DE697868C - Rundfutter mit magnetischer Spannung fuer umlaufende Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Es sind Geräte zum magnetischen Aufspannen von zu schleifenden oder in anderer Weise zu bearbeitenden Gegenständen in Form von bei der Arbeit festliegenden oder hin und her bewegten Platten bekannt, bei denen die magnetische Spannwirkung mit . Hilfe von Dauermagneten an Stelle der früher üblichen Elektromagnete erreicht wird. Die Erfindung hat ein unter Verwendung eines Dauermagneten oder

to mehrerer Dauermagnete hergestelltes rundes Spannfutter zum Gegenstande, wie sie zum Aufspannen von Werkstücken Verwendung finden, die bei der Bearbeitung gedreht werden.
Die Erfindung besteht in einer günstigen und einfachen Anordnung und Gestaltung der Futterteile. Bei kleineren Futtern ist im wesentlichen ein um seine in der Drehachse des Futters liegende Achse drehbarer, quer zu seiner Drehachse magnetisierter Dauermagnetkörper vorgesehen, der je von mindestens zwei Weicheisenteilen umgeben ist, welch letztere die magnetische Verbindung mit der rechtwinklig zur Drehachse des Dauermagnetkörpers liegenden unterteilten Polplatte herstellen. Bei größeren Futtern sind zweckmäßig mehrere Dauermagnete vorgesehen, die in bei elektromagnetischen Spannfuttern bekannter Weise mit gleichen gegenseitigen Umfangsabständen und in gerader Anzahl in einem oder mehreren konzentrisch zur Drehachse des Futters liegenden Kreisen in Weicheisenkörper drehbar gelagert sind.

In der Zeichnung, die den' Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht, stellen die

Fig. ι und 2 ein gemäß-der Erfindung ausgeführtes kleineres Spannfutter in senkrechtem Axialschnitt bzw. in Ansicht von vorn dar.

'Die Fig. 3, 4 und 5 sind Vorderansichten von drei anderen, größeren Ausführungsforrnen des neuen Spannfutters.

Bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 ist auf einem in bekannter Weise auf die Spindel einer Dreh- oder Schleifbank aufzuschraubenden Nabenteil oder Anschlußflansch 1 eine Platte 2 aus unmagnetischem Material befestigt. Mit dieser Platte 2 sind zwei Hohlzylindersektoren 3°· und 3* verschraubt, die konzentrisch zu der Dreh-

achse X-X des Nabenteils ι liegen und durch zwei einander diametral gegenüberliegende, zweckmäßig durch unmagnetisches Material ausgefüllte, sich über die ganze Länge der Sektoren erstreckende Zwischenräume 4, 4 getrennt sind. In den auf diese Weise gebildeten zylindrischen Hohlraum ist ein entsprechend zylindrisch gestalteter Dauermagnetkörpers mit geringem Spiel eingepaßt, derart, daß er sich in ihm wie in einem Lager drehen läßt. Der Magnetkörper 5, der aus einem Material von besonders großer Koerzitivkraft besteht, ist in der Weise magnetisiert, daß die Kraftlinien, wie in Fig. 2 angedeutet, im wesentlichen quer zu der betreffenden Zylinderachse und parallel zu einer Axialebene des Zylinders verlaufen. Auf den freien Enden der aus Weicheisen bestehenden Sektoren 3", s^b ist die als Ganzes mit 6 bezeichnete kreisförmige Polplatte oder -scheibe derart befestigt, daß der Übergang der magnetischen Kraftlinien möglichst erleichtert wird. Die Polplatte 6 ist durch eine diametral durchgehende Fuge 7, die in der Ebene der Zwischenräume 4, 4 liegt, in zwei Hälften unteres teilt. Die Fuge 7 ist zweckmäßig mit nichtmagnetischem Material ausgefüllt. Die Länge des Dauermagnetkörpers g ist geringer als die Länge des einerseits durch die Sektoren 3®, 3⁶, andererseits durch die Grundplatte 2 und die Polplatte 6 gebildeten Hohlraumes. In diesem ist zwischen dem vorderen Ende des Magnetkörpers 5 und der Polplatte 6 eine Zwischenplatte 8 aus unmagnetischem Material angebracht, die mit der Polplatte verschraubt sein kann. Diese Zwischenplatte dient zur Verringerung der Streulinien. Auf dem entgegengesetzten Ende ist mit dem Magnetkörper 5 eine gleichfalls -aus unmagnetischem Werkstoff bestehende Platte 9 verbunden, von der radial ein Arm oder Fortsatz 10 vorspringt, der durch einen Schlitz 11 des Ringsektors 3^δ nach außen geführt und hier mit einer Handhabe xo^a versehen ist. Mittels dieser Handhabe kann der Magnetkörper 5 gedreht werden. Die Umfangsausdehnung des Schlitzes 11 ist eine solche, daß, wie schon vorgeschlagen, eine Drehung über die halbe Polteilung, im dargestellten Falle also über 90 ° hinaus, möglich ist.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Lage des Dauermagnetkörpers 5 liegt dessen Nordpol dem oberen Ringsektor 3^s, der Südpol dagegen dem unteren Sektor 3⁶ gegenüber. Es bildet sich also ein kräftiges Magnetfeld in der durch die Pfeillinien der Fig. 1 angedeuteten Richtung aus, so daß ein an die Polplätte 6 gelegtes Werkstück W aus magnetischem Material kräftig angezogen und festgehalten wird. Soll das Werkstück gelöst werden, so wird der Magnetkörper 5 in der Richtung des Pfeiles α der Fig. 2 gedreht, und zwar im allgemeinen etwas über 90° hinaus. In der gegenüber der dargestellten um 90 ° verdrehten Lage wird das Kraftlinienfeld theoretisch zwar schon den Wert Null erreichen, das Werkstück wird aber wegen des remanenten Magnetismus trotzdem noch haften bleiben und erst durch eine bei der Weiterdrehung über 90 ° hinaus eintretende Umpolung der Polplatte 6, bei der die Pole ihre Vorzeichen umkehren, zum Abfallen gebracht. Wie weit der Magnetkörper 5 über die halbe Poldrehung hinaus zu diesem Zwecke gedreht werden muß, hängt von der Größe und Form der Werkstücke sowie von den magnetischen Eigenschaften ihres Materials ab.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Polplatte 6 durch zwei im rechten Winkel zueinander liegende Fugen 4 in vier Quadranten unterteilt. Dementsprechend ist gleichfalls der Dauermagnetkörper so magnetisiert, daß, er vier Pole aufweist, die, in der Umfangsrichtung gerechnet, abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol bilden. Die Kraftlinien verlaufen auch in diesem Falle wieder im wesentlichen quer zur Achse des betreffenden Zylinders sowie wenigstens in den äußeren Zylinderteilen parallel zu zwei sich rechtwinklig kreuzenden Axialebenen. Wie durch strichpunktierte Linien angedeutet, braucht die Form des Dauermagneten, wie schon vorgeschlagen, nicht genau zylindrisch zu sein; wesentlich ist, daß erhebliche Teile seines Umfanges in einer gemeinsamen Zylinderfläche liegen. Das gleiche gilt übrigens für den Magnetkörper 5 bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2, wo gleichfalls durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, daß der Magnetkörper 5 u. U. zweckmäßig an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen abgeflacht wird. Dadurch werden die Streuungsverhältnisse günstig beeinflußt. >.°°

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist gleichfalls eine in vier Quadranten unterteilte Polplatte vorgesehen, während Fig. 5 eine Ausführungsform mit sechsfach unterteilter Polplatte darstellt. Diese Ausführungen, die sich >°5 von denen der Fig. 1 bis 3 hauptsächlich durch die Anwendung einer größeren Anzahl von Dauermagnetkörpern unterscheiden, sind vor allem für größere Spannfutter gedacht.

In beiden Fällen entspricht die Anzahl der nc Dauermagnete derjenigen der Sektoren der Polplatte. Die Dauermagnete liegen aber nicht wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen mit ihren Drehachsen in der Drehachse X-X des Futters, sondern in einer zu dieser Achse konzentrischen Zylinderfläche, und zwar sind die Umfangsabstände der Dreh- · achsen der Magnetkörper die gleichen, so daß ein zur Achse X-X völlig symmetrisches Bild entsteht.

Die die Magnetkörper 5 aufnehmenden zylindrischen Hohlräume werden durch ent-

sprechende in axialer Richtung verlaufende Bohrungen eines zylindrischen Weicheisenkörpers gebildet, der außerdem in den durch die Trennfugen 7 der Polplatte gebildeten Ebenen mit Längsschlitzen versehen ist, die den Zwischenräumen 4 der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 entsprechen. Die Schlitze 4 und die Trennfugen 7 werden zweckmäßig wieder mit nichtmagnetischem Material ausgefüllt. Es ist ersichtlich, daß sich auf diese Weise auoh Rundfutter nach· Art der in Fig. 4 und 5 dargestellten in einfachster Weise in der Mengenfertigung herstellen lassen.

Bei Verwendung mehrerer drehbarer Dau'ermagnete nach Art der Ausführungen gemäß Fig. 4 und 5 erfolgt die Drehung zwecks Herbeiführung des unmagnetischen Zustandes der Polplatte bzw. der Umpolung zweckmäßig mit Hilfe einer gemeinsamen Stellvorrichtung. Diese kann beispielsweise aus einem im hinteren, der Grundplatte 2 benachbarten Teile des Futters eingelassenen drehbaren flachen Ring" bestehen, der mittels eines vom Umfang her durch einen Steckschlüssel zugänglichen Ritzelantriebes nach Art der bei Drehbankfuttern üblichen Stelltriebe gedreht werden kann und dabei mit Hilfe von aus seiner Ebene axial vortretenden Stiften, die in Schlitze von nach Art des Armes 10 der Ausführung nach Fig. 1 und 2 von den Magnetkörpern 5 vorspringenden Hebeln eingreifen, die Magnetkörper mitnehmen, so daß diese gleichzeitig und um die gleichen Winkelbeträge gedreht werden. Diese gleichzeitige Drehung um das gleiche Winkelmaß könnte auch mit Hilfe eines zentral zur Achse, X-X drehbar im Futter gelagerten, etwa von vorn durch einen Steckschlüssel zugänglichen Zahnrades erreicht werden, das mit entsprechenden Zähnungen der einzelnen Magnetkörper 5 kämmt.
Die beschriebenen dauermagnetischen Rundfutter lassen sich bis zu den kleinsten Ausführungen sehr billig im Wege der Massenherstellung anfertigen. Sie bieten ferner den Vorteil, daß sie bei jeder Einstellung dei Dauermagnetkörper relativ zur Drehachse des Futters vollkommen ausgewuchtet sind, was insbesondere bei hoher|Drehgeschwindigkeit des Futters zur Erzielung einer guten Arheitsgenauigkeit von großer Bedeutung ist. Da andererseits auch die zu den Dauermagnetkörpern gehörigen > Magnetsysteme in jeder Stellung der Magnetkörper magnetisch ausgeglichen sind, erfordert die Verstellung der Magnetkörper nur geringe Kräfte, die mit einfachen, billigen Mitteln übertragbar sind. Um zu verhindern, daß der Magnetkörper sich beim Ingang- oder Stillsetzen des Futters infolge seiner Trägheit gegenüber den Magnetschenkeln 3° und 3^Ö verdreht, empfiehlt es sich, ihn mit einer Feststellvorrichtung zu versehen. Diese kann z. B. in einer in den Lappen io^a des Armes 10 einzuschraubenden Stellschraube bestehen, die unmittelbar mit dem gegenüberliegenden Teile des Magnetschenkels 3⁶ oder mit an diesem vorgesehenen Rasten in Eingriff gebracht werden kann.

Die Magnetschenkel können mit der Polplatte auch aus einem Stück hergestellt werden, beispielsweise durch Schmieden im Gesenk oder durch einseitiges Ausbohren eines vollzylindrischen Stückes Eisen. In beiden Fällen können dann die Schlitze 4 und 7 aus gemeinsamen Frässchnitten bestehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rundfutter mit magnetischer Spannung für umlaufende Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, gekennzeichnet durch einen vom Anschlußflansch (1) des Futters vorspringenden, durch mindestens zwei einander gegenüberliegende, radiale Fugen unterteilten, zylindrischen Weicheisenkörper (3", 3⁶) mit einer in der Drehachse verlaufenden Bohrung, in der diese ausfüllend ein zylindrischer, quer zur Achse polarisierter Dauermagnet (5) drehbar gelagert ist, und durch eine die Bohrung im Weicheisenkörper abschließende, runde Polscheibe (6), welche radial so unterteilt ist, daß die Unterteilungsfugen der Polscheibe (6) mit denen des Zylinderkörpers (3⁰, 3⁶) in derselben Axialebene liegen.

2. Rundfutter nach Anspruch 1 mit mehreren Dauermagneten, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Weicheisenkörper konzentrisch zur Drehachse des Futters in ge-

. rader Anzahl und mit gleichen gegenseitigen Umfangsabständen mehrere Dauermagnete angeordnet sind.

3. Rundfutter nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen von dem Dauer-

^v magnetkörper (5), und zwar von seinem der ..Polplatte (6) abgekehrten Ende, ausgehenden, durch eine Durchbrechung des Weicheisenkörpers (3*) nach außen geführten Fortsatz (10) zur Drehverstellung des Magnetkörpers.

4. Rundfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Magnetkörper (5) die Fortsätze (10) durch einen konzentrisch zur Drehachse des Futters drehbar gelagerten no Ringkörper miteinander gekuppelt sind.

5. Rundfutter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (5) von der Polscheibe (6) durch eine Scheibe (8) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff getrennt ist«

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen