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Spannpatrone von Patronenfuttern mit auswechselbaren Spannbacken Die
Erfindung bezieht sich auf eine Spannpatrone von Patronenfuttern mit auswechselbaren
Spannbacken, die ohne Ausbau der Patrone von der Stirnseite her gelöst werden können.
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Bei den üblichen selbsttätig arbeitenden Formdrehbänken wird durch
eine Spannpatrone ein stabförmiges Werkstück absatzweise vorgeschaltet und in einer
vorherbestimmten vorgeschalteten Lagc gehalten. Die Spannpatrone umfaßt während
der Durchführung bestimmter Arbeitsgänge der Maschine einen in unmittelbarer Nähe
der Schneid- oder Bearbeitungswerkzeuge liegenden Teil des Werkstückes und kann.
das Werkstück- während anderer Phasen in der Bearbeitung zwecks Vorschaltens freigeben.
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Nach bisheriger Praxis muß, wenn ein Werkstück von anderem Durchmesseroder
Querschnitt bearbeitet werden soll, die das Werkstück haltende Vorrichtung auseinandergenommen
und eine andere Spannpatrone eingesetzt werden: Obgleich bereits zahlreiche Versuche
gemacht worden sind, eine Spannpatrone mit auswechselbaren, das Werkstück haltenden
Backen zu schaffen:, waren doch bei allen diesen Vorrichtungen die für einen Wechsel
dieser Backen erforderlichen Arbteitsgänge so zahlreich oder lästig, daß derartige
Vorrichtungen in der ;einschlägigen Industrie nicht eingeführt werden konnten. Die
früheren Versuche, eine Spannpatrone mit auswechselbaren Backen zu schaffen, waren
auch von anderen Nachteilen, z. B. einem Lockern der Backen während der Arbeit oder
unbefriedigender Greifwirkung, begleitet.
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Es ist bereits eine Spannpatrone bekanntgeworden, deren .auswechselbare
Backen durch radial auswärts sich erstreckende Schrauben gehalten werden. Die Backen
werden jedoch durch weit hinter der Stirnfläche des Patronenfutters liegende, in
die Spannpatrone eingedrehte Stiftschrauben befestigt, die unmöglich von der Stirnfläche
des Patronenfutters her verstellt werden können. Diese Stiftschrauben können vielmehr
erst gelöst
«-erden, wenn die Spannpatrone aus dem Patronenfutter
herausgenommen worden ist.
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Es sind bereits Spannpatronen mit von der Stirnseite aus lösbaren
Spannbacken vorge=` schlagen worden. Bei einer bekannten Ausführungsform einer solchen
Spannpatrone sind -in der Stirnfläche des Patronenfutters Aussparungen vorgesehen,
und es finden an der Stirnfläche gelagerte Zahnräder Verwendung. Bei dieser Bauart
kann zwar eine Einstellung der das Werkstück Haltenden Backen von der Stirnfläche
aus erfolgen, doch müssen sich die Spannbacken gegen die Innenflächen der federnden
Segmente stutzen, um die Liraft oder Belastung von der Spindelhülse auf das Werkstück
zu übertragen.
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Die Vorrichtungen zum Halten der Spannbacken in der Spannpatrone dienen
naturgemäß keineswegs zur Lhertragung der Belastung oder der Liraft, sondern nur
dazu, die Backen in der Arbeitsstellung zu halten, wenn die Spannpatroi;c außer
Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück steht. Sobald die Spannpatrone jedoch
gegen das Werkstück geklemmt worden ist, wird die Klemmkraft vor. den Innenflächen
der federnden Segmente radial auf die Spannbacken und von diesen auf das Werkstück
übertragen.
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Das Kennzeichen der Spannpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht nun darin, daß die Einsatzbacken Ansätze tragen, die in radiale Schlitze
an der Stirnseite des Kopfendes der eigentlichen Spannpatrone passen, wo sie durch
van der Stirnseite her zugängliche Klemmittel festgehalten werden.
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Durch diese Ausbildung erhält man eine Spannpatrone mit auswechselbaren.
Backen, die von der Stirnseite des Patronenfutters festgestellt und gelöst werden
können, und die trotzdem das zu bearbeitende Werkstick stets einwandfrei und sicher
halten.
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Die Zeichnung zeigt - zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. i ist ein Längsschnitt nach der Linie i-i der Fig.2 durch eine
Spannpatrone gemäf.') der Erfindung, Fig.2 eine Ansicht der Stirnfläche der Spannpatrone
in Richtung der Linie 2-2 der Fig.i gesehen.
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Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i, Fig..l. eine
Ansicht eines zum Einstellen eines beweglichen Teils der Spannpatrone geeigneten
Schlüssels, Fig.5 eine Ansieht einer Einsfell- oder Haltevorrichtung und Fig.6 eine
Ansicht der Stirnfläche einer Spannpatrone mit etwas abgeänderter Ausführungsform
der Backen und der Befestigur` smi,tel. Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise
im Verein mit einer bekannten selbsttätig arbeitenden Formdrehbank dargestellt worden,
deren in dem Hauptrahmen der Maschine drehbar gelagerte Spindel bei 6 in strichpunktierten
Linien angedeutet ist. In der Spindel oder dem Halter 6 ist teleskopartig verschiebbar
die Spannpatrone 2 i angeardnet, welche während des Erfassens und Freigehens des
Werkstückes um einen begrenzten Abstand hin und her bewegt werden kann. Während
einer Rückzugsbewegung der Spannpatrone 21 legt sich ihre Schrägfläche 9 gegen eine
entsprechende Schrägfläche 8 der Spindel, um durch eine Verkleinerung des D>uTchmessers
des vorderen Endes der Spannpatrane eine das Werkstück erfassende Wirkung zu gewährleisten.
Die gewünschte Biegsamkeit des vorderen Teils der Spannpatrone kann durch Längsschlitze
15 erzielt werden.
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Das Vorderende der Spannpatrone weist zweckmäßig mehrere segmentförmige
Backen 2o auf, welche das absatzweise durch die Spannpatrone hindurch vorgeschaltete
Werkstück 17 erfassen. Am Außenumfang sind die das Werkstück erfassenden Backen
mit einer ringförmigen Rippe 22 versehen, die in eine ringförmige Nut i 9 der Spannpatrone
eingreifen kann. Die das Werkstück erfassenden Backen 2o sind auswechselbar und
können aus gehärtetem Werkzeugstahl hergestellt werden, der von dem Werkstoff der
Spannpatrone selbst abweichende Eigenschaften hat. Die Backen der Spannpatrone können
zwecks besseren Erfassens des Werkstückes während der Bearbeitung geriffelt oder
gerauht sein. An jeder der das Werkstück erfassenden Backen 20 ist ein radial sich
erstreckendes Halteorgan 23 befestigt, welches gemäß der dargestellten vorzugsweisen
Ausführungsform aus Stiften von quadratischem Querschnitt besteht und mit den das
Werkstück halten= den Backen durch Gewinde verbunden ist. Es ergibt sich jedoch
aus nachstehender Beschreibung, daV) die Organe 23 auch aus einem Stück mit den
das Werkstück haltenden Backen 2o hergestellt -werden oder aus angenieteten, angeschweißten
oder eingeschraubten Stiften bestehen können.
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Die Stirnfläche der Spannpatrone 21 ist mit Schlitzen oder Nuten 24
zur Aufnahme der Stifte oder Halteorgane 23 versehen. Aus Fig.2 ist ersichtlich,
daß die das Werkstück haltenden Backen 2o einzeln eingesetzt 'werden müssen, so
daß die ringförmige Rippe 22 ain Außenumfang der Backe in das den kleinsten Durchmesser
aufweisende Vorderende der Spannpatrone hineingeschoben werden kann, worauf die
Backe radial auswärts bewegt wird, damit die Rippe 22 in die Nut i 9 der Spannpatrone
zu liegen kommt.
Um die radial sich erstreckenden Stifte 23 sicher
in den Schlitzen oder Nuten 24 zu befestigen, sind in tangential in die Nuten oder
Schlitze 24 eingreifenden Bohrungen drehbare Stifte 28 mit einem exzentrischen Kopfteil
angeordnet. Die Exzentrizität des Kopfes des Stiftes 28 wird durch Abschleifen oder
Abflachen einer Stelle, wie bei 29 dargestellt worden ist, erzielt. Wenn die Stifte
28 gedreht werden, um die Abflachung 29 gegenüber der Nut 24 einzustellen, reicht
kein Teil des Stiftes 28 in die Nut 24 hinein. Die Mitte der den Stift 28 aufnehmenden
Bohrung ist jedoch so angeordnet, daß, wenn die Abflachung 29 des Stiftes 28 von
der Nut 24 fortgedrelit wird, der Stift 28 in die Nut 24 zweckmäßig um etwa o,25
mm 'hinein sich erstreckt.
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Der Schaft 31 des Stiftes 28 ist zweckmäßig bei 32 geschlitzt und.
hat mit Bezug auf die ihn aufnehmende Bohrung der Spannpatrone solche Abmessung,
daß der Stift 28 guten Reibungssitz in der Bohrung hat. Die dem Metall des Schaftes
eigene Federung oder Nachgiebigkeit kann derart sein-, daß ein strammer Preßsitz
des Stiftes 28 gewährleistet und der Stift in jeder gewünschten Lage gehalten wird.
Die Stirnfläche des Stiftes kann mit Vorsprüngen 33 und einer axialen Bohrung 34
versehen sein. Diese Teile arbeiten mit dem in Fig. 4 veranschaulichten Schlüssel
35 mit eingeschnittenen Schlitzen 36 und einem Schaft 37 zusammen.
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Bevor die das Werkstück haltenden Backen 2o in der oben beschriebenen
Weise- in der Spannpatrone angeordnet werden, müssen selbstverständlich die Stifte
28 so gedreht werden, daß ihre Abflachungen 29 gegenüber der Nut 24 liegen. Nach
der Anordnung der Stifte 23 in den Nuten 24 werden die Befestigungsorgane 28 in
der in Fig. 2 durch den Pfeil 3o angedeuteten Richtung gedreht, so daß die Stifte
23 und die Backen 20 in der Spannpatrone festgeklemmt und verriegelt werden. Es
sei bemerkt, daß das Drehen der Befestigungsorgane 28 in Richtung des Pfeiles 3o
das Bestreben hat, die Stifte 23 radial von der Achse der Spannpatrone nach außen
zu ziehen und dadurch die das Werkstück haltenden Backen sicherer in der Nut i9
anzuordnen. Die auf die Organe 28 zurückzuführende Klemm- oder Verriegelungswirkung
kann dadurch erreicht werden, daß der Stift 23 einfach um einen der üblichen beim
Einpassen solcher Teile zulässigen Toleranz entsprechenden Betrag gegen die Wandung
der Nut 24 gedrückt wird. Für die Zwecke der Darstellung, jedoch ist der durch Drehen
des Befestigungsorgans 28 erzielte, bei 39 in Fig.3 veranschaulichte Betrag der
Bewegung des Stiftes innerhalb der Nut übertrieben groß angegeben worden. Selbstverständlich
können andere Vorrichtungen zum Befestigen der Stifte 23 in den Nuten 24 Verwendung
finden, und die Stifte 23 können geschlitzt oder in anderer Weise sz) ausgebildet
werden, daß sie klemmenden Reibungssitz in den Nuten haben.
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Eine etwas abgeänderte Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung
ist in Fig.6 dargestellt. Die Spannpatrone 2 i ist hier mit Schlitzen 15 versehen,
die federnde Segmente bilden. Die Backen 2o haben eine ringförmige Rippe 22, die
in die Nut der Segmente der Spannpatrone in der -.oben beschriebenen Weise eingreift.
Die Schlitze oder Öffnungen 24' sind zweckmäßig etwas breiter ,als die entsprechenden
Öffnungen 24 der Ausführungsform nach den Fig. i bis 3, und jede der Backen 2o hat
einen eingeschraubten oder in anderer Weise befestigten, in die Öffnung 24' passenden
Stöpsel4o. Letztere sind bei 41 in der Längsrichtung geschlitzt und mit von ihrer
Vorderfläche einwärts sich erstreckenden, im wesentlichen parallel zur Achse der
Spannpatrone verlaufenden und die Schlitze 41 schneidenden, sich verjüngenden Öffnungen
versehen. Keilförmige Schrauben 42 sind in die sich verjüngenden Öffnungen dei Stöpse14o
eingeschraubt. Letztere sind infolge der Schlitze 4i federnd, so daß die Schrauben
42 für gewöhnlich @erfaßt und in Stellung in den Stöpseln gehalten werden. Die Backen
2o mit den darin angeordneten Stöpseln 40 und Schrauben 42 können dann in der oben
mit Bezug auf die Fig. i bis 3 beschriebenen Weise in die Spannpatrone @eingebaut
werden. Wenn die Backen ihre Arbeitsstellung einnehmen und ihre Rippen 22 in den
Aussparungen i9 der Spannpatrone liegen sowie ihre Stöpsel 40 in -die Öffnungen
24' eingeführt worden sind, können die Schrauben 42 gedreht werden, um-die beiden
Hälften der geschlitzten Stöpsel4o auseinanderzudrücken. Die Stöpsel4o werden hierdurch
fest in die Öffnungen 24' hineingedrückt, und die Backen werden in der Arbeitsstellung
gehalten. Ein Auswechseln der Backen kann in der bereits oben beschriebenen Weise
einfach durch Lösen der Schrauben 42 und Ersetzen durch andere Backen gewünschter
Größe erfolgen, die ähnliche Stöpsel und Schrauben tragen. Ein Vorteil der in Fig.6
veranschaulichten Bauart ist darin zu erblicken, daß die aus den keilförmigen Schrauben
42 bestehenden Befestigungsvorrichtungen für gewöhnlich von den Backen getragen
werden und keine Befestigungsvorrichtungen in der Spannpatrone selbst angeordnet
zu werden brauchen. Da die Schrauben beim Herausnehmen der Backen durch die Spannung
der geschlitzten Stöpsel
4o für gewöhnlich in Stellung gehalten
werden, besteht im übrigen keine Gefahr des Verlorengehens der Schrauben.
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Es sei bemerkt, daß dadurch, daß die radialen Wandungen der Nut i9
mit den ringförmigen Rippen 22 der das Werkstück haltenden Backen verriegelt sind,
während des Betriebes alle axialen Belastungen von den das Werkstück haltenden Backen
auf die Spannpatrone übertragen werden und durch die Stifte 23 und die Befestigungsvorrichtungen
28 diese Arbeitsstellung der das Werkstück erfassenden Backen beibehalten wird.
Weiter ist ersichtlich, daß die Bauart so getroffen ist, daß die durch die Drehung
der Spannpatrone sich ergebenden Fliehkräfte nicht das Bestreben haben, die richtige
Arbeitslage der das Werkstück haltenden Backen 2o oder der mit ihnen verbundenen
Teile 23 und 28 zu stören.
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Aus Fig. i ist ersichtlich, daß, wenn die Spannpatrone einem Werkstück
anderen Durchmessers als dem des Werkstückes 17 angepaßt werden soll, nur die Befestigungsvorrichtungen
28 gedreht zu werden brauchen, um deren Abflachungen 29 gegenüber den Nuten 24 zti
bringen, worauf die Segmente 2o radial einwärts und dann durch das Vorderende der
Spannpatrone hindurch herausbewegt werden können. Die Spannpatrone 21 selbst braucht
nicht gelöst oder auseinandergenoinmen zu werden, und keine Vorschubeinstellungen
des Werkstückes oder andere Teile der Formdrehbank brauchen geändert zu werden.
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Die Bauart und Anordnung der Spannpatrone gemäß' der Erfindung eignet
sich insbesondere bei schnellem Wechseln von einem Werkstück eines Durchmessers
auf ein Werkstück anderen Durchmessers, und mithin wird die Leerlaufzeit einer selbsttätig
arbeitenden Formdrehbank wesentlich verringert: Selbstverständlich kann die Erfindung,
obgleich sie im V:@ruin mit einer selbsttätig arbeitenden Formdrehbank beschrieben
worden ist, auch bei anderen das Arbeitsstück haltenden Backen Verwendung finden.
Weiter können, obwohl eine Ausführungsform der Erfindung in der Einzelheit beschrieben
worden ist, selbstverständlich zahlreiche Abänderungen getroffen werden, ohne von
dem Wesen der Erfindung abzuweichen.