DE3834735C2 - Spannfutter für Drehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter für Dreh­ maschinen mit in einem Futterkörper radial verschiebbar geführten Grund- oder Spannbacken, die über Verzahnungen mit in tangential verlaufenden Aufnahmetaschen des Futter­ körpers eingesetzten und mit einem Verstellglied ge­ koppelten Keilstangen verbunden sind.

Um bei einem derartigen Keilstangenfutter die Grund- oder Spannbacken auswechseln zu können, ohne dabei das die Keilstangen antreibende Verstellglied von diesen lösen zu müssen, ist es durch die DE 29 49 566 C2 bekannt, in einer in die als Führungskörper wirksamen Keilstangen eingearbeiteten Aufnahmenut, die sich achssenkrecht zu deren Längsachse erstreckt, einen Kupplungskörper verschiebbar einzusetzen. Der mit einer in die Verzahnung der Backen eingreifenden Zahnleiste versehene Kupplungs­ körper ist hierbei zum Entkoppeln der Verzahnungen mittels eines Exzenters in eine in den Deckel des Futterkörpers eingearbeitete Aussparung einführbar, so daß die Grund- oder Spannbacken ausgewechselt werden können.

Bei dieser Ausgestaltung ist ein zusätzlicher Ausklink­ hub der Keilstangen somit zwar nicht erforderlich, der Verstellweg der Grund- oder Spannbacken ist aber durch die Breite der Kupplungskörper, an denen die mit diesen in Eingriff stehenden Zahnleisten eingearbeitet sind, bestimmt und demnach begrenzt. Ferner ist der Kupplungs­ körper exakt in der Aufnahmenut des Führungskörpers zu führen, so daß eine hohe Fertigungsgenauigkeit unum­ gänglich ist. Vor allem aber hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die über das Verstellglied einge­ leitete Spannkraft über eine aus zwei Bauteilen zusammen­ gesetzte Keilstange, nämlich den Führungskörper und den Kupplungskörper, auf die Grund- oder Spannbacken übertragen wird und die aus der Verzahnung der Grundbacken resultierende Gegenkraft über den Exzenter abzustützen ist. Dies führt bei hohen Spannkräften unumgänglich zu Ver­ spannungen und Verschiebungen dieser Teile ineinander und in der Aufnahmetasche des Futterkörpers, auch kann dadurch der Exzenter deformiert und dessen Funktion beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spannfutter für Drehmaschinen der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die Grund- oder Spannbacken ebenfalls in kurzer Zeit und in einfacher Weise ausgewechselt werden können, ohne daß ein zusätzlicher Ausklinkhub erforderlich ist. Des weiteren soll aber der Verstellweg der Keilstangen voll nutzbar sein und die Kraftübertragung von dem Verstellglied auf die Grund- oder Spannbacken soll über ein Bauteil, nämlich ausschließlich über die Keilstange, erfolgen. Auch soll der Exzenter nur zum Ausklinken der Grund- oder Spannbacken und als Sicherungselement dienen. Vor allem aber soll erreicht werden, daß die hohen axial gerichteten Kräfte, resultierend aus der Spannkraft der Backen und der Betätigungskraft des Verstellgliedes unmittelbar am Futterkörper oder an dessen Abschlußdeckel großflächig abgestützt werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in den Aufnahmetaschen des Futterkörpers jeweils eine Anschlagleiste angeordnet ist, daß die Anschlagleiste und die Keilstange einer Aufnahmetasche in deren Längs­ richtung verschiebbar ineinander geführt und in Richtung der Längsachse des Spannfutters zwangläufig miteinander verbunden sind und daß die Anschlagleiste eine oder mehrere entgegengesetzt zu der Verzahnung der Keilstange abstehende Stütznase aufweist, die zum Ausklinken der Verzahnung der Keilstange aus der Verzahnung der Grund- oder Spannbacke mittels eines in die Anschlagleiste eingreifenden Exzenters in in den Futterkörper oder in einen diesen abschließenden Deckel eingearbeitete Frei­ sparungen einführbar sind.

Zweckmäßig ist es hierbei, die Anschlagleisten und die Keilstangen mittels an diesen angearbeiteten ineinander­ greifenden Hinterhakungen in deren Längsrichtung verschieb­ bar und in Richtung der Längsachse des Spannfutters form­ schlüssig miteinander zu verbinden und im Querschnitt L-förmig zu gestalten, mit ihrem senkrecht zur Längsachse des Kraftspannfutters verlaufenden Schenkel jeweils an einer Keilstange auf deren der Verzahnung gegenüber­ liegenden Seite anliegen und mit ihrem in Richtung der Verzahnung sich erstreckenden Steg die Keilstangen teil­ weise übergreifen zu lassen.

Die Stütznasen der Anschlagleisten sollten, um eine flächige Abstützung sicherzustellen, in Form von Stegen an deren Schenkel, vorzugsweise gleichmäßig über deren Länge verteilt, angebracht werden, wobei der durch die Höhe der Stütznasen bestimmte Verstellweg der Anschlag­ leisten und der Keilstangen mindestens der Höhe der Verzahnungen der Grund- oder Spannbacken und der Keil­ stangen entsprechen muß.

Der Exzenter kann in einfacher Weise durch einen in einer Bohrung des Futterkörpers verdrehbar eingesetzten, am äußeren Ende mit einer Schlüsselöffnung versehenen Bolzen und einem an dessen inneren Ende angebrachten exzentrischen Ansatz gebildet sein, der in eine in den Steg der Anschlagleiste eingearbeitete Ausnehmung eingreift.

Um eine sichere Arretierung und Mitnahme der Anschlag­ leiste in der einen Verstellrichtung zu bewerkstelligen, ist es ferner angebracht, die den exzentrischen Ansatz des Exzenters aufnehmende Ausnehmung in Form eines geneigt verlaufenden Längsschlitzes auszubilden und zur Arre­ tierung in der anderen Verstellrichtung die Anschlag­ leiste mittels eines vorzugsweise einstellbaren Anschlages an dem Futterkörper abzustützen.

Außerdem kann die Keilstange auf der dem Steg der Anschlag­ leiste zugekehrten Seite mit einer vorzugsweise kreis­ segmentförmig ausgebildeten offenen Aussparung zur Auf­ nahme des verdrehbaren Ansatzes des Exzenters und auf der der Verzahnung gegenüberliegenden Seite mit einer oder mehreren Rastnasen versehen sein, die zusammen mit den Stütznasen der Anschlagleiste mittels des Ex­ zenters in die diese aufnehmenden Freisparungen des Futterkörpers oder des diesen abschließenden Deckels einführbar sind.

Angebracht ist es auch, den Exzenter mittels einer mit dessen verdrehbar gelagerten Bolzen zusammenwirkenden Federraste zu arretieren.

Wird ein Kraftspannfutter gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es möglich, die Triebverbindung zwischen dem Verstellglied und den Grund- oder Spannbacken zu lösen und diese auszutauschen, in dem die Keilstange, und zwar nur in einer vorbestimmten Endstellung, mit Hilfe des Exzenters und der in diese eingreifenden An­ schlagleiste in Achsrichtung des Spannfutters bzw. in Richtung der Keilnuten des Verstellgliedes verschoben wird. Ein Ausklinkhub des Verstellgliedes ist somit nicht erforderlich, auch ist der Verstellweg der Keil­ stangen voll nutzbar. Vor allem aber ist von Vorteil, daß die Kraftübertragung von dem Verstellglied auf die Grund- oder Spannbacken ausschließlich über die Keil­ stangen erfolgt und daß diese auf ihrer gesamten Breite im Futterkörper abgestützt sind. Über den Exzenter werden demnach nur geringe Kräfte übertragen, dieser dient vielmehr bei Spannvorgängen zur Arretierung der Anschlag­ leiste. Verspannungen der an der Kraftübertragung beteilig­ ten Bauteile sind somit nahezu ausgeschlossen. Der Bauauf­ wand, mit dem dies zu bewerkstelligen ist, ist gering, dennoch ist eine hohe Funktionssicherheit bei einfacher Handhabung gegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung ausgebildeten Spannfutters für Drehmaschinen dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt

Fig. 1 das Spannfutter in einem achssenkrecht, unter einem Winkel von 120° verlaufenden Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II -II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 und

Fig. 4 eine abgeänderte Keilstangenausgestaltung in einem Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftspannfutter 1 dient zum Einspannen eines Werkstückes 10 auf einer Drehmaschine und besteht im wesentlichen aus einem Futterkörper 11, der auf der Rückseite durch einen Deckel 11′ verschlossen ist, mit in radial gerichteten Nuten 12 eingesetzten Grundbacken 13 und mit diesen fest verbundenen Spann­ backen 13′, die jeweils über eine Keilstange 16 mit einem axial betätigbaren Verstellglied 19 in Triebverbindung stehen. Die Keilstangen 16 sind hierbei quer zur Längsachse A des Kraftspannfutters 1 in in dem Futterkörper 11 ein­ gearbeitete Aufnahmetaschen 15 eingesetzt und sind mit Verzahnungen 17 mit an den Grundbacken 13 angebrachten Ver­ zahnungen 14 im Eingriff. Des weiteren sind die Keilstangen 16 über an dem Verstellglied 19, in dessen Gewinde 20 eine nicht gezeigte Zugstange einschraubbar ist, angeform­ ten in Keilnuten 18 eingreifenden Keilhakenansätzen 21 trieblich verbunden. Eine Axialbewegung des Verstellgliedes 19 wird somit in eine tangential gerichtete Verstellbe­ wegung der Keilstange 16 umgelenkt, durch die wiederum die Grundbacken 13 in den Führungen 12 radial nach innen oder außen verstellt werden.

Um bei dem Kraftspannfutter 1 einen Backenwechsel vornehmen oder die Grundbacken 13 versetzen zu können, ist deren Verzahnung 14 in einer vorbestimmten Endstellung von den Verzahnungen 17 der Keilstangen 16 zu lösen. Dazu dient eine Anschlagleiste 31 sowie ein Exzenter 41, mittels dem die Keilstangen 16 axial mindestens um die Höhe der Verzahnungen 16 bzw. 17 verschiebbar sind. Um dies bewerk­ stelligen zu können, ohne daß die Funktion der Keilstangen 16 beeinträchtigt wird, sind diese und die Anschlagleisten 31, die ebenfalls in den Aufnahmetaschen 15 angeordnet sind, in Längsrichtung verschiebbar ineinander geführt, achssenkrecht dazu aber zwangsläufig miteinander verbunden.

Die Anschlagleisten 31 sind bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel L-förmig ausgebildet. Der achssenkrechte Schenkel 32 liegt hierbei mit der Gleitfläche 32′ jeweils an einer Keilstange 16 an, der Steg 33 übergreift diese dagegen teilweise und weist einen Vorsprung 34 auf, der in einer in die Keilstange 16 eingearbeiteten Längsnut 23 verschieb­ bar ist. Auf diese Weise ist eine Hinterhakung gebildet, die eine Verschiebebewegung der Keilstangen 16 ermöglicht, über die diese aber bei einer Verstellung der Anschlagleisten 31 in Achsrichtung A des Kraftspannfutters 1 mittels des Exzenters 41 mitgenommen werden.

Der Exzenter 41 besteht bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel aus einem in einer radial gerichteten Bohrung 25 des Futterkörpers 11 eingesetzten Bolzen 42, der an seinem inneren Ende einen exzentrischen Ansatz 43 aufweist und in dessen äußeres Ende eine Schlüsselöffnung 44 eingear­ beitet ist. Mittels einer in einer achsparallelen Bohrung 26 angeordneten Federraste 45 ist der Exzenter 41 gegen eine z. B. durch Erschütterungen ausgelöste unbeabsichtigte Verdrehung gesichert.

Der exzentrische Ansatz 43 des Exzenters 41 greift, wie dies insbesondere den Fig. 3 und 4 entnommen werden kann, in eine in den Steg 33 der Anschlagleiste 31 einge­ arbeitete Ausnehmung 37 ein, die als geneigt verlaufender Längsschlitz 38 ausgebildet ist. Des weiteren ist die Anschlagleiste 31 auf der dem Deckel 11′ zugekehrten Seite mit mehreren gleichmäßig über deren Länge verteilt angeordnete Stütznasen 35 in Form von Querstegen 36 aus­ gestattet und in den Deckel 11′ des Futterkörpers 11 sind diesen zugeordnete Freisparungen 24 vorgesehen, in die in einer Endstellung der Keilstangen 16 die Stütz­ nasen 35 einführbar sind. Ferner ist an der Anschlagleiste 31 ein Anschlag 39, beispielsweise in Form eines verstell­ baren Bolzens 40, angebracht, mittels dem diese in einer Richtung an dem Futterkörper 11 abgestützt ist.

Soll ein Backenwechsel vorgenommen werden, so ist, wie dies in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist, das Verstellglied 19 in die vordere Endstellung zu ver­ schieben. Sodann werden nach und nach mittels der Exzenter 41 die Anschlagleisten 31 aus der in Fig. 3 gezeigten Lage zunächst derart nach rechts verschoben, daß die Stütznasen 35 mit den in den Deckel 11′ eingearbeiteten Freisparungen 24 fluchten. Durch Weiterdrehen der Exzenter 41 werden sodann die Anschlagleisten 31 in Längsrichtung A des Kraftspannfutters 1 bewegt und die Stütznasen 35 werden in die Freisparungen 24 eingeführt. Bei dieser Bewegung werden die Keilstangen 16, da diese mit den Anschlagleisten 31 verhakt sind, mitgenommen, so daß deren Verzahnung 17 außer Eingriff mit der Verzahnung 14 der Grundbacken 13 kommt und diese aus der Nut 12 heraus­ genommen werden können. Nach einem Einsetzen einer ausge­ tauschten Grundbacke ist in umgekehrter Weise zu verfahren.

Durch die Gestaltung der Ausnehmung 37 als geneigt ver­ laufender Längsschlitz 38 ist in Verbindung mit dem Anschlag 39 ausgeschlossen, daß die Anschlagleisten 31 unbeabsichtigt verschoben werden und die Triebverbindung zwischen den Verzahnungen 17 und den Verzahnungen 12 und damit zwischen den Grundbacken 13 und dem Verstellglied 19 gelöst werden kann. Außerdem ist über die Stege 36 und die Gleitfläche 32′ die Keilstange 16 auf ihrer gesamten Länge am Futter­ körper 11 abgestützt.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 4 ist in die Keilstange 16 eine kreissegmentförmige Aussparung 27 eingearbeitet. Der exzentrische Ansatz 43 des Exzenters 41 kann somit nur in einer bestimmten Lage der Keilstange 16, in der die Aussparung 27 den Verstellweg des exzentrischen An­ satzes 43 freigibt, verdreht werden, da dieser sonst an der Keilstange 16 anstoßen würde. Zur weiteren Sicherung sind auf der der Verzahnung 17 gegenüberliegenden Seite an der Keilstange 16 Rastnasen 28 angeformt, die jeweils mit einer Schrägfläche 29 versehen sind. Die Keilstangen 17 sind demnach nur in Ausklinkstellung in Achsrichtung A des Kraftspannfutters 1 verstellbar, anderenfalls stützen sich die Rasthasen 28 an dem Deckel 11′ des Futterkörpers 11 ab.

Claims (10)

1. Spannfutter für Drehmaschinen mit in einem Futter­ körper radial verschiebbar geführten Grund- oder Spannbacken, die über Verzahnungen mit in tangential verlaufenden Aufnahmetaschen des Futterkörpers einge­ setzten und mit einem Verstellglied gekoppelten Keil­ stangen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Aufnahmetaschen (15) des Futterkörpers (11) jeweils eine Anschlagleiste (31) angeordnet ist,
daß die Anschlagleiste (31) und die Keilstange (16) einer Aufnahmetasche (15) in deren Längsrichtung verschiebbar ineinander geführt und in Richtung der Längsachse (A) des Spannfutters (1) zwangläufig mit­ einander verbunden sind und
daß die Anschlagleiste (31) eine oder mehrere ent­ gegengesetzt zu der Verzahnung (17) der Keilstange (16) abstehende Stütznasen (35) aufweist, die zum Ausklinken der Verzahnung (17) der Keilstange (16) aus der Verzahnung (14) der Grund- oder Spannbacke (13, 13′) mittels eines in die Anschlagleiste (31) eingreifenden Exzenters (41) in in den Futterkörper (11) oder in einen diesen abschließenden Deckel (11′) eingearbeitete Freisparungen (24) einführbar sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagleisten (31) und die Keilstangen (16) mittels an diesen angearbeiteten ineinander­ greifenden Hinterhakungen (Längsnut 34) in deren Längsrichtung verschiebbar und in Richtung der Längs­ achse (A) des Spannfutters (1) formschlüssig mit­ einander verbunden sind.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagleisten (31) im Querschnitt L-förmig ausgebildet sind, mit ihrem senkrecht zur Längsachse (A) des Kraftspannfutters (1) verlaufenden Schenkeln (32) jeweils an einer Keilstange (16) auf deren der Ver­ zahnung (17) gegenüberliegenden Seite anliegen und mit ihrem in Richtung der Verzahnung (17) sich er­ streckenden Steg (33) die Keilstangen (16) teilweise übergreifen.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütznasen (35) der Anschlagleisten (31) in Form von Stegen (36) an deren Schenkel (32), vor­ zugsweise gleichmäßig über deren Länge verteilt, angebracht sind.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Höhe der Stütznasen (35) bestimmte Verstellweg der Anschlagleisten (31) und der Keilstangen (16) mindestens der Höhe der Verzahnungen (14, 17) der Grund- oder Spannbacken (13, 13′) und der Keil­ stangen (16) entspricht.

6. Spannfutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (41) durch einen in einer Bohrung (25) des Futterkörpers (11) verdrehbar eingesetzten am äußeren Ende mit einer Schlüsselöffnung (44) ver­ sehenen Bolzen (42) und einem an dessen inneren Ende angebrachten exzentrischen Ansatz (43) gebildet ist und daß in den Steg (33) der Anschlagleiste (31) eine Ausnehmung (37) zur Aufnahme des exzentrischen Ansatzes (43) eingearbeitet ist.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Arretierung und Mitnahme der Anschlagleiste (31) in der einen Verstellrichtung die den exzentrischen Ansatz (43) des Exzenters (41) aufnehmende Ausnehmung (37) in Form eines geneigt verlaufenden Längsschlitzes (38) ausgebildet und zur Arretierung in der anderen Verstellrichtung die Anschlagleiste (31) mittels eines vorzugsweise einstellbaren Anschlages (39) an dem Futter­ körper (11) abgestützt ist.

8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstange (16) auf der dem Steg (33) der Anschlag­ leiste (31) zugekehrten Seite mit einer vorzugsweise kreissegmentförmig ausgebildeten offenen Aussparung (27) zur Aufnahme des verdrehbaren Ansatzes (43) des Exzenters (41) versehen ist.

9. Spannfutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilstange (16) auf der der Verzahnung (17) gegenüberliegenden Seite mit einer oder mehreren Rastnasen (28) versehen ist, die zusammen mit den Stütznasen (35) der Anschlagleiste (31) mittels des Exzenters (41) in die diese aufnehmenden Freisparungen (24) des Futter­ körpers (11) oder des diesen abschließenden Deckels (11′) einführbar sind.

10. Spannfutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (41) mittels einer mit dessen verdrehbar gelagerten Bolzen (42) zusammenwirkenden Federraste (45) arretierbar ist.