DE3724461C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeugschäfte mit einstellbarer Drehmomentbegrenzung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ein bekanntes Spannfutter dieser Art (US 28 57 997) ist so ausgebildet, daß die dem Kupplungsmechanismus zugeord­ nete Federeinrichtung mit einer manuell betätigten Wähl­ scheibe in Verbindung steht und daß die Preßkraft der Feder durch eine Drehung der Wählscheibe einstellbar ist. Die auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß dann, wenn es erforderlich ist, die Drehmomentbegrenzung zu verändern, Probleme in bezug auf die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung entstehen, da für die manuelle Einstellung der Wählscheibe eine lange Zeit benötigt wird. Dieses Problem ist besonders dann signi­ fikant, wenn das Spannfutter für einen Roboter verwendet wird.

Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-AS 17 52 741 bekannt. Bei diesem bekannten Spannfutter ist im Zylinder ein Kol­ ben angeordnet, der so bewegbar ist, daß die Kraft der Federeinrichtung, die durch das in dem Zylinder und dem Druckraum eingeschlossene gasförmige Medium gebildet wird, veränderbar ist. Das bekannte Spannfutter läßt sich jedoch nur im Stillstand und nur durch manuelles Verdrehen des Einstellringes verstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfut­ ter der angegebenen Art zu schaffen, dessen Drehmoment­ begrenzung in besonders einfacher und freier Weise einge­ stellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Spannfutter der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Antriebseinrich­ tung als Druckversorgungsquelle ausgebildet, die mit dem Zylinder gekoppelt ist, so daß der Kolben in Abhängigkeit von der Zuführung von Druck von der Druckversorgungsquel­ le bewegt wird. Somit kann die Drehmomentbegrenzung in einfacher und freier Weise gesteuert werden, indem die Größe des in den Zylinder eingeführten Drucks (vorzugs­ weise Luftdrucks) gesteuert wird.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprü­ chen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein Spannfutter; und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Zylinder des in Fig. 1 dargestellten Spannfutters im Zustand der Einstellung der maximalen Drehmomentbegrenzung.

Das in Fig. 1 dargestellte Spannfutter umfaßt ei­ nen Elektromotor 1, eine Reduktionsvorrichtung 2 mit Pla­ netenzahnrädern und eine feste Kupplung 3, die das Plane­ tenrad 2 a des Reduktionsgetriebes 2 trägt. Die feste Kupp­ lung 3 besitzt eine Vielzahl von vorstehenden Mitnehmersteinen 4, die als Nocken wirken. Mit 5 ist eine Welle bezeichnet, von der ein Ende mit Hilfe eines Stiftes 8 und einer Schraube 9 an einer Buchse 7 befestigt ist. Die Buchse 7 hält die Spitze 6 eines Schraubendrehers, während das andere Ende der Buchse an eine bewegliche Kupplung 10 angeschlossen ist, die eine Drehplatte 11 und eine Stahl­ kugel 12 aufweist. Der Anschluß erfolgt über einen Keil 13, so daß diese Elemente zusammen miteinander drehbar sind. Die Stahlkugel 12 ist in ein Loch der Drehplatte 11 eingepaßt und steht von beiden Endflächen der Drehplat­ te 11 vor. Die Stahlplatte 12 ist über eine Preßkraft, die über eine Buchse 15 und einen Druckstift 16 von einer Ein­ stellfeder 14 für die Drehmomentbegrenzung übertragen wird, weiter nach oben bis zu der festen Kupplung 3 gepreßt und steht mit dieser in Eingriff. Ein Grenzschalter 17 dient zur Erzeugung eines Stopsignales, um den Elektromotor 1 ab­ zuschalten, und wird von einer Getriebeabdeckung 18 ge­ halten. Eine obere Abdeckung 19 ist an der Getriebeabdec­ kung 18 fixiert und besitzt einen Gewindeabschnitt, der wiederum mit einem Gewindeabschnitt 20 c eines ersten Stellringes 20 in Eingriff steht, so daß der erste Stell­ ring 20 in axialen Richtungen bewegbar ist, wenn er ge­ dreht wird. Ein zweiter Stellring 21 besitzt einen Gewin­ deabschnitt, der mit einem anderen Gewindeabschnitt 20 a kämmt, so daß auch der zweite Stellring 21 in axialen Richtungen bewegbar ist, wenn er gedreht wird. Ebenfalls am unteren Abschnitt der Anziehvorrichtung ist ein Zylin­ der 22 installiert, der ein Luftloch 22 a besitzt und mit Hilfe eines Sprengringes 23 mit dem zweiten Stellring 21 gekoppelt ist. Im Zylinder 22 befindet sich ein Kolben 24, der in axialen Richtungen gleitbar ist und ein Ende der Einstellfeder 14 für die Drehmomentbegrenzung hält.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Spannfutters beschrieben.

In Abhängigkeit von der Drehung des Elektromotors 1 wird dessen Drehkraft über das Reduktionsgetriebe 2 in die feste Kupplung 3 und die bewegliche Kupplung 10 eingege­ ben und über den Keil 13, die Welle 5 und die Buchse 7 zur angetriebenen Schraubendreherspitze 6 weitergegeben, wodurch beispielsweise eine Schraube angezogen wird. Beim Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments wird die Stahl­ kugel 12 (in der Zeichnung) nach unten gegen die Preßkraft der Einstellfeder 14 bewegt, so daß daher die feste Kupplung 3 aus ihrem Eingriff mit der beweglichen Kupplung 10 gelöst wird, was zu einer Unter­ brechung im Übertragungsweg der Drehkraft vom Elektromo­ tor 1 zur angetriebenen Schraubendreherspitze 6 führt. Die Stahlkugel 12 ist des weiteren so angeordnet, daß sie die Buchse 15 über eine andere Buchse 25 und den Druck­ stift 16 in axialer Richtung unter Druck setzt. Hier­ durch kann der Grenzschalter 17 betätigt werden, so daß er das Stopsignal erzeugt und der Elektromotor 1 gestoppt wird, was zur Beendigung des Abziehvorganges für die Schraube führt. Nachdem über einen höheren Abschnitt des durch die Mitnehmersteine 4 gebildeten Nockens gegangen worden ist, setzt die Stahlkugel 12 wieder die feste Kupplung 3 mit Hilfe der von der Einstellfeder 14 über die Buch­ sen 15, 25 und den Druckstift 16 übertragenen Preßkraft unter Druck. Wenn andererseits Luft durch das Luftloch 22 a in den Zylinder 22 eingeführt wird, nimmt der Kolben 24 im Zylinder 22 den in Fig. 2 dargestellten Zustand ein, d. h., er wird nach oben bewegt, wodurch die Preß­ kraft der Feder 14 erhöht wird. Wenn der Kolben 24 daher in die in Fig. 2 dargestellte Stellung einnimmt, nimmt das Drehmoment für die Schraube den Maximalwert an, so daß die Drehmomentbegrenzung durch Einstellung der Position des Kolbens 24, d. h. Einstellung des Drucks der in den Zylinder 22 eingeführten Luft, gesteuert werden kann.

Es wird nunmehr die Steuerung der Drehmomentbegrenzung beschrie­ ben.

Als erstes kann das minimale Anziehdrehmoment in Abhän­ gigkeit von dem Grad der Drehung des zweiten Stellrin­ ges 21 festgelegt werden. Die Drehung des zweiten Stell­ ringes 21 wird über den Sprengring 23 auf den Zylinder 22 und den Kolben 24 übertragen, welche dann in axialer Richtung bewegt werden. Somit wird die Länge der Feder 14, d. h. deren Druckkraft, verändert, da die Position des Kolbens 24 verändert wird, was zu einer Änderung der auf die Buchse 15 aufgebrachten Druckkraft führt. Das maximale Anziehdrehmoment kann in Abhängigkeit vom Grad der Drehung des ersten Stellringes 20 festgelegt werden. Die Drehung des ersten Stellringes 20 bewirkt, daß sich eine Kontaktfläche 20 b des Ringes in axialer Richtung bewegt. Wenn der Kolben 24 in Abhängigkeit von der Ein­ leitung von Luft in den Zylinder 22 nach oben bewegt wird, tritt eine Kontaktfläche 24 a des Kolbens 24 mit der Kontaktfläche 20 b in Kontakt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, d. h., die Kontaktfläche 20 b begrenzt die Aufwärtsbewegung des Kolbens 24. In diesem Fall nimmt die Preßkraft der Feder 14 ihren Maximalwert ein. Die auf die feste Kupplung 3 aufgebrachte Preßkraft der Ein­ stellfeder 14 für die Anziehkraft kann in dem zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert befindlichen Bereich verändert werden. Diese Werte werden durch den ersten und zweiten Stellring 20 und 21 in Abhängigkeit von der Größe des Drucks der Luft festgelegt, welche von einer Luftversorgungsquelle 30 in den Zylinder 22 geleitet wird. Die Luftversorgungsquelle 30 ist so angeordnet, daß die abgegebene Luftmenge manuell oder automatisch in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal, das von einer äußeren Einheit zugeführt wird, gesteuert werden kann.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spiel Luft in den Zylinder eingeführt wird, um den Kol­ ben zu bewegen, kann auch eine geeignete Flüssigkeit eingeführt werden.

Claims (3)

1. Spannfutter für Werkzeugschäfte mit einstellbarer Drehmoment­ begrenzung, bei dem ein Kupplungsmechanismus durch die Kraft einer Federeinrichtung im eingerückten Zustand gehalten wird, wobei ein Antriebsmotor den Werkzeugschaft antreibt, und bei dem der Antriebs­ motor bei Überschreiten des durch die Kraft der Federeinrichtung vor­ gegebenen, eingestellten Drehmomentes vom Werkzeugschaft getrennt wird, mit einem Zylinder, einem im Zylinder angeordneten Kolben, der ein Ende der Federeinrichtung hält und so bewegbar ist, daß die Kraft der Federeinrichtung veränderbar ist, und einer Antriebsein­ richtung zur Bewegung des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) an eine Druckversorgungsquelle (30) angeschlossen ist, mittels der der Druck im Zylinder (22) und somit das übertragbare Drehmoment während des Betriebes innerhalb einstellbarer Grenzen stufenlos veränderbar ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß es des weiteren einen ersten Stellring (20) umfaßt, der durch Drehung in Richtungen der Achse des Futters bewegbar ist und eine Stopeinrichtung aufweist, deren Position in Abhängigkeit von der Drehung des ersten Stellringes (20) veränderbar ist und die die Bewegung des Kolbens (24) in einer der axialen Richtungen einschränkt, so daß die Maximal­ kraft der Federeinrichtung (14) in Abhängigkeit von der Position der Stopeinrichtung festlegbar ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es des weiteren einen zweiten Stellring (21) aufweist, der durch Drehung in axialen Richtungen bewegbar und derart mit dem Zylinder (22) gekoppelt ist, daß der Kolben (24) in Abhängigkeit von der Bewegung des Zylinders, die durch die Drehung des zweiten Stellringes (21) bewirkt wird, in axialen Richtungen bewegbar ist, und daß die Bewegung des Kolbens (24) in der anderen axialen Richtung durch den Zylinder (22) eingeschränkt wird, so daß die Minimalkraft der Federeinrichtung (14) in Abhängig­ keit von dem Grad der Drehung des zweiten Stellrin­ ges (21) festlegbar ist.