der Anlaßphase des Elektromotors, kann eine Zeitgeberschaltung vorgesehen sein, die die Stromvergleichsschaltung zu Beginn des Betriebszyklus kurzzeitig ausschaltet.

Zum öffnen der Spannkloben werden die erläuterten Operationen in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt, wobei in jedem Fall die doppelte Regelung der Speisespannung des Elektromotors und der Betrieb der Stromvergleichsschaltung unterbleiben, da sie nicht notwendig sind.

In Figur 6 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel mit einem mechanischen Momentenbegrenzer dargestellt, bei dem der Maximalwert für das Spannmoment und damit der von den Spannbacken auf das Werkstück ausgeübten Kraft mit elastischen Mitteln über die Reibung, die Verschiebung, das Einschnappen oder

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dgl. eingestellt wird. Das in Figur 6 gezeigte Beispiel sieht vor, daß das äußere feste Rad 20, das in Eingriff mit den als längliche Zahnräder 19 ausgebildeten Planetenrädern ist, nicht an dem Außengehäuse 7 befestigt ist, sondern fest mit einer drehbaren Hülse 52 verbunden ist, die sich einerseits am Axiallager 24 gegen den Innenzylinder 22 und andererseits über ein Axiallager 53 gegen das feste Außengehäuse 7 abstützt; die Hülse 52 ist durch eine oder mehrere Kugeln 54 gegen Drehung gesichert, wobei die Kugeln durch Federn 56, deren Vorspannung durch Schrauben 57 eingestellt werden kann, in konische Aussparungen 55 gedrückt. Wenn bei dieser Ausbildung der Steg 17 in Drehung versetzt wird, setzen die länglichen Zahnräder 19, die in Eingriff mit dem an der Rotation gehinderten, festen Rad 20 sind, das Rad 21 und damit den Innenzylinder 22 in Drehung, bis das gewünschte Moment erreicht ist. Wenn der Druck, der versucht, die Kugel 54 aus der Aussparung 55 herauszudrücken, größer wird als der Druck der vorgespannten Feder 56 auf die Kugeln 54, wird die Hülse 52 durch das feste Rad 20 mitgenommen, das damit beweglich wird und die Drehung des drehbaren Rades 21, das mit dem Innenzylinder 22 verbunden ist, unterbricht. Die axialen Klemmkräfte werden auch hier auf das Außengehäuse 7 wie im zuvor beschriebenen Fall über die Axiallager und das zusätzliche Axiallager 53 übertragen. Durch Einstellung der Vorspannung der Feder 56 durch die Schraube 57 kann die gewünschte Begrenzung für die Einspannung auf mechanischem Wege durch Ausstoßen der Kugeln 54 aus den Aussparungen 55 erreicht werden.

Beim Stillstand der Spindelmutter folgt das Abschalten der elektrischen Steuerungen und die Blockierung der Bremse wie zuvor erwähnt.

Gemäß der Erfindung kann das beschriebene Spannfutter eingebaut oder von der Spindel abgebaut werden, ohne daß elektrische Verbindungen hergestellt werden müssen, weil die elektri-

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sehen Kontakte 36 und 37 vorgesehen sind, die auf dem Isolierflansch 41 verteilt und in Unifangsrichtung so angeordnet sind, daß sie die gewünschten Positionen einnehmen und die einzelnen, elektrischen Teile mit den Schleifringen 42a 42n bzw. den Kollektoren 46a - 46n für die Betätigung dieser Teile verbinden.

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Claims

Patentansprüche

Selbstzentrierendes Spannfutter mit elektrischer Betätigung der Einspannung und des Offnens der Spannbacken, gekennzeichnet durch einen inneren Elektromotor (10, 11), dessen Rotor (11) fest mit einem Steg (17) eines koaxialen Planeten-Untersetzungsgetriebes verbunden ist, dessen Planetenräder, die aus länglichen Zahnrädern (19) bestehen und auf dem Steg (17) drehbar sind, gleichzeitig mit zwei koaxialen, parallelen äußeren Rädern in Eingriff sind, von denen ein festes Rad (20) mit dem Gehäuse des Spannfutters unmittelbar fest oder über einstellbare Haltemittel verbunden ist und von denen ein drehbares Rad (21) fest mit einer koaxialen Spindelinutter (22, 22a) verbunden ist,

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die drehbar, jedoch nicht verschiebbar ist und der eine koaxiale, buchsenförmige Schraube (25) zugeordnet ist, die axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist und die über zwischengeschaltete, elastische Organe (27, 28, 29) mit einem Zylinder (32) verbunden ist, der axial verschiebbar ist und keilförmige Teile (33) aufweist, die ihrerseits auf radial verschiebbare Spannkloben (6) einwirken, mit denen die Spannbacken (3) zum Halten des zu bearbeitenden Werkstücks verbunden sind, wobei die Klemmkraft, die durch das vom Rotor (11) des Elektromotors erzeugte Maximalmoment bestimmt ist, durch elektrische oder mechanische Organe begrenzt und reguliert wird, bis der gewünschte Wert für die Klemmkraft erreicht ist, die die Spannbacken auf das Werkstück ausüben sollen.
2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (11) des Elektromotors normalerweise am Gehäuse des Spannfutters (2) durch eine elektromagnetische Bremse (14, 15, 16) mit ständig in Eingriff befindlicher Feder (15a) blockiert ist, wobei diese Bremse nur dann in Ausrückstellung ist, wenn der Rotor (11) frei zur Drehbewegung für das öffnen oder Schließen der Spannbacken (3) für das Werkstück sein muß,
3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (22, 22a), die bei Drehung des Rotors (11) über die Planetenräder (19) in Drehung versetzt wird, an axialen Schultern des Außengehäuses (7) über Axiallager (23, 24) so abgestutzt ist, daß sie drehbar, jedoch nicht axial verschiebbar ist.
4. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Spindelmutter (22a) verbundene Schraube (25) verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist und mit zwei einander gegenüberliegenden, axialen

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Schultern (25b, 26) eine Reihe koaxialer, elastischer Organe (27, 28, 29) beaufschlagt, die auf der anderen Seite an dem axial verschiebbaren Zylinder (32) abgestützt sind, dessen Keilstücke (33) T-förmig ausgebildet sind und entsprechende Teile (6a) von Spannkloben (6) betätigen, die in radialer Richtung so in dem Außengehäuse (7) geführt sind, daß jeder Verschiebung des Zylinders (32) in Axialrichtung eine Verschiebung in Radialrichtung der Spannkloben (6) und damit der Spannbacken (3) entspricht.
5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die Schraube (25) und dem axial verschiebbaren Zylinder (32) eingesetzten, elastischen Organe (27, 28, 29) derart ausgebildet sind, daß sie die maximale Druckkraft aufnehmen, die durch die Drehung des Rotors (11) des Elektromotors erzeugt wird, ohne in die Blockierstellung zu gelangen, um eine gewisse elastische Schwankung bzw. Schwingung der von den Spannbacken (3) auf das Werkstück ausgeübten Klemmkraft zu gestatten.
6. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß die elastischen Verbindungen für die Versorgung der inneren Organe von der Spindel (1) kommen und über elastische Kontakte (36 - 40) übertragen werden, die über einenIsolierflansch (41) verteilt sind, der dem inneren Ende des Spannfutters (2) gegenüberliegt und fest mit der Spindel (1) verbunden ist, wobei die elastischen Kontakte an vorbestimmten Sol 1stellungen vorgesehen sind derart, daß beim Einbau des Spannfutters (2) auf die Spindel (1) die jeweiligen Kontakte automatisch und ohne zusätzliche Eingriffe geschlossen sind.

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7. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuflihrungen zu dem Spannfutter (2) über Kontaktgeber (45) und Schleifringe (43, 44; 47, 48) erfolgt, die aiii freien Ende der Spindel (1) vorgesehen sind, wobei die Kontaktgeber (45) normalerweise geöffnet sind, während sie nur zu den entsprechenden Kollektoren hin geschlossen werden, wenn die Spindel (1) stillsteht und das Spannfutter (2) zur öffnung oder Schließung der Spannbacken (3) betätigt wird.
8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgeber (45) radial oder axial auf die zugehörigen Schleifringe einwirken können und in beliebiger und bekannter Weise in Verbindung mit und vor den Steuerbefehlen, die dem Spannfutter (2) zugeführt werden, betätigbar sind.
9. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander verbundene Mittel (54 - 57) zur mechanischen Begrenzung des Klemm-Momentes vorgesehen sind, die zwischen dem festen Rad (20), das mit den Planetenrädern (19) in Eingriff ist, und dem Außengehäuse (7) vorgesehen sind, die von außen einstellbar sind und durch Einschnapp-, Reibungs- oder andere Wirkung tätig werden, um bei Erreichen des gewünschten Wertes nachzugeben, so daß anschließend das feste Rad (20) frei drehbar ist und das mit der Spindelniutter (22a) verbundene, drehbare Rad (21) stillsteht.

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