DE4025765C1

DE4025765C1 - Chuck body for lathe - has base jaw and adjustable clamping jaw with common drive

Info

Publication number: DE4025765C1
Application number: DE19904025765
Authority: DE
Inventors: Klaus Juergen Dr.-Ing. Benzinger; Wilfried Dr.-Ing. Lehmann; Carsten Dipl.-Ing. Stelzer; Achmed Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Schuele; Siegfried Dipl.-Ing. Kuhn; Hans Dipl.-Ing. Rentschler; Peter-Juergen Dr. 7320 Goeppingen De Kreher
Original assignee: Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1990-08-14
Publication date: 1991-10-02
Anticipated expiration: 2010-08-15

Abstract

The lathe chuck body includes a bare jaw and a clamping jaw which can adjust relative to the base jaw. To address it to the work, the basic jaw (1) and clamping jaw are powered radially within the body (2) over a wide clamping range, moving the clamping jaw for chucking over a relatively short path, with the base jaw remaining unchanged relative the chuck body. - The drives for the base jaw are coupled up so that all base jaws move the same amount in the addressing operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a chuck for machine tools according to the preamble of claim 1.

Dabei kann es sich auch um Spannfutter handeln, deren Betätigung - wie allgemein bekannt - durch eine axial bewegliche Zugstange der Werkzeugmaschine bewirkt wird. Es ist prinzipiell bekannt, bei Spanfutter die Zustellbewegung an das zu spannende Werkstück und die Spannbewegung der Spannelemente funktional zu trennen. So zeigt beispielsweise das Drehfutter EG-ES der Firma Röhm (Röhm: "Taschenbuch für Spannzeuge", Ausgabe 1973, Kapitel B, Seite B 39) ein Drehfutter, bei dem die Spannelemente aus Grundbacken und den eigentlichen Spannbacken bestehen. Mittels einer Gewindespindel wird dabei bei jedem einzelnen Spannelement zwecks Zustellung die Spannbacke radial bezüglich der Grundbacke verstellt. Beim Spannen wird in bekannter Weise der spiralverzahnte Ring, der mit allen Grundbacken kämmt, gedreht, und dadurch werden alle drei Grundbacken gleichmäßig radial verstellt und mit den Grundbacken die auf ihnen befestigten eigentlichen Spannbacken.It can also be a chuck whose Actuation - as is generally known - by an axially movable pull rod Machine tool is effected. In principle it is known with chuck the infeed movement to the workpiece to be clamped and the clamping movement functionally separate the clamping elements. So shows for example the lathe chuck EG-ES from Röhm (Röhm: "Taschenbuch für Spannzeuge", edition 1973, chapter B, Page B 39) a lathe chuck, in which the clamping elements Base jaws and the actual jaws exist. A threaded spindle is used for each one Clamping element for the radial delivery of the clamping jaw adjusted with respect to the base jaw. When tensioning is in known way the spiral toothed ring that with all Base jaws combs, rotated, and this turns all three Base jaws evenly adjusted radially and with the Base jaws the actual ones attached to them Jaws.

Eine ähnliche Konstruktion zeigt auch die DE-OS 32 33 917, bei der zusätzlich die an den Spannelementen im Betrieb der Maschine auftretenden Fliehkräfte durch parallele, axial bewegliche Ausgleichsgewichte kompensiert werden.A similar construction is also shown in DE-OS 32 33 917, in which additionally on the clamping elements in the operation of the Centrifugal forces occurring due to parallel, axial movable counterweights are compensated.

Naturgemäß soll bei einem Spannfutter der Einsatzbereich möglichst groß sein und somit der Spannbereich ebenfalls möglichst groß gehalten werden. Demgegenüber soll der bei der Spannung vollzogene Spannhub aus sicherheitstechnischen Gründen möglichst gering gehalten werden. Bei den bekannten Konstruktionen bedeutet dies, daß die eigentlichen Spannbacken bezüglich ihrer Grundbacken über einen weiten Bereich, den zu maximierenden Spannbereich, verstellbar sein müssen. Bereits dies führt - gerade in den Extremstellungen des Spannbereiches - zu einem ungünstigen Kraftfluß vom Werkstück über die Spannbacke, die Verstellspindel, die Grundbacke und die Spiralplatte in den Grundkörper.Naturally, the area of application is intended for a chuck be as large as possible and thus also the clamping range be kept as large as possible. In contrast, the the clamping stroke performed for safety reasons Reasons should be kept as low as possible. With the known This means that the actual constructions Jaws with respect to their base jaws over a wide range Range, the clamping range to be maximized, adjustable have to be. This already leads - especially in the Extreme positions of the clamping area - to an unfavorable Power flow from the workpiece via the clamping jaw Adjustment spindle, the base jaw and the spiral plate in the Basic body.

Weiterhin werden beim Stand der Technik bei der Zustellung und damit Einstellung des Spannfutters auf ein neues Werkstück an jedem Spannelement die Spannbacken jeweils einzeln gegenüber ihren Grundbacken verstellt, was aufgrund der manuellen Vorgehensweise nicht nur viel Zeit kostet, sondern auch keine allzu große Positioniergenauigkeit ermöglicht, da hierfür die Zustellung an allen vorhandenen Backen jeweils exakt gleich vorgenommen werden müßte.Furthermore, the prior art at Infeed and thus setting the chuck to on the workpiece on each clamping element what individually adjusted in relation to their base jaws due to the manual procedure not only a lot of time costs, but also not too big Positioning accuracy allows because the Delivery on all existing jaws exactly the same should be made.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einem gattungsgemäßen Spannfutter eine solche Trennung von Zustell- und Spannbewegung zu schaffen, die eine hohe Positioniergenauigkeit ermöglicht, formschlüssig arbeitet, stufenlos verstellbar und außerordentlich steif ist und darüber hinaus eine automatische Zustellung sowie eine aktive Werkstückpositionierung begünstigt.It is therefore an object of the invention, a in a generic chuck such separation of infeed and clamping movement to create a high Positioning accuracy enables, form-fitting work, is infinitely adjustable and extremely stiff and furthermore an automatic delivery as well as a active workpiece positioning favored.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in connection with the generic features by the features of the characterizing part of the Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments result itself from the subclaims.

Durch die gemeinsame Bewegung von Grundbacke und Spannbacke bei der Zustellung können diese so zueinander angeordnet werden, daß der Kraftfluß von der Spannbacke in die Grundbacke optimal läuft. Beim Spannen selbst wird von der Spannbacke ein geringfügiger Spannhub vollzogen, während die Grundbacke in ihrer Position bezüglich des Grundkörpers des Spannfutters unverändert bleibt. Die Positioniergenauigkeit, die durch unerwünschtes Spiel zwischen den einzelnen Komponenten gemindert wird, kann deshalb nur in geringerem Maß als bei den bekannten Konstruktionen auftreten, da beim Spannen nur eine Relativbewegung zwischen Spannbacke und Grundbacke erfolgt und nur dort Setzerscheinungen auftreten können, während bei den bekannten Konstruktionen diese sowohl zwischen Spannbacke und Grundbacke als auch zwischen Grundbacke und Spiralplatte auftreten können.By moving the base jaw and clamping jaw together when delivered, they can be arranged in relation to each other be that the power flow from the jaw into the Base jaw runs optimally. When tensioning itself from the Clamping jaw performed a slight clamping stroke while the base jaw in its position with respect to the base body of the chuck remains unchanged. The Positioning accuracy caused by unwanted play between the individual components can be reduced therefore only to a lesser extent than with the known ones Constructions occur because only a relative movement when tensioning between the clamping jaw and base jaw and only there Settlement symptoms can occur while in the known constructions both between the clamping jaw and base jaw as well as between base jaw and Spiral plate can occur.

Die Antriebe für die einzelnen Spannelemente können dabei sowohl mechanisch als auch elektrisch gekoppelt werden. Die mechanische Kopplung ist dann sinnvoll, wenn eine immer gleichmäßige Zustellbewegung aller Spannelemente eines Spannfutters gewünscht wird, also beispielsweise bereits genau vorbearbeitete Werkstücke aufgenommen werden sollen.The drives for the individual clamping elements can can be coupled both mechanically and electrically. The mechanical coupling makes sense if one always uniform feed movement of all clamping elements Chuck is desired, for example already precisely machined workpieces are to be included.

Sind dagegen auch unbearbeitete Werkstücke vom Spannfutter aufzunehmen, so empfiehlt sich eine elektrische Kopplung, wobei jedem Spannelement ein einzelner Motor als Antrieb zugeordnet ist, diese Motoren jedoch elektrisch gekoppelt sind, wobei die Korrelation zwischen den einzelnen Antrieben nicht unbedingt auf eine gleichmäßige Verstellung ausgerichtet sein muß, sondern Verstellungen in festen Verhältnissen zueinander etc. möglich sind, bedingt durch den jeweiligen Anwendungsfall.In contrast, are also unworked workpieces from the chuck record, an electrical is recommended Coupling, each clamping element being a single motor Drive is assigned to these motors, however, electrically are coupled, the correlation not necessarily to one between the individual drives uniform adjustment must be aligned, but Adjustments in fixed relationships to each other etc. are possible, depending on the respective application.

Bei einem Verstellantrieb der einzelnen Spannelemente mittels Elektromotoren empfiehlt sich der Einsatz von Schrittmotoren, da hierdurch bei automatischer Verstellung ohne zusätzliche Meßsysteme jederzeit die Position der Grundbacken bekannt ist und zusätzlich sehr leicht eine gewünschte Korrelation zwischen den Zustellbewegungen der einzelnen Grundbacken durch entsprechende Steuerung der einzelnen Schrittmotoren möglich ist. With an adjustment drive of the individual clamping elements the use of electric motors is recommended Stepper motors, because of this with automatic adjustment the position of the at any time without additional measuring systems Base jaws is known and in addition very easily one desired correlation between the delivery movements of the individual base jaws by appropriate control of the individual stepper motors is possible.

Vorteilhafterweise wird es sich bei der eigentlichen Spannbacke lediglich um eine relativ klein dimensionierte Spannplatte handeln, was eine Massenreduzierung des gesamten Spannelementes bedeutet und bei dem nur geringen durchzuführenden Spannhub eine einfache Konstruktion hinsichtlich der Bewegungsmöglichkeit der Spannplatte gegenüber der Grundbacke ermöglicht.It will be advantageous for the actual Clamping jaw only by a relatively small dimension Act clamping plate, which is a mass reduction of the entire clamping element means and with the only small a simple construction with regard to the possibility of movement of the clamping plate compared to the base jaw.

Die Spannplatte kann gegenüber der Grundbacke mittels eines in der Grundbacke gelagerten Arbeitskolbens beaufschlagt und bei entsprechend flexibler Befestigung bewegt werden, wobei der Arbeitskolben durch ein Druckmedium beaufschlagt wird, welches sich in dem Druckraum innerhalb der Grundbacke befindet. Zur Minimierung der Dichtungsprobleme dieses Hydraulikmediums innerhalb der Grundbacke wird nicht Hydrauliköl, sondern ein pastöses Medium verwendet, was außer einer besseren Abdichtung zusätzlich bei Verwendung mehrerer Arbeitskolben innerhalb einer Grundbacke eine gleichmäßige Krafteinleitung in die Arbeitskolben und damit in unterschiedliche Stellen der Spannplatte ermöglicht.The clamping plate can be compared to the base jaw by means of a loaded in the base jaw working piston and be moved with a correspondingly flexible attachment, wherein the working piston is acted upon by a pressure medium which is in the pressure chamber inside the base jaw located. To minimize the sealing problems this Hydraulic medium inside the base jaw will not Hydraulic oil, but a pasty medium used what in addition to a better seal when used several working pistons within a base jaw uniform application of force in the working piston and thus in allows different locations of the clamping plate.

Das Hydraulikmedium innerhalb der Grundbacke wird seinerseits wiederum durch andere Kolben unter Druck gesetzt, welche ebenfalls in der Grundbacke geführt werden. Obwohl diese Kolben durch viele bekannte Möglichkeiten, nämlich Zuführung eines weiteren Hydraulikmediums etc. beaufschlagt werden können, empfiehlt sich bei Einsatz eines solchen Spannfutters an einer Werkzeugmaschine, welche mit einer Zugstange zum Bewirken des Spannvorganges ausgerüstet ist, eine Bewegung dieser Kolben durch die Bewegung der Zugstange zu bewirken. Selbstverständlich können auch hier pro Spannelement mehr als ein Kolben vorhanden sein, wobei die Kolben vorzugsweise parallel wirken. The hydraulic medium inside the base jaw is in turn, under pressure from other pistons set, which are also guided in the base jaw. Although these pistons have many known ways, namely supply of another hydraulic medium etc. can be applied, is recommended during use of such a chuck on a machine tool, which with a pull rod to effect the tensioning process is equipped, a movement of these pistons through the To cause movement of the drawbar. Of course can also have more than one piston per clamping element be present, the pistons preferably acting in parallel.

Bei Betätigung mittels der Zugstange der Werkzeugmaschine sind die Kolben in den Grundbacken so anzuordnen, daß ihre Wirkrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Zugstange liegt.When operated using the drawbar of the machine tool the pistons are to be arranged in the base jaws so that their Direction of action parallel to the direction of movement of the drawbar lies.

Dann ist es möglich, die Axialbewegung der Zugstange in eine Axialbewegung der Kolben der Grundbacken umzusetzen, wobei deren Wirkrichtungen zwar parallel, jedoch gegenläufig sind. Zusätzlich muß berücksichtigt werden, daß dies unabhängig von der radialen Lage der Grundbacke und damit der zu beaufschlagenden Kolben möglich sein muß.Then it is possible to in the axial movement of the drawbar implement an axial movement of the pistons of the base jaws, their directions of action being parallel, however are opposite. In addition, it must be taken into account that this regardless of the radial position of the base jaw and so that the piston to be loaded must be possible.

Dies ist dadurch möglich, daß die Zugstange in an sich bekannter Weise über Keilhaken eine reine Radialbewegung eines keilförmigen Teils bewirkt. Wenn dieses keilförmige Teil auf der den Spannelementen zugewandten Stirnseite schräg ausgebildet ist und auf dieser schrägen Stirnfläche eine Relativbewegung zwischen dem keilförmigen Teil und einem Axialkeil möglich ist, so ergibt sich durch die Axialbewegung der Zugstange und die daraus folgende Radialbewegung des keilförmigen Teils eine reine Axialbewegung des Axialkeils. Besitzt dieser eine zur Symmetrieachse des Spannfutters senkrecht stehende Stirnseite in Richtung auf die Spannelemente, so kann er mit seiner Axialbewegung die Kolben der Grundbacken in jeder Radiallage der Grundbacken beaufschlagen.This is possible because the tie rod in itself known way a pure radial movement via wedge hook of a wedge-shaped part. If this is wedge-shaped Part on the front side facing the clamping elements is formed obliquely and on this oblique face a relative movement between the wedge-shaped part and an axial wedge is possible, it results from the Axial movement of the drawbar and the consequent Radial movement of the wedge-shaped part is a pure one Axial movement of the axial wedge. Does this have one Axis symmetry of the chuck Face towards the clamping elements, so it can with its axial movement the pistons of the base jaws in apply to each radial position of the base jaws.

Aus der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß ein Kraftmeßsystem zwischen Grundbacke und Spannbacke angeordnet werden kann, während dies bei den bekannten Systemen zwischen der Spiralplatte und der Grundbacke erfolgen müßte.The solution according to the invention also results in Advantage that a force measuring system between the base jaw and Clamping jaw can be arranged while this is in the known systems between the spiral plate and the Base jaw should be done.

Weiterhin kann in vorteilhafter Weise beim erfindungsgemäßen Spannfutter als Spannplatte eine flexible Spannplatte eingesetzt werden, also ein Element, welches sich unterschiedlichen Konturen der zu spannenden Werkstücke in gewissen Grenzen anpaßt.Furthermore, can advantageously in the chuck according to the invention as a clamping plate a flexible clamping plate be used, that is, an element that different contours of the workpieces to be clamped in adapts to certain limits.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein solches Kraftmeßsystem bei einer - vor allem manuellen und automatischen - Zustellung der Spannelemente gegen das Werkstück ebenfalls wirksam ist und dadurch bei der Zustellung eine definierte Vorspannung erzielt werden kann. Erst nach Erreichen eines Schwellenwertes der Anpreßkraft bzw. des Druckes am Werkstück bei der Zustellung wird diese beendet. Durch die Überwachung dieser Voraussetzung für alle vorhandenen Spannbacken eröffnet sich die Möglichkeit der Feinpositionierung eines nur grob eingelegten Werkstücks als Ergebnis des Zustellvorganges.Another advantage is that such Force measuring system in a - especially manual and automatic - delivery of the clamping elements against the Workpiece is also effective and therefore in the Infeed a defined preload can be achieved. Only after a contact pressure threshold is reached or the pressure on the workpiece during infeed completed. By monitoring this requirement for all existing jaws open up the possibility the fine positioning of a roughly inserted one Workpiece as a result of the infeed process.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment according to the invention is as follows described in more detail by way of example with reference to the schematic drawing. It shows

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Vierbackenfutters, welches auch für Drehmaschinen geeignet ist, Fig. 1 is a sectional view of a four-jaw chuck according to the invention which is also suitable for lathes,

Fig. 2 eine teilgeschnittene teilweise Frontansicht des Futters der Fig. 1, Fig. 2 is a partially sectioned partial front view of the chuck of FIG. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 is a partial section along the line AB of Fig. 1,

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie C-D gemäß Fig. 1, Fig. 4 is a partial section along line CD of FIG. 1,

Fig. 5 eine Einzeldarstellung eines Spannelementes des Futters, Fig. 5 is a detail view of a clamping element of the chuck,

Fig. 6 einen Teilschnitt entlang der Linie E-F gemäß Fig. 1, Fig. 6 shows a partial section along the line EF in FIG. 1,

Fig. 7 eine vergrößerte Detaildarstellung des mittleren Bereiches von Fig. 1 und Fig. 7 is an enlarged detail view of the central area of Fig. 1 and

Fig. 8 und 9 eine Gegenüberstellung des Kraftflusses im erfindungsgemäßen Futter gegenüber einem Futter mit Spindelantrieb. Fig. 8 and 9, a comparison of the power flow in the inventive lining against a lining with spindle drive.

Wie die Übersichtsdarstellungen der Fig. 1 und 2 zeigen, ist in den Fig. 1 bis 6 ein von der Planscheibe abgeleitetes Vierbackenfutter dargestellt, welches unter anderem auch für hohe Drehzahlen und damit für den Einsatz an Drehmaschinen geeignet ist.As the overview representations of FIGS. 1 and 2 show, 1 a derivative of the face plate Vierbackenfutter is shown in FIGS. To 6 shown, which is suitable inter alia for high speeds and therefore suitable for use on lathes.

Wie die Frontalansicht der Fig. 2 zeigt, stehen radial wirkende Grundbacken 1 unter einem Winkel von jeweils 90° zueinander und können über sehr große radiale Distanzen verfahren werden, wie Teleskopabdeckungen 30 erkennen lassen.As the front view of FIG. 2 shows, radially acting base jaws 1 are at an angle of 90 ° to each other and can be moved over very large radial distances, as can be seen from telescopic covers 30 .

Jede der Grundbacken 1 wird dabei über einen separaten Motor, hier einen Schrittmotor 62, längs des radialen Verstellweges separat und exakt steuerbar verfahren.Each of the base jaws 1 is moved separately and precisely controllably along the radial adjustment path by means of a separate motor, here a stepping motor 62 .

Von dieser Zustellbewegung völlig getrennt ist die Spannbewegung, bei der die Grundbacke 1 stillsteht und an jeder Grundbacke 1 als Spannbacke eine Spannplatte 20 nochmals um eine geringe Strecke radial nach innen, also in Richtung auf das nicht dargestellte Werkstück zu, bewegt wird.The clamping movement, in which the base jaw 1 stands still and on each base jaw 1 as a clamping jaw, a clamping plate 20 is again moved a small distance radially inwards, that is to say in the direction of the workpiece (not shown), is completely separated from this feed movement.

Es handelt sich somit um ein Spannfutter, dessen Backen sich während der Bearbeitung mit dem Werkstück mitdrehen und jeweils unabhängig voneinander eine Zustellbewegung sowie eine Spannbewegung durchführen können. It is therefore a chuck whose jaws rotate with the workpiece during machining and a delivery movement independently of each other and can perform a clamping movement.

Darüber hinaus ist die Spannplatte 20 einfach demontierbar und elastisch ausgebildet, um eine Anpassung an unterschiedliche Krümmungen des Werkstücks zu ermöglichen. Zusammen mit dem großen Verstellbereich der einzelnen Backen können damit z. B. zylindrische Werkstücke zwischen etwa 40 mm und etwa 250 mm Durchmesser mit ein und demselben Spannfutter gespannt werden.In addition, the clamping plate 20 is easily dismantled and designed to be elastic in order to allow adaptation to different curvatures of the workpiece. Together with the large adjustment range of the individual jaws, z. B. cylindrical workpieces between about 40 mm and about 250 mm in diameter can be clamped with one and the same chuck.

Die Spannbewegung wird durch die axiale (bezüglich der Symmetrieachse 99 desSpannfutters) Bewegung einer Zugstange 34 bewirkt, die bei vielen Drehmaschinen zur Betätigung von Keilhakenfuttern vorhanden ist. Das erfindungsgemäße Futter ist damit für die Nachrüstung gut geeignet.The clamping movement is brought about by the axial (with respect to the symmetry axis 99 of the chuck) movement of a pull rod 34 which is present in many lathes for actuating wedge-type chucks. The feed according to the invention is therefore well suited for retrofitting.

Wie Fig. 1 zeigt, wird das Spannfutter, das auf einem Grundkörper 2 aufgebaut ist, mittels eines Zwischenstücks 35 am Flansch 33 der Werkzeugmaschine bzw. der Hauptspindel einer Drehmaschine befestigt. Dies geschieht im vorliegenden Fall mittels Gewindebolzen, kann jedoch auch auf jede andere spielfreie Befestigungsart erfolgen. Innerhalb des hohlen Flansches 33 ist das Ende der Zugstange 34 zu erkennen, auf deren Stirnseite der sogenannte Keilhaken 9 verschraubt ist. Dieser kegelstumpfförmige Keilhaken 9 besitzt in an sich bekannter Weise entlang von vier symmetrisch über seinen Umfang verteilten Mantellinien T-förmige oder auf andere Art und Weise hinterschnittene Nuten 74. In diesen Nuten 74 laufen die entsprechend als Nutensteine geformten, radial nach innen gerichteten und entsprechend der Außenfläche des Keilhakens abgeschrägten Stirnseiten von Zwischenkeilen 10.As shown in FIG. 1, the chuck, which is built on a base body 2 , is fastened to the flange 33 of the machine tool or the main spindle of a lathe by means of an intermediate piece 35 . In the present case, this is done by means of threaded bolts, but can also be done in any other type of play-free fastening. Within the hollow flange 33 , the end of the pull rod 34 can be seen, on the end face of which the so-called wedge hook 9 is screwed. This truncated cone-shaped wedge hook 9 has, in a manner known per se, grooves 74 which are T-shaped or undercut in some other way along four surface lines distributed symmetrically over its circumference. In these grooves 74 the end faces of intermediate wedges 10 , which are correspondingly shaped as sliding blocks, are directed radially inward and are chamfered according to the outer surface of the wedge hook.

Bei einer axialen Bewegung der Zugstange 34 mit dem Keilhaken 9 werden wegen der Schräge der Außenfläche des Keilhakens 9 die Zwischenkeile 10 ausschließlich radial bewegt. Upon axial movement of the drawbar 34 with the wedge hook of the wedge hook 9 9 the intermediate wedges 10 are moved radially only because of the slope of the outer surface.

Die Stirnseite der Zwischenkeile 10, die in Richtung des Werkstücks weist, verläuft schräg zur Symmetrieachse, und auf dieser Stirnfläche sind wiederum - jeder Grundbacke zugordnet - vier Axialkeile 11 angeordnet, deren dem Werkstück zugewandte Stirnseiten 75 rechtwinklig zur Symmetrieachse 99 des Spannfutters stehen. Da diese Axialkeile 11 mit den nach innen gewandten Seiten axial beweglich, aber radial fest mit dem Grundkörper 2 über die Kontaktfläche 76 verbunden sind, bewirkt jedes Betätigen der Zugstange 34 eine Radialbewegung der Zwischenkeile 10 und in der Folge hiervon wiederum eine Axialbewegung der Axialkeile 11.The end face of the intermediate wedges 10 , which points in the direction of the workpiece, runs obliquely to the axis of symmetry, and four axial wedges 11 , whose end faces 75 facing the workpiece are at right angles to the axis of symmetry 99 of the chuck, are in turn arranged on this end face - assigned to each base jaw. Since these axial wedges 11 are axially movable with the inward-facing sides, but are radially fixedly connected to the base body 2 via the contact surface 76 , each actuation of the pull rod 34 brings about a radial movement of the intermediate wedges 10 and, as a result, an axial movement of the axial wedges 11 .

In axialer Richtung vor dieser Stirnseite 75 befindet sich jeweils die Grundbacke 1, an deren Rückseite in Fig. 1 ein Kolben 26 sichtbar ist.In the axial direction in front of this end face 75 is the base jaw 1 , on the rear side of which a piston 26 is visible in FIG. 1.

Wie Fig. 6 zeigt, handelt es sich dabei um zwei nebeneinander in axialer Richtung liegende Kolben 26, die in die hintere Stirnseite der Grundbacke 1 eingeschoben werden können und dadurch im Inneren der Grundbacke 1 einen Arbeitsdruck erzeugen. Die Axialbewegung der Kolben 26 wird durch die Axialbewegung jeweils eines Axialkeils 11 bewirkt, der mit seiner nach vorn gerichteten Stirnseite auf die hinteren Strinflächen der beiden Kolben 26 drückt. Die Kolben 26 sind zusammen mit den Grundbacken 1 radial verschiebbar, so daß die hintere Stirnfläche der Kolben 26 radial an der vorderen Stirnfläche 75 des Axialkeils 11 entlanggleiten kann.As shown in FIG. 6, these are two pistons 26 lying side by side in the axial direction, which can be pushed into the rear end face of the base jaw 1 and thereby generate a working pressure in the interior of the base jaw 1 . The axial movement of the pistons 26 is brought about by the axial movement of an axial wedge 11 , which presses with its front-facing end face onto the rear face of the two pistons 26 . The pistons 26 are radially displaceable together with the base jaws 1 , so that the rear end face of the pistons 26 can slide radially along the front end face 75 of the axial wedge 11 .

In Fig. 1 ist ferner ein Federstahlband 61 zu erkennen, welches mit seinem einen Ende an den Kolben 26 und mit dem anderen Ende mit dem Grundkörper 2 des Spannfutters verbunden ist und zwischen diesen beiden Befestigungspunkten eine in radialer Richtung liegende Schleife bildet, die in einer radialen Nut 78 in der Rückseite des Axialkeils 11 liegt. An diesem Federstahlband 61 sind hydraulische Leitungen 73 und elektrische Leitungen 80 befestigt, die vom Futtergrundkörper 2 zu dem Kolben 26, also der druckerzeugenden Einheit, an der Grundbacke 1 führen.In Fig. 1, a spring steel band 61 can also be seen, which is connected at one end to the piston 26 and at the other end to the base body 2 of the chuck and forms a radial loop between these two fastening points, which in a radial direction radial groove 78 lies in the back of the axial wedge 11 . Hydraulic lines 73 and electrical lines 80 are attached to this spring steel band 61 and lead from the base body 2 to the piston 26 , ie the pressure-generating unit, on the base jaw 1 .

Wie genauer in Fig. 3 zu erkennen, sind auf den Kolben 26 Dehnmeßstreifen 79 befestigt, welche den durch die Kolben 26 erzeugten Druck auf Grund seiner Verformung als elektrisches Signal angeben, welches über die elektrischen Leitungen 80 zu einer nicht dargestellten Regelungs- und Steuereinheit der Werkzeugmaschine geführt werden kann.As can be seen more precisely in FIG. 3, strain gauges 79 are attached to the pistons 26 , which indicate the pressure generated by the pistons 26 due to its deformation as an electrical signal which is sent via the electrical lines 80 to an open-loop and closed-loop control unit of the Machine tool can be guided.

Jeder Kolben 26 weist dabei zwei Zonen unterschiedlichen Durchmessers auf, wobei der größere Durchmesser im Arbeitsraum der Grundbacke 1 den Druck erzeugt, während die Dehnmeßstreifen 79 auf dem kleineren Durchmesser befestigt sind. Damit wird eine Beschädigung der Dehnmeßstreifen 79 durch die Grundbacke 1 bei relativer Bewegung der Kolben 26 zur Grundbacke 1 vermieden.Each piston 26 has two zones of different diameters, the larger diameter in the working space of the base jaw 1 generating the pressure, while the strain gauges 79 are fastened to the smaller diameter. This prevents damage to the strain gauges 79 by the base jaw 1 when the pistons 26 move relative to the base jaw 1 .

Die elektrischen Leitungen 80 sind in regelmäßigen Abständen an dem Federstahlband 61 befestigt, welches aufgrund seiner Reißfestigkeit und Führung in der Nut 78 auch bei hohen Drehzahlen seine Lage beibehält und damit ein Beschädigen, Durchscheuern etc. der darauf befestigten elektrischen Leitungen 80 verhindert.The electrical lines 80 are fastened at regular intervals to the spring steel band 61 , which, due to its tear resistance and guidance in the groove 78 , maintains its position even at high speeds and thus prevents damage, fraying, etc. of the electrical lines 80 fastened thereon.

Der in den Backen 1 erzeugte Druck wird ausschließlich zum Spannen verwendet. Hierfür sind lediglich geringe axiale Bewegungen notwendig, welche nur ein Teil an der Grundbacke 1 durchführt, wie im folgenden gezeigt wird. Zusätzlich - und gänzlich unabhängig von der Spannbewegung - kann die Grundbacke 1 über einen großen Weg radial verfahren werden, um ihre Lage an den Durchmesser der einzuspannenden Werkstücke anzupassen. Hierdurch wird eine Zustellfunktion und, wie im folgenden zu zeigen ist, auch eine Bestimmfunktion der Grundbacke 1 ermöglicht.The pressure generated in the jaws 1 is used exclusively for clamping. For this, only slight axial movements are necessary, which only a part of the base jaw 1 performs, as will be shown in the following. In addition - and completely independently of the clamping movement - the base jaw 1 can be moved radially over a large distance in order to adapt its position to the diameter of the workpieces to be clamped. This enables an infeed function and, as will be shown below, a determination function of the base jaw 1 .

Der Verstellmechanismus für die Grundbacken 1 ist in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt:The adjustment mechanism for the base jaws 1 is shown in FIGS. 1, 2 and 3:

Die Grundbacke 1 ist radial verfahrbar und weist zu diesem Zweck beidseitig vorstehende Führungsnasen 81 auf, die in entsprechenden Nuten 82 des Grundkörpers 2 geführt sind. Die Führungsnasen 81 liegen dabei an den zum Werkstück zu- und von dem Werkstück abgewandten Seiten an den Wänden der Nut 82 möglichst spielfrei an, so daß die Grundbacke 1 die am freien Ende durch das Werkstück eingebrachten Kräfte momentensteif aufzunehmen vermag. Zwischen dem äußeren Rand des Spannfutters und dem äußeren Rand der Grundbacke 1 ist dabei die in Fig. 1 und 2 sichtbare Teleskopabdeckung 30 montiert, die beim Verfahren der Grundbacke 1 in Richtung auf die Symmetrieachse 99 des Spannfutters die ansonsten freiliegenden Führungen, also die Nuten 82, abdeckt.The base jaw 1 can be moved radially and for this purpose has guide lugs 81 projecting on both sides, which are guided in corresponding grooves 82 in the base body 2 . The guide lugs 81 rest on the sides facing away from the workpiece and away from the workpiece against the walls of the groove 82 with as little play as possible, so that the base jaw 1 is able to absorb the forces introduced by the workpiece at the free end with a high level of torque. Between the outer edge of the chuck and the outer edge of the base jaw 1 while the visible in Fig. 1 and 2 the telescopic cover 30 is mounted, which in the process of the base jaw 1 in the direction of the symmetry axis 99 of the chuck the otherwise exposed guides, that is, the grooves 82 , covers.

Jede der Grundbacken 1 wird durch einen zugeordneten separaten Schrittmotor 62 (siehe Fig. 2) unabhängig von den anderen Grundbacken angesteuert und in radialer Richtung verfahren. Dadurch ist auch ein unsymmetrisches Einspannen eines Werkstücks bzw. das zentrische Einspannen eines unsymmetrischen Werkstücks möglich. Zu diesem Zweck ist an der Grundbacke 1 gegen die Symmetrieachse 99 zugewandt eine Hohlschraube 4 angeordnet, die auf ihrer zylindrischen Außenfläche mit einem Gewinde versehen ist. Beide zusammen bilden das Spannelement 13.Each of the base jaws 1 is controlled by an associated separate stepper motor 62 (see FIG. 2) independently of the other base jaws and moved in the radial direction. As a result, an asymmetrical clamping of a workpiece or the central clamping of an asymmetrical workpiece is also possible. For this purpose, a hollow screw 4 is arranged on the base jaw 1 facing the axis of symmetry 99 and is provided with a thread on its cylindrical outer surface. Both together form the clamping element 13 .

Diese Hohlschraube 4 ist mit einer Stirnseite frei drehbar in der radialen Innenseite der Grundbacke 1 gelagert und besitzt eine zentrische Bohrung, die mit einem Keilwellenprofil versehen ist und mit einer etwas größeren Durchgangsbohrung in der Grundbacke 1 fluchtet. Eine Keilwelle 5 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung der Grundbacke 1 und die hierzu passende innere Keilwellenverzahnung der Hohlschraube 4 vom Außenrand des Spannfutters radial bis in die Nähe der Symmetrieachse 99 des Spannfutters.This banjo bolt 4 is freely rotatably supported with an end face in the radial inside of the base jaw 1 and has a central bore which is provided with a spline profile and is aligned with a somewhat larger through hole in the base jaw 1 . A spline shaft 5 extends through the through hole of the base jaw 1 and the matching inner spline toothing of the hollow screw 4 from the outer edge of the chuck radially to the vicinity of the axis of symmetry 99 of the chuck.

Wird nun die Keilwelle 5 in Drehung versetzt, so steht diese mit der inneren Keilverzahnung der Hohlschraube 4 im Eingriff, welche durch die Drehbewegung über ihre Außenverzahnung entlang einer entsprechenden Innenverzahnung im Grundkörper 2 (siehe Fig. 3) in radialer Richtung des Spannfutters verschraubt wird. Da die Hohlschraube 4 mit der Grundbacke 1 frei drehend, aber axial nicht lösbar verbunden ist, wird hierdurch auch die Grundbacke 1 radial verfahren.If the spline shaft 5 is now set in rotation, it is in engagement with the internal spline of the hollow screw 4 , which is screwed in the radial direction of the chuck by the rotational movement via its external toothing along a corresponding internal toothing in the base body 2 (see FIG. 3). Since the hollow screw 4 is connected to the base jaw 1 in a freely rotating but axially non-releasable manner, the base jaw 1 is also moved radially.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Keilwellen 5 am Außenrand des Spannfutters in einem Lager 59 und am innenliegenden Ende in einer Lagereinheit 56 gelagert, welche sowohl ein Axial- als auch ein Radiallager umfaßt und über Tellerfedern 53 vorgespannt wird. Am radial äußeren Ende der Keilwelle 5 ist diese drehfest mit einem Zahnrad 7 verbunden, welches über eine Umfangsverzahnung mit einem kleineren Zahnrad 8 kämmt, welches vom Schrittmotor 62, der in Fig. 2 zu erkennen ist, angetrieben wird.As shown in FIG. 1, the spline shafts 5 are mounted on the outer edge of the chuck in a bearing 59 and on the inner end in a bearing unit 56 , which comprises both an axial and a radial bearing and is preloaded via plate springs 53 . At the radially outer end of the spline shaft 5 , it is connected in a rotationally fixed manner to a toothed wheel 7 which meshes with a smaller toothed wheel 8 via a circumferential toothing which is driven by the stepper motor 62 , which can be seen in FIG. 2.

Damit wird jede Grundbacke 1 von einem separaten Schrittmotor 62 angetrieben, wobei Grundbacke 1 und Antrieb im Betrieb mit dem Werkstück und dem Grundkörper 2 des Spannfutters rotieren. In Fig. 1 ist mit strichpunktierten Linien die im Betrieb vorhandene Abdeckung des Zahnradantriebes für die Keilwelle 5 dargestellt.Each base jaw 1 is thus driven by a separate stepper motor 62 , the base jaw 1 and drive rotating in operation with the workpiece and the base body 2 of the chuck. In Fig. 1, the existing cover of the gear drive for the spline shaft 5 is shown with dash-dotted lines.

Diese Art der Radialverstellung der Grundbacke 1 bietet gegenüber einem Antrieb, bestehend aus Spindel und Spindelmutter, wie er beispielsweise vom Schlittenantrieb einer Werkzeugmaschine her bekannt ist, deutliche Vorteile hinsichtlich der Krafteinleitung, wie in dem Vergleich des Kraftflusses gemäß Fig. 8 und 9 dargestellt: Fig. 9 zeigt eine Grundbacke 1, die ein Innengewinde besitzt, in welcher sich eine Spindel 83 dreht, wodurch die Backe 1 längs der Spindel 83 verfahren wird. Bei gespanntem Werkstück geschieht die Krafteinleitung vom Werkstück in das freie Ende der Backe und von dort in die Gewindespindel 83. Weiter verläuft der Kraftfluß über die gesamte Länge der Gewindespindel 83 bis zu deren Lagerung am Ende, wo die Kraft über die Lagerung in den Grundkörper 2 eingeleitet wird.This type of radial adjustment of the base jaw 1 offers over a drive, consisting of spindle and spindle nut, as is known for example from the carriage drive of a machine tool forth significant advantages in terms of introduction of force, as in the comparison of the power flow according to FIG 8 and 9: Fig. . 9 shows a base jaw 1, which has an internal thread, in which a spindle 83 rotates, the procedure whereby the jaw 1 along the spindle 83. When the workpiece is clamped, the force is introduced from the workpiece into the free end of the jaw and from there into the threaded spindle 83 . The force flow continues over the entire length of the threaded spindle 83 until it is supported at the end, where the force is introduced into the base body 2 via the bearing.

Demgegenüber wird bei der vorliegenden Konstruktion gemäß Fig. 8 die Kraft ebenfalls vom Werkstück über die Kontaktfläche in das freie Ende der Grundbacke 1 eingeführt. Von dort verläuft der Kraftfluß weiter in die Hohlschraube 4, die sich unmittelbar an der Grundbacke 1 befindet, und von dort direkt in den Grundkörper 2, da die in Fig. 8 nicht dargestellte Keilwelle in der Hohlschraube 4 längsverschieblich ist und damit keine Kräfte in Richtung der Keilwelle aufgenommen werden können.In contrast, in the present construction according to FIG. 8, the force is also introduced from the workpiece via the contact surface into the free end of the base jaw 1 . From there, the power flow continues into the banjo bolt 4 , which is located directly on the base jaw 1 , and from there directly into the base body 2 , since the spline shaft, not shown in FIG. 8, is longitudinally displaceable in the banjo bolt 4 and therefore no forces in the direction the spline can be accommodated.

Ein Vergleich von Fig. 8 und Fig. 9 zeigt anschaulich, daß der Kraftfluß bei der vorliegenden Konstruktion nicht nur kürzer ist, sondern auch kritische Krafteinleitungspunkte wie aus Abmessungsgründen relativ klein dimensionierte Lager der Gewindespindel etc. vermeidet. Auch der aus Gewichts- und Abmessungsgründen möglichst klein gehaltene Materialquerschnitt der Gewindespindel 83 wird nicht durch die Spannkräfte beaufschlagt. Die bei der vorliegenden Konstruktion an dieser Stelle eingesetzte Keilwelle kann damit so klein wie möglich dimensioniert werden, sofern ausreichend hohe Drehkräfte zum Antrieb der Hohlschraube 4 aufgebracht werden können, die jedoch nicht die Spannkraft überwinden müssen, sondern lediglich zum Verstellen und gegebenenfalls bis zum Anschlag am Werkstück eine definierte Bestimmkraft aufbringen müssen, die eine ausreichende Anlage der Backe am Werkstück zum Ausdruck bringen, so daß die Verstellbewegung hierauf beendet wird.A comparison of FIG. 8 and FIG. 9 clearly shows that the force flow in the present construction is not only shorter, but also avoids critical force introduction points such as bearings of the threaded spindle, etc., which are of relatively small dimensions for dimensional reasons. Even the material cross section of the threaded spindle 83 , which is kept as small as possible for reasons of weight and dimensions, is not acted upon by the clamping forces. The spline shaft used at this point in the present construction can thus be dimensioned as small as possible, provided that sufficiently high rotational forces can be applied to drive the banjo bolt 4 , which, however, do not have to overcome the clamping force, but only for adjustment and possibly up to the stop on Workpiece must apply a defined determining force, which express an adequate contact of the jaw on the workpiece, so that the adjustment movement is then ended.

Da die Schrittmotoren 62 zum Verstellen der Grundbacken 1 ihre Lage bezüglich des Grundkörpers 2 nicht ändern, ist die Energiezufuhr über elektrische Leitungen trotz Rotation der gesamten Einheit unproblematisch.Since the stepping motors 62 for adjusting the base jaws 1 do not change their position with respect to the base body 2 , the energy supply via electrical lines is unproblematic despite the rotation of the entire unit.

Die Grundbacke 1 wird nun so weit in Richtung auf das Werkstück verfahren, bis dieses gegen die Spannplatte 20 drückt, die Spannplatte 20 sich dadurch gegen eine mittlere Zunge 17 legt und diese sich wiederum am Grundkörper der Grundbacke 1 abstützt. Ist an einer dieser Kontaktstellen ein Kraftmeßsystem installiert oder am Antriebsmotor eine Steuerung der elektrischen Parameter vorhanden, so kann die Zustellbewegung bei einer definierten Anpreßkraft beendet werden.The base jaw 1 is now moved in the direction of the workpiece until it presses against the clamping plate 20 , the clamping plate 20 thereby lies against a central tongue 17 and this is in turn supported on the base body of the base jaw 1 . If a force measuring system is installed at one of these contact points or if the electrical parameters are controlled on the drive motor, the infeed movement can be ended at a defined contact pressure.

Anschließend wird die Spannbewegung selbst nicht von der Grundbacke 1 durchgeführt, sondern von der an ihr angebrachten Spannplatte 20. Diese wird durch die freien Enden von drei als Stempel zur Druckbeaufschlagung dienenden beweglichen Zungen 17, 18, 19 von ihrer Rückseite her beaufschlagt, welche wiederum durch Arbeitskolben 14, 15, die innerhalb der Grundbacke 1 gelagert sind und durch den von den Kolben 26 erzeugten Druck aktiviert werden, beaufschlagt werden.Then the clamping movement itself is not carried out by the base jaw 1 , but by the clamping plate 20 attached to it. This is acted upon by the free ends of three movable tongues 17, 18, 19 serving as pressurizing pistons, which in turn are actuated by working pistons 14, 15 which are mounted within the base jaw 1 and by the pressure generated by the pistons 26 be activated, acted upon.

In der Ansicht der Fig. 2 und als Detaildarstellung in Fig. 5 ist die Spannplatte 20 in Richtung der Symmetrieachse 99 des Spannfutters dargestellt. Die dem (nicht dargestellten) Werkstück zugewandte Vorderseite 65 der Spannplatte 20 ist eben, während die Rückseite entsprechend der Krafteinleitung durch die Zungen 17, 18 und 19 angepaßt ist: Im Bereich der Krafteinleitung durch diese Zungen 17, 18, 19 weist die Spannplatte 20 einen wesentlich dickeren Querschnitt auf, während zwischen den Krafteinleitungsbereichen bzw. -flächen 72 der Querschnitt gering gehalten wurde, um eine ausreichende Elastizität der Spannplatte 20 zur Anpassung an die Außenkontur des zu spannenden Werkstücks zu ermöglichen. Die hier dargestellte Spannplatte mit ebener Vorderseite 65 ist zum Spannen von Körpern mit relativ großem Außendurchmesser und im Spannbereich geringem Krümmungsradius vorgesehen. Bei kleinen Werkstücken mit großem Krümmungsradius kann die Vorderseite 65 konkav ausgebildet sein, jedoch mit etwas größerem Krümmungsradius, so daß bei radialem Verstellen der Grundbacke 1 die Spannplatte 20 immer zuerst mit dem mittleren Bereich das Werkstück berührt.In the view of FIG. 2 and as a detailed representation in FIG. 5, the clamping plate 20 is shown in the direction of the axis of symmetry 99 of the chuck. The front 65 of the clamping plate 20 facing the workpiece (not shown) is flat, while the rear is adapted in accordance with the introduction of force by the tongues 17, 18 and 19 : in the region of the introduction of force by these tongues 17, 18, 19 , the clamping plate 20 has one substantially thicker cross-section, while the cross-section between the force introduction areas or surfaces 72 was kept small in order to allow sufficient elasticity of the clamping plate 20 to adapt to the outer contour of the workpiece to be clamped. The clamping plate shown here with a flat front side 65 is provided for clamping bodies with a relatively large outside diameter and a small radius of curvature in the clamping area. In the case of small workpieces with a large radius of curvature, the front side 65 can be concave, but with a somewhat larger radius of curvature, so that when the base jaw 1 is adjusted radially, the clamping plate 20 always first contacts the workpiece with the central region.

In der Ansicht der Fig. 2 und 5 ist zu erkennen, daß die Vorderseite 66 der mittleren Zunge 17 eben ausgebildet ist und analog hierzu in diesem Berich auch die die Krafteinleitungsfläche 72 bildende Rückseite der Spannplatte 20. Beide sind durch einen in Fig. 5 nur angedeuteten Stecker 21 lose und leicht lösbar miteinander verbunden, wie auch in Fig. 1 zu erkennen.In the view of FIGS. 2 and 5 it can be seen that the front side 66 of the middle tongue 17 is flat and, analogously to this, also the rear side of the clamping plate 20 forming the force introduction surface 72 . Both are loosely and easily detachably connected to one another by a plug 21 only indicated in FIG. 5, as can also be seen in FIG. 1.

In Blickrichtung der Symmetrieachse 99 des Spannfutters, also den Darstellungen der Fig. 2 und 5, gesehen, sind dagegen die Vorderseiten 67 der äußeren Zungen 18, 19 konvex ballig ausgebildet, und analog hierzu ist die Rückseite der Spannplatte 20 in diesem Bereich - d. h. an den Krafteinleitungsflächen 72 - konkav ballig. Dadurch ist eine Schrägstellung der Spannplatte 20 zu der in Fig. 5 strichpunktiert eingezeichneten Symmetrielinie der Grundbacke 1 möglich, wie sie auftritt, wenn die Spannfläche des Werkstücks in diesem Bereich schräg zu dieser Symmetrielinie steht. Da die äußeren Zungen 18 und 19 mit annähernd der gleichen Kraft beaufschlagt werden, ist bei schräger Werkstückoberfläche eine der beiden Zungen 18, 19 weiter in Richtung auf den Werkstückmittelpunkt vorgeschoben als die andere der äußeren Zungen, wobei sich jedoch aufgrund der balligen Vorderseiten 67 immer die gleiche Größe einer Kontaktfläche und damit die gleiche Flächenpressung zwischen den Vorderseiten 67 der äußeren Zungen 18 und 19 und den entsprechenden Berichen der Rückseite der Spannplatte 20 ergibt.On the other hand, when viewed in the direction of the axis of symmetry 99 of the chuck, that is to say the representations of FIGS. 2 and 5, the front sides 67 of the outer tongues 18, 19 are convexly spherical, and analogously to this, the rear side of the clamping plate 20 is in this area - ie on the force application surfaces 72 - concave crowned. This makes it possible to position the clamping plate 20 at an angle to the line of symmetry of the base jaw 1 shown in broken lines in FIG. 5, as occurs when the clamping surface of the workpiece is at an angle to this line of symmetry in this area. Since the outer tongues 18 and 19 are subjected to approximately the same force, one of the two tongues 18, 19 is pushed further toward the center of the workpiece than the other of the outer tongues when the workpiece surface is inclined, but due to the convex front sides 67 , the same size of a contact surface and thus the same surface pressure between the front sides 67 of the outer tongues 18 and 19 and the corresponding areas of the back of the clamping plate 20 results.

Das Beaufschlagen der beiden äußeren Zungen 18 und 19 mit gleicher Kraft wird durch Kraftverteilung mittels einer mechanischen Wippe 16 erreicht, die am besten in Fig. 2 zu erkennen ist. Diese Wippe 16 ist an ihrer Rückseite 69 konkav ballig ausgeformt und wird mittig von einem inneren Arbeitskolben 14 beaufschlagt, dessen der Wippe 16 zugewandte Stirnseite entsprechend konvex ballig geformt ist. Ist eine Schrägstellung der Spannplatte 20 erforderlich, so ergibt sich eine seitliche Auslenkung der Wippe 16 auf der balligen Kontaktfläche gegenüber dem inneren Arbeitskolben 14 und damit eine Schrägstellung der Wippe, wodurch jedoch die unterschiedlich weit vorstehenden äußeren Zungen 18 und 19 mit der gleichen Kraft beaufschlagt werden.The application of the same force to the two outer tongues 18 and 19 is achieved by force distribution by means of a mechanical rocker 16 , which can best be seen in FIG. 2. This rocker 16 has a concave, spherical shape on its rear side 69 and is acted upon in the center by an inner working piston 14 , the end face of which facing the rocker 16 has a convex, spherical shape. If an inclined position of the clamping plate 20 is required, there is a lateral deflection of the rocker 16 on the spherical contact surface with respect to the inner working piston 14 and thus an inclined position of the rocker, whereby, however, the outer tongues 18 and 19 projecting to different extents are subjected to the same force .

Demgegenüber wird, wie in Fig. 1 dargestellt, die mittlere Zunge 17 unmittelbar von einem Arbeitskolben 15 beaufschlagt, welcher koaxial ringförmig um den inneren Arbeitskolben 14 herum angeordnet ist und seitliche Aussparungen aufweist, in denen die Wippe 16 und die äußeren Zungen 18 und 19 zu liegen kommen. Der ringförmige äußere Arbeitskolben 15 ist auf der Außenseite in der Grundbacke 1 geführt und liegt ebenso wie der innenliegende Arbeitskolben 14 im gleichen Druckraum, wird also durch den von den Kolben 26 an der hinteren Stirnseite der Grundbacke 1 erzeugten Arbeitsdruck beaufschlagt. Das Verhältnis zwischen den durch die äußeren Zungen 18 und 19 und den durch die mittlere Zunge 17 aufgebrachten Kräften wird durch das Verhältnis der Stirnseiten des inneren und des äußeren Arbeitskolbens 14 und 15 festgelegt und kann je nach Anwendungsfall hierdurch variiert werden. Im vorliegenden Fall hat der innere Kolben 14 eine um etwa ¹/₃ größere Stirnfläche als der äußere ringförmige Arbeitskolben 15, woraus sich wegen der Verteilung der Kraft des inneren Arbeitskolbens 14 auf zwei außenliegende Zungen 18, 19 ergibt, daß die innere Zunge 17 mit einer um etwa 50% höheren Kraft beaufschlagt wird als die beiden äußeren Zungen 18 und 19.In contrast, as shown in FIG. 1, the middle tongue 17 is acted upon directly by a working piston 15 which is arranged coaxially in a ring around the inner working piston 14 and has lateral recesses in which the rocker 16 and the outer tongues 18 and 19 are closed come to lie. The annular outer working piston 15 is guided on the outside in the base jaw 1 and, like the inside working piston 14, lies in the same pressure chamber, so it is acted upon by the working pressure generated by the pistons 26 on the rear end face of the base jaw 1 . The ratio between the forces exerted by the outer tongues 18 and 19 and the forces exerted by the middle tongue 17 is determined by the ratio of the end faces of the inner and outer working pistons 14 and 15 and can be varied thereby depending on the application. In the present case, the inner piston 14 has an approximately ½ / ₃ larger end face than the outer annular working piston 15 , which results from the distribution of the force of the inner working piston 14 on two outer tongues 18, 19 that the inner tongue 17 with a is applied by about 50% higher force than the two outer tongues 18 and 19 .

Fig. 4 zeigt ebenso wie Fig. 1 die Verschraubung der beiden äußeren Zungen 18 und 19 mittels Schrauben 100 an der Grundbacke 1, wobei diese Verschraubung auf der vom Werkstück abgewandten Seite der Keilwelle 5 liegt. Demgegenüber befindet sich jedoch die Nut 82 im Grundkörper 2 zur Führung der Führungsnasen 81 der Backe 1 relativ nahe in Richtung auf das Werkstück, um den Hebelarm zwischen der Krafteinleitungsstelle vom Werkstück in die Backe und der das Drehmoment aufnehmenden Nut 82 möglichst gering zu halten. In Fig. 4 sind ferner die Wippe 16 sowie die Auflageflächen des äußeren ringförmigen Kolbens 15 auf der mittleren Zunge 17 zu erkennen. Ebenso zeigt Fig. 4 den Querschnitt des Steckers 21 in der mittleren Zunge 17, und zwar etwa in der Mitte der frei auskragenden Länge der Grundbacke 1, während demgegenüber der Mittelpunkt der Arbeitskolben 14 und 15 etwas zurückversetzt, aber noch außerhalb des Grundkörpers 2 liegt. Der Mittelpunkt ist dabei etwa doppelt so weit von der Nut 82 zur Radialführung der Backe entfernt wie von der Mitte des Steckers 21, die den Krafteinleitungspunkt vom Werkstück in die Spannplatte 20 darstellt. Fig. 4 the screw 1 of the two outer tongues shows as well as Fig. 18 and 19 by means of screws 100 on the base jaw 1, wherein said screw is located on the side remote from the workpiece side of the wedge shaft 5. In contrast, however, the groove 82 in the base body 2 for guiding the guide lugs 81 of the jaw 1 is relatively close in the direction of the workpiece in order to keep the lever arm between the force introduction point from the workpiece into the jaw and the groove 82 receiving the torque as small as possible. In FIG. 4, further, the rocker 16 and the bearing surfaces of the outer annular plunger 15 on the central tongue 17 can be seen. Likewise, Fig. 4 shows the cross section of the plug 21 in the central tongue 17, approximately in the center of the freely projecting length of the base jaw 1, while in contrast, the center of the working pistons 14 and 15 back a little, but is still outside of the body 2. The center point is about twice as far from the groove 82 for radial guidance of the jaw as from the center of the plug 21 , which represents the point of force introduction from the workpiece into the clamping plate 20 .

In Fig. 1 und 7 ist ferner eine Verjüngung 57 im Querschnitt der mittleren Zunge 17 dargestellt, welche eine erhöhte Elastizität der Zunge in diesem Bereich ergibt und damit die Funktion eines mechanisch ausgebildeten Biegegelenks erfüllt.In Fig. 1 and 7 is also a taper 57 shown in cross-section of the central tongue 17, which results in an increased elasticity of the tongue in this area and thus the function of a mechanically formed flexure met.

Ebenso wie in den Fig. 2 und 5 die Balligkeit dert Vorderseiten des inneren Arbeitskolbens 14 sowie der äußeren Zungen 18 und 19 zu erkennen ist, zeigt die Ansicht der Fig. 1, also quer zur Symmetrieachse 99, eine Krümmung der Vorderseite der mittleren Zunge 17. Hieran angepaßt ist eine konkav ballige Rückseite der Spannplatte 20 im Bereich des Kontaktes mit der Vorderseite der mittleren Zunge 17. Fig. 1 zeigt auch den Stecker 21, der aus der Rückseite der Spannplatte 20 hervorragt und in eine entsprechende Bohrung 84 in der mittleren Zunge 17 gedrückt werden kann. Die Bohrung 84 weitet sich nach außen kegelförmig auf, und nach Überwindung einer Engstelle vergrößert sich auch der Querschnitt zum Inneren der mittleren Zunge 17.Just as in FIGS . 2 and 5, the crowning of the front sides of the inner working piston 14 and the outer tongues 18 and 19 can be seen, the view of FIG. 1, that is to say transversely to the axis of symmetry 99 , shows a curvature of the front of the central tongue 17 . Adapted to this is a concave, spherical rear side of the clamping plate 20 in the region of contact with the front side of the central tongue 17 . Fig. 1 also shows the plug 21 , which protrudes from the back of the clamping plate 20 and can be pressed into a corresponding hole 84 in the middle tongue 17 . The bore 84 widens outwards in a conical shape, and after a narrow point has been overcome, the cross section to the inside of the central tongue 17 also increases .

Der Stecker 21 ist in Längsrichtung von seinem freien Ende her eingeschnitten, wobei das freie Ende annähernd kugelförmig ausgebildet ist. Beim Einschieben des freien Endes des Steckers 21 in die Öffnung 84 (Fig. 7) in der mittleren Zunge 17 wird durch das Zusammendrücken des geschlitzten Steckers 21 die Engstelle in der Öffnung 84 überwunden und durch das anschließende Aufspreizen aufgrund der Materialelastizität des Steckers 21 dieser samt Spannplatte 20 auch entgegen der Schwerkraft an der mittleren Zunge 17 gehalten. Dies ist ausreichend, da bei Beaufschlagung der Spannplatte 20 mit der Spannkraft diese gegen die konvex ballige Fläche der Zunge 17 gedrückt wird, was durch die Fliehkräfte noch erhöht wird. Durch die einfache Ausbildung der Steckverbindung zwischen der Spannplatte 20 und der mittleren Zunge 17 ist ein einfaches und auch automatisches Wechseln der Spannplatten 20 möglich, welche in Anpassung an die zu spannenden Werkstückkonturen gewechselt werden kann. The plug 21 is cut in the longitudinal direction from its free end, the free end being approximately spherical. When the free end of the plug 21 is inserted into the opening 84 ( FIG. 7) in the middle tongue 17 , the narrowed part in the opening 84 is overcome by compressing the slotted plug 21 and then expanded by the subsequent expansion due to the material elasticity of the plug 21 Clamping plate 20 also held against the force of gravity on the central tongue 17 . This is sufficient because when the clamping plate 20 is acted upon by the clamping force, it is pressed against the convex spherical surface of the tongue 17 , which is further increased by the centrifugal forces. The simple design of the plug connection between the clamping plate 20 and the central tongue 17 enables simple and also automatic changing of the clamping plates 20 , which can be changed in adaptation to the workpiece contours to be clamped.

In Fig. 1 und ebenso in Fig. 2 ist ferner ein Längsanschlag 22 im Spannfutter gezeichnet, um eine definierte Axiallage eines automatisch einzusetzenden Werkstücks zu ermöglichen.In Fig. 1 and also in Fig. 2, a longitudinal stop 22 is also drawn in the chuck in order to enable a defined axial position of a workpiece to be inserted automatically.

Ferner kann mit Hilfe des Längsanschlages 22 auch ein Referenzteil exakt zentrisch sehr einfach am Grundkörper 2 des Spannfutters befestigt werden, dessen Außenflächen zur Null-Lage-Bestimmung der einzelnen Grundbacken 1 dienen. Eine solche Null-Lage-Bestimmung ist von Zeit zu Zeit notwendig, wenn an den einzelnen Grundbacken 1 bzw. deren Führungen im Grundkörper 2 sowie den Zungen 17, 18, 19 oder den Spannplatten 20 Abnutzungen bzw. Verformungen aufgrund des Betriebes stattgefunden haben.Furthermore, with the help of the longitudinal stop 22 , a reference part can also be fastened exactly centrically very easily to the base body 2 of the chuck, the outer surfaces of which serve for determining the zero position of the individual base jaws 1 . Such a zero position determination is necessary from time to time if the individual base jaws 1 or their guides in the base body 2 as well as the tongues 17, 18, 19 or the clamping plates 20 have worn or deformed due to operation.

Der Längsanschlag 22 besteht aus einem hohlen, drehsymmetrischen Teil, welches sich mit einer Schulter 52 an der dem Werkstück zuweisenden Stirnseite 51 des Grundkörpers 2 in der Nähe der Symmetrieachse 99 des Spannfutters abstützt (Fig. 7). Ein Abheben von dieser Stirnfläche 51 wird dadurch verhindert, daß der Längsanschlag 22 in den Grundkörper 2 hineinragt, dessen hierfür vorgesehene zentrische Ausnehmung 50 eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 45 besitzt, die sich in Richtung auf das Werkstück schräg nach innen verjüngt. In diese ringförmige Ausnehmung 45 des Grundkörpers 2 ragen entsprechend geformte, schräg nach außen laufende Enden 91 hinein, die am hinteren Ende des Längsanschlages 22 ausgebildet sind und eine von der hinteren Stirnseite her offene, kegelstumpfförmige Ausnehmung besitzen, in welcher ein kegelstumpfförmiges Spreizteil 25 liegt. Nach dem Zurückschieben des Spreizteils 25 federn die Enden 91 des Längsanschlages 22 so weit nach innen, daß der Längsanschlag ohne weiteres aus dem Grundkörper 2 entnommen bzw. in diesen eingesetzt werden kann. Durch eine zentrale abgestufte Durchgangsöffnung des Längsanschlages 22 wird von der vorderen Stirnseite, also vom Werkstück her, eine Schraube 24 durch den Längsanschlag 22 geschoben und mit dem Spreizteil 25 verschraubt, entgegen der Kraft einer Schraubenfeder 55, die den Kopf der Schraube 24 von dem Längsanschlag 22 abzudrücken versucht.The longitudinal stop 22 consists of a hollow, rotationally symmetrical part which is supported by a shoulder 52 on the end face 51 of the base body 2 facing the workpiece in the vicinity of the axis of symmetry 99 of the chuck ( FIG. 7). Lifting off from this end face 51 is prevented by the longitudinal stop 22 projecting into the base body 2 , the central recess 50 provided for this purpose has an annular circumferential recess 45 which tapers inwards towards the workpiece. Correspondingly shaped, obliquely outwardly extending ends 91 protrude into this annular recess 45 of the base body 2 , which are formed at the rear end of the longitudinal stop 22 and have a frustoconical recess open from the rear end face, in which a frustoconical expansion part 25 lies. After pushing back the expansion part 25, the ends 91 of the longitudinal stop 22 spring so far inwards that the longitudinal stop can be easily removed from the base body 2 or inserted into it. Through a central stepped through opening of the longitudinal stop 22 , a screw 24 is pushed through the longitudinal stop 22 from the front end face, i.e. from the workpiece, and screwed to the expansion part 25 , counter to the force of a coil spring 55 , which removes the head of the screw 24 from the longitudinal stop 22 tried to pull the trigger.

Durch Druck auf den Kopf der Schraube 24, also in der Darstellung der Fig. 1 nach links, hebt das mit der Schraube 24 verschraubte Spreizteil 25 von seinem Kegelsitz in der hinteren Stirnfläche des Längsanschlages 22 ab, wodurch die aufgespreizten Enden 91 des Längsanschlages 22 nach innen, also in Richtung auf die Symmetrieachse 99 zurückfedern und somit der gesamte Längsanschlag von seiner Anlage am bzw. im Grundkörper 2 abgehoben werden kann. Ebenso einfach ist ein Einsetzen des Längsanschlages 22 möglich.By pressing the head of the screw 24 , i.e. to the left in the illustration in FIG. 1, the expansion part 25 screwed to the screw 24 lifts off its conical seat in the rear end face of the longitudinal stop 22 , as a result of which the spread ends 91 of the longitudinal stop 22 follow spring back inside, ie in the direction of the axis of symmetry 99, and thus the entire longitudinal stop can be lifted from its contact with or in the base body 2 . It is just as easy to insert the longitudinal stop 22 .

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß eine in den Umfang des Längsanschlages 22 hineinragende Drehsicherung 54 in Form eines Bolzens etc. ein Drehen und damit ein unbeabsichtigtes Abschrauben des Spreizteils 25 von der Schraube 24 verhindert.In Fig. 2 it can be seen that a locking device 54 protruding into the circumference of the longitudinal stop 22 in the form of a bolt etc. prevents rotation and thus unintentional unscrewing of the expansion part 25 from the screw 24 .

In die vordere Stirnfläche des Längsanschlages 22 ist zusätzlich ein Abdeckteil 23 fest eingepaßt. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Entfernen der Schraube 24 vermieden, und diese bleibt dennoch zugänglich, da das Einschraubteil 23 eine innere durchgehende Öffnung besitzt, die etwas kleiner als der Schraubenkopf ist, um diesen zu sichern. Das Einschraubteil 23 - dessen vordere, zum Werkstück weisende Stirnfläche natürlich nicht über die Stirnfläche des Längsanschlages 22 hervorragen darf - besitzt in der durchgehenden Öffnung ein Innengewinde. In dieses kann ein nicht dargestellter Gewindestift passender Länge - geführt von einer Handhabungseinheit oder einem Bediener - bis zur Anlage z. B. an einer Schulter eingeschraubt werden. Der Gewindestift drückt dabei die Schraube 24 so weit gegen die Kraft der Feder 55 zurück, daß das daran befestigte Spreizteil 25 aus dem Bereich des Längsanschlages 22 gerät und dessen Enden 91 nach innen zurückfedern können. Der Längsanschlag 22 ist dann zu entnehmen. Ein Referenzteil mit gleichem Wirkmechanismus kann ebenso eingebracht werden.In the front end face of the longitudinal stop 22 , a cover 23 is additionally fitted. This prevents the screw 24 from being inadvertently removed, and the screw 24 remains accessible since the screw-in part 23 has an internal through opening which is somewhat smaller than the screw head in order to secure it. The screw-in part 23 - whose front end face facing the workpiece must of course not protrude beyond the end face of the longitudinal stop 22 - has an internal thread in the through opening. In this, a threaded pin, not shown, of suitable length - guided by a handling unit or an operator - to the system, for. B. screwed onto a shoulder. The grub screw presses the screw 24 back against the force of the spring 55 to such an extent that the expansion part 25 attached to it comes out of the area of the longitudinal stop 22 and its ends 91 can spring back inwards. The longitudinal stop 22 can then be seen. A reference part with the same mechanism of action can also be introduced.

Als Null-Lage der Grundbacken 1 wird diejenige radiale Lage bezeichnet, bei der beim radialen Verfahren der Grundbacken 1 nach innen die Spannplatte 20 mit einer solchen Kraft am Referenzteil anliegt, daß hierdurch über die Zungen 17, 18, 19 und die Arbeitskolben 14 und 15 in dem dahinterliegenden Druckraum in der Grundbacke 1 ein bestimmter Druck erzeugt wird, der über die Dehnmeßstreifen 79 an den Kolben 26 gemessen wird. Bei Anlage an der Referenzfläche mit diesem vorher festgelegten Druck ist die Null-Lage der Grundbacke 1 erreicht, also nicht nur der Verstellvorgang, sondern auch der Bestimmvorgang der Backe bezüglich des Werkstücks durchgeführt, woran sich - bei Stillstand der Grundbacke 1 - die Spannbewegung anschließt, die lediglich in einer Radialbewegung der Zungen 17, 18, 19 zusammen mit der Spannplatte 20 besteht.The zero position of the base jaws 1 is the radial position in which, when the base jaws 1 are moved radially inwards, the clamping plate 20 bears against the reference part with such a force that this results in the tongues 17, 18, 19 and the working pistons 14 and 15 A certain pressure is generated in the pressure space behind it in the base jaw 1 and is measured on the piston 26 via the strain gauges 79 . When contacting the reference surface with this predetermined pressure, the zero position of the base jaw 1 has been reached, i.e. not only the adjustment process but also the determination process of the jaw with respect to the workpiece has been carried out, which is followed by the clamping movement when the base jaw 1 is at a standstill, which consists only in a radial movement of the tongues 17, 18, 19 together with the clamping plate 20 .

Somit besteht das beschriebene Spannfutter aus einzeln verstellbaren Grundbacken mit Spannplatten, die sich jeweils einschließlich ihres Antriebes bei der Bearbeitung des ebenfalls drehenden Werkstücks drehen und nach der Zustellbewegung und einer bestimmten Anlage am Werkstück durch Betätigung der Zugstange 34 gespannt werden, so daß unabhängig von den hierfür notwendigen radialen Spannwegen die gleichen Spannkräfte von allen Backen in das Werkstück eingebracht werden.Thus, the chuck described consists of individually adjustable base jaws with clamping plates, each of which rotates including their drive during the processing of the rotating workpiece and can be clamped after actuation of the feed movement and a certain system on the workpiece by actuating the pull rod 34 , so that regardless of this necessary radial clamping paths, the same clamping forces from all jaws are introduced into the workpiece.

Claims

1. Chuck for machine tools, in particular lathes, with a base body and radially movable clamping elements, each consisting of base jaw and jaw, the position of the jaw relative to the base jaw is adjustable, characterized in that the delivery to the workpiece to be clamped Base jaw ( 1 ) can be moved together with the clamping jaw within the relatively large clamping range radially with respect to the base body ( 2 ) by means of a drive and that the clamping jaw can be moved by a relatively small clamping stroke with respect to the base jaw ( 1 ) while the position of the base jaw ( 1 ) remains unchanged compared to the base body ( 2 ).

2. Chuck according to claim 1, characterized in that the drives for the base jaws ( 1 ) of all clamping elements ( 13 ) of the chuck are coupled.

3. Chuck according to claim 2, characterized in that the coupling of the drives of the base jaws ( 1 ) takes place mechanically, so that all base jaws ( 1 ) can be moved together and by the same feed path.

4. Chuck according to claim 2, characterized in that the coupling of the drives of the base jaws ( 1 ) takes place electrically, so that the individual clamping elements ( 13 ) can be delivered correlated in time and place.

5. Chuck according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping jaw is a clamping plate ( 20 ).

6. Chuck according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clamping jaw is moved relative to the base jaw ( 1 ) by means of at least one working piston ( 14; 15 ) mounted in the base jaw, the working piston ( 14; 15 ) by the in a pressure chamber of the base jaw ( 1 ) and pressurizable hydraulic medium can be acted upon.

7. Chuck according to claim 6, characterized in that the hydraulic medium in the pressure chamber of the base jaw ( 1 ) can be acted upon by at least one piston ( 26 ) which is also guided in the base jaw ( 1 ).

8. Chuck according to claim 7, characterized in that the movement of the piston ( 26 ) is effected by the axial movement of a pull rod ( 34 ) provided on the machine tool for actuating the chuck.

9. Chuck according to claim 8, characterized in that the piston ( 26 ) is movable parallel to the axis of symmetry ( 99 ) of the chuck.

10. Chuck according to claims 8 and 9, wherein the axially movable tie rod in a known manner via wedge hook ( 9 ) causes a radial movement of at least one intermediate wedge ( 10 ), characterized in that on the inclined end face of the intermediate wedges ( 10 ) an axial wedge ( 11 ) runs and is thereby moved exclusively axially and acts on the piston ( 26 ) of the base jaw ( 1 ) with its end face ( 75 ) on the workpiece side.

11. Chuck according to one of claims 1 to 10, characterized in that the chuck has four clamping elements ( 13 ) which are arranged offset by 90 ° to one another on the base body ( 2 ).