DE3219295C2 - Spannfutter für Drehmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Drehmaschinen mit im Futterkörper (1) axial beweglichen Kolben (2), dem mehrere Treib- und Spannbacken (5 bzw. 8) zugeordnet sind. Die Treibbacken (5) weisen eine Verzahnung (11) auf, die unmittelbar ohne Zwischenschaltung von Zwischengliedern mit einer Verzahnung (10) der Spannbacken (8) kämmt. Die Treibbacken (5) sind in Bewegungsrichtung (x, Y) des Kolbens (2) axial nach hinten (Y) wegbeweglich gestaltet. In dieser Lage kommen die Verzahnungen (10 und 11) der Treib- und Spannbacken (5 bzw. 8) auseinander, so daß sich die Spannbacken (8) radial nach außen herausziehen und/oder versetzen lassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Drehmaschinen mit im Futterkörper axial beweglichem Stellglied, vorzugsweise einem Kolben der mit im Futterkörper radial beweglichen Treibbacken in Antriebsverbindung steht die mittels Verzahnung mit radial beweglichen Spannbacken kuppelbar sind, welche in Entkupp- lungsstellung aus dem Futterkörper radial herausbewegbar und/oder versetzbar sind, mit in axialer Richtung der Spannbacken ein- und ausrückbaren Kupplungskörpern und Treibbacken.

Die meisten Spannfutter benötigen zum Entkuppeln axial oder senkrecht zur Backenführung verschiebbare Koppelglieder zwischen Spann- und Treibbacken (DE-PS 27 49 626). Spannfutter dieser Art haben aus Platzgründen sehr wenig Zähne im Koppelglied zur Übertragung der Spannkräfte so daß eine sichere Übertragung gefährdet ist. Außerdem besitzen solche Ausführungen konstruktionsbedingt relativ schwere und deshalb fliehkraftungünstige Treibbacken und/oder einen verhältnismäßig störungsempfindlichen Entkopplungsmechanismus (DE-OS 27 29 939; DE-AS 27 11904; DE-OS 30 721).

Eine andere Ausführungsform eines bekannten Spannfutters benötigt zwei ineinandergeführte Futterkörper, wobei der innere Futterkörper axial beweglich ist und die Treibbacken in Radialführungen trägt (US-PS 36 82 491; DE-AS 27 41 655). Die Treibbacken werden gemeinsam mit dem inneren Futterkörper axial in Entkoppelstellung gefahren. Nachteilig ist die unzureichende Steifigkeit des äußeren Futterkörpers, da Raum für den inneren Körper geschaffen werden muß, was sich nachteilig auf die Belastbarkeit und Genauigkeit auswirkt

Recht aufwendig und fertigungstechnisch schwierig zu verwirklichen ist eine Konstruktion mit Durchgangsbohrung und zwar wegen der Vielzahl der ineinandergeführten Teile. Die Treibbackenführungen sind außerdem hierbei sehr kurz.

Als weiterer Nachteil ist bei allen Ausführungsformen der relativ zeitaufwendige Entkoppelvorgang zu nennen. Außerdem sind einige Ausführungsformen schmutzanfällig (z.B. US-PS 36 82491). Deshalb hat zum Beispiel die letzterwähnte Konstruktion offenbar keinen Eingang in die Praxis gefunden.

Bei dem Spannfutter nach der DE-OS 27 29 939 ist es zum Backenwechseln oder zum Versetzen der Spannbacken außerdem erforderlich die Spannbacken gemeinsam mit den Treibbacken aus dem Futterkörper herauszunehmen. Ein Versetzen der Spannbacken oder Backenwechseln ist deshalb verhältnismäßig zeitaufwendig, wob« der gesamte Futterinnenraum geöffnet werden muß. Späne und Schmutz können ggf. ungehindert in aas Innere eindringen. Dadurch können die Spannkraft die Sicherheit und die Lebensdauer des Spannfutters erheblich gemindert werden.

Das Ein- und Ausrücken von Kupplungskörpern und von Treibbacken in axialer Richtung in die Spannbakken ist bei Spannfuttern allgemein bekannt vgl. z. B. die DE-OS 29 49 566.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Spannfutter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß ein schnelles und einfaches Wechseln oder Versetzen der Spannbacken ermöglicht wird bei höherer Sicherheit gegen Ausbrechen aufgrund eines großen Eingriffs von Treib- und Spannbacken, wobei das Spannfutter einfach und sicher von der Bedienungsperson zu handhaben sein soll.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Möglichkeit eröffnet, die Treibbacken auf der gesamten Führungslänge mit einer langen Verzahnung auszustatten was aus Sicherheits- und Festigkeitsgründen vorteilhaft ist. Da kein Zwischenglied zwischen Spann- und Treibbacke erforderlich ist, kann die betreffende Treibbacke flach und damit fliehkraftgünstig ausgebildet sein.

Der vorgesehene Ring verriegelt die zugeordneten Treibbacken, so daß es möglich ist durch eine einfache Drehbewegung z. B. alle Treibbacken gemeinsam zu entriegeln oder zu verriegeln.

Die Ausnehmung im Ring ermöglicht eine Entkopplungsstellung der betreffenden Treibbacke. Diese Ausnehmungen können als Schrägen ausgebildet sein, so daß bei entsprechender Drehung des Ringes ein leichtes Verschieben der Treibbacken in deren Verriegelungsstellung möglich ist.

Gemäß Patentanspruch 2 ist in Ausgestaltung der Erfindung an dem Ring wenigstens eine Nase angeordnet welche in eine in axialer Richtung des Kolbens verlaufende Nut formschlüssig eingreift, jedoch in der hinte-

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ren Endlage des Kolbens aus der Nut freikommt und 5. Treib- und Spannbacken 5 und 8 greifen somit ohne dann eine Drehung des Ringes ermöglicht Dadurch zusätzliche Zwischenglieder über ihre Verzahnungen 10 wird eine zusätzliche Sicherung erreicht, so daß ein Dre- und 11 unmittelbar ineinander, und zwar über eine reiahen des Ringes in der Spannstellung ausgeschlossen ist tiv große Verzahnungslänge.

Bei ganz zurückgefahrenem Kolben läßt sich der Ring 5 Der hintere, also in Richtung Y gesehene Teil der manuell von außen, z. B. mittels Zahnritzel, Welle und jeweiligen Treibbackenführung wird durch eine Planflä-Schlüssci, drehen wobei die am Ring innen angeordne- ehe eines bei der dargestellten Ausführungsform mateten Nasen od. dgl. sich über die Stirnfläche des Kolbens rialmäßig einstückigen Ringes 12 gebildet, der in einem schieben und eine Axialbewegung und somit Betätigung Axialschnitt die Form eines Rechteckes (F i g. 1 und 2) des Kolben? in Entkopplungsstellung verhindern. Das 10 aufweist Der Ring 12 ist koaxial zur Längsachse des Spannfutter ist damit sicher und selbstätig verriegelt Futterkörpers 1 um ein begrenztes Maß in entgegenge- und es wird ein hohes Maß an Sicherheit gegen Fehlbe- setzten Richtungen, also in Richtung Γ bzw. V(F i g. 3) dienung erreicht drehbar. Der Ring 12 dient bei der dargestellten Ausfüh-

Gemäß Patentanspruch 3 ist in weiterer Ausgestal- rungsform nicht nur als Teil der Treibbackenführung,

lung der Erfindung koaxial zum Kolben eine axial be- 15 sondern gleichzeitig als Verriegelungsorgan für die

wegliche Schutzhülse angeordnet die die Treibbacken Treibbacken 5. Wie nämlich die F i g. 3 erkennen läßt

über Druckfedern in Entkupplungsrichtung beauf- weist der Ring 12 mindestens im Bereich jeder Treib-

sch'agt Einerseits schiebt die Schutzhülse die Treibbak- backe 5 jeweils eine in Richtung Y gerichtete Ausneh-

ken axial zurück in Entkopplungsstellung, gleichzeitig mung 13 auf deren Tiefe bzw. Höhe in F i g. 3 mit dem

schirmt andererseits die Schutzhülse das Innere des 20 Buchstaben //bezeichnet ist

Spannfutters wirksam gegen das Eindringen von Spä- Unterhalb des Ringes 12 ist ein Ritzel 14 drehbar

nen und Schmutz ab. gelagert, das einen Kupplungsansatz 16 mit Vierkant 17

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch an zum Aufstecken eines Schlüssels 18 aufweist. Der Kupp-

einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt lungsansatz 16 ragt in eine Bohrung 15, die peripher am

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Spannfutter, 25 Futterkörper 1 nach außen ausmündet

F i g. 2 eine Darstellung entsprechend Fi g. 1, wobei Das Ritzel 14 kämmt mit einer in Umfangsrichtung

allerdings zwei Spann- und Treibbacken auseinanderge- des Ringes 12 verlaufenden Verzahnung 19.

kuppelt sind und Wie F i g. 3 erkennen läßt ist jede Ausnehmung 13 mit

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-HI der F i g. 2. einer in Drehrichtuag Vkeilförmig ansteigenden Schrä-

In der Zeichnung sind für Teile gleicher Funktion 30 ge 20 versehen. Die aus der Zeichnung nicht ersichtli-

stets die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. chen den übrigen Treibbacken 5 zugeordneten Schrä-

M it dem Bezugszeichen 1 ist ein Futterkörper be- gen 20 sind entsprechend ausgebildet Die Breite der

zeichnet in dem ein Kolben 2 in Richtung X bzw. Y Aussparung 13 am Grund ist größer als die Breite Ader

bewegbar koaxial zum Futterkörper 1, also längsver- Treibbacke 5 (F i g. 3). Wenn — wie F i g. 3 erkennen

schieblich, angeordnet ist Der Kolbenhals 3 des KoI- 35 läßt — die Treibbacke 5 am Ausnehmungsgrund liegt

bens 2 ist über ein Gewinde 4 mit einem nicht dargestell- (F i g. 3), kommt die Verzahnung 11 der betreffenden

ten motorischen Antrieb, insbesondere einem Axialstell- Treibbacke 5 von der Verzahnung 10 der zugeordneten

motor, ζ. B. einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder Spannbacke 8 frei, so daß sich diese ohne weitere Mani-

(Kolben-Zylinder-Einheit), gekuppelt pulationen radial versetzen oder aus dem Futter heraus-

Im Futterkörper 1 sind radial geführt mindestens 40 ziehen läßt

zwei, vorzugsweise indessen drei Treibbacken 5 über Die F i g. 1 und 2 lassen außerdem erkennen, daß der

den Umfang des Futterköpers 1 mit gleichförmigem Ring 12 an seiner inneren Umfangsfläche mindestens

Winkelmaß versetzt zueinander angeordnet In der eine Nase 21 aufweist die in eine formmäßig angepaßte,

Zeichnung ist lediglich eine solche Treibbacke 5 erkenn- in axialer Richtung des Kolbens 12 verlaufende Nut 22

bar. Die Treibbacken 5 haben im wesentlichen die Form 45 eingreift. Über den Umfang des Kolbens 2 können auch

einer Leiste (F i g. 3) mit der Breite B und sind jeweils in mehrere, vorzugsweise zwei oder drei solcher Nuten

einer entsprechend ausgebildeten Nut 6 des Futterkör- (nicht dargestellt) vorgesehen sein, in die jeweils ent-

pers 1 geführt Jede Treibbacke 5 ist mit dem Kolben 2 sprechende Nasen wie die Nase 21 eingreifen, die je-

getrieblich gekuppelt. Bei der dargestellten Ausfüh- weils materialmäßig einstückig mit dem Ring 12 ausge-

rungsform geschieht dies durch eine Keilhakenkupp- 50 bildet sind. Die Nase 21 ist am oberen Endabschnitt des

lung 7. Ringes 12 angeordnet so daß die betreffende Nase 21

Axial vor jeder Treibbacke 5 ist jeweils eine Spann- erst aus der zugeordneten Nut 22 freikommt, wenn der

backe 8 angeordnet; in der Zeichnung ist lediglich eine Kolben 2 maximal in Richtung Y bewegt worden ist

Spannbacke 8 erkennbar. Jede Spannbacke 8 ist in einer (F i g. 2), also sich in seiner hinteren Endstellung befin-

radial ;m Futterkörper 1 eingearbeiteten, etwa T-förmi- 55 det Erst in dieser Stellung läßt sich der Ring 12 über den

gen Nut 9 (F i g. 3) des Futterkörpers 1 längsverschieb- Schlüssel 18 durch Bewegung des Ritzels 14 in Richtung

lieh geführt und weist ein der T-Nut 9 entsprechendes Vbzw. Tdrehen.

Profil auf. Die der betreffenden Treibbacke 5 zugekehr- Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Schutzhülse,

te Flanke ist mit geraden, zueinander parallelen Zähnen die einen kreisförmigen Flansch 24 aufweist der das

10, beispielsweise einer Modulverzahnung, versehen. 60 Innere des Spannfutters nach außen hin gegen Späne

Diese Zähne 10 können senkrecht zu der Führungsrich- und Schmutz abdichtet und zwar auch dann, wenn der

tung der T-Nut 9 verlaufen oder unter einem davon Kolben 2 maximal in Richtung Y bewegt worden ist

abweichenden Winkel. Jede Treibbacke 5 besitzt an ih- (F i g. 2). Auch in dieser maximal in Richtung Y zurück-

rer den Zähnen 10 zugekehrten Flanke eine mit den bewegten Stellung des Kolbens 2 greift die Schutzhülse

Zähnen 10 kämmende Verzahnung 11. Wie insbesonde- 65 23 mit einer Zylinderhülse 25 dichtend gegen die Wand

re F i g. 2 erkennen läßt, erstrecken sich die Verzahnun- 26,28 einer Öffnung 27.

gen 10 und 11 jeweils annähernd über die gesamte Län- Über den Umfang des Flansches 24 stützen sich meh-

ge der Spannbacke 8 bzw. der zugeordneten Treibbacke rere Druckfedern 29 in Sackbohrungen 30 des Flansches

24 und des Futterkörpers 1 unter Vorspannung ab, so daß die Schutzhülse 23 beim Zurückbewegen des Kolbens 2 diesem nachfolgt Der Flansch 24 liegt außerdem auf den Treibbacken S auf und bewegt diese beim Zurückweichen des Kolbens 2 in Richtung Y in Entkupplungsstellung(F i g. 2).

Wenn die Spannbacken S wieder in eine Lage gebracht worden sind, daß deren Verzahnung 10 in die Verzahnung 11 der Treibbacken 5 eingreifen kann, kann durch entsprechende Bewegung des Schlüssels 18 über das Ritzel 14 der Ring 12 in Richtung Kbewegt werden, was bewirkt, daß über die Schrägen 20 die Treibbacken 5 in Richtung Xangehoben werden und dadurch mit den Spannbacken 8 in Eingriff kommen. Alsdann wird der Kolben 2 ebenfalls in Richtung X bewegt, so daß der is Ring 12 über die Nase 21 gegen Drehbewegung verriegelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spannfutter für Drehmaschinen mit im Futterkörper axial beweglichem Stellglied, vorzugsweise einem Kolben, der mit im Futterkörper radial beweglichen Treibbacken in Antriebsverbindung steht, die mittels Verzahnung mit radial beweglichen Spannbacken kuppelbar sind, welche in Entkupplungsstellung aus dem Futterkörper radial herausbe- wegbar und/oder versetzbar sind, mit in axialer Richtung der Spannbacken ein- und ausrflckbaren Kupplungskörpern und Treibbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibbacken (5) in den Treibbackenführungen (6) nach Aufheben einer ein· und ausschaltbaren Arretierung (12, 21, 22) durch Rückzug des Kolbens (2) axial nach hinten (Y) beweglich sind, wobei der hintere Teil der Treibbakkenführung aus Planflächen eines drehbaren Ringes (12) besteht, der pro Treibbacke (5) je eine in Umfangsrichtung des Ringes (12) verlaufende Ausnehmung (13) aufweist, in der die zugeordnete Treibbakke (5) in Entkupplungsstellung am Ausnehmungsgrund anliegend angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (13) eine in Drehrichtung des Ringes (12) vom Ausnehmungsgrund (13) bis in die Planfläche in einer Drehrichtung (VJdes Ringes (12) ansteigende Schräge (20) aufweist

2. Spannfutter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ring (12) wenigstens eine Nase (21) angeordnet ist, welche in eine in axialer Richtung des Kolbens (2) verlaufende Nut (22) formschlüssig eingreift, jedoch in der hinteren (Y) Endlage des Kolbens (2) aus der Nut (22) freikommt und dann eine Drehung des Ringes (12) ermöglicht

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Kolben (2) eine axial bewegliche Schutzhülse (23) angeordnet ist, die die Treibbacken (5) über Druckfedern (29) in Entkupplungsrichtung beaufschlagt.