DE845890C - Spannpatrone - Google Patents

Description

IHe vorliegende Erfindung bezieht sich auf in Spannfuttern eingesetzte Spannpatronen, insbesondere auf solche, bei welchen winklig im Abstand voneinander angeordnete Einspannglieder durch elastisches Material miteinander verbunden sind, das die Einspannglieder in den gewünschten Stellungen zueinander hält, dabei jedoch ihre Einwärts- und Auswärtsbewegung gestattet.

Spannpatronen dieser Art sind im britischen Patent 584258 beschrieben. Der Einstellbereich einer gemäß diesem Patent ausgebildeten Spannpatrone ist jedoch beschränkt, so daß es notwendig geworden ist. einen Satz von mehreren Spannpatronen verschiedener (iroßen für jedes Spannfutter zu liefern, in welchem sie verwendet werden sollen, um das Spannfutter dem vollen Rereich der Werkzeug- oder Schaftstärken innerhalb seines \ erste 11 be reiches anzupassen.

Der Flauptgegenstand der vorliegenden Erfindung beruht in der Überwindung dieser Schwierigkeit und in der Schaffung einer verbesserten Spannpatrone, mit der der gesamtmögliche Yerstelll>ereich des Spannfutters erfaßbar ist.

Bei einer nach dem vorgenannten Patent ausgebildeten Spannpatrone sind gegenüberliegende Seiten benachbarter Einspannglieder so zueinander angeordnet und gestaltet und die Zwischenräume

zwischen diesen im wesentlichen in der Weise mit elastischem Material ausgefüllt, daß, wenn das elastische Material durch die radiale Einwärtsbewegung der Einspannglieder verdrängt wird, dieses sich mit Bezug auf die Futterachse nach innen und außen ausbaucht, wobei nur eine geringe oder keinerlei Tendenz zum Ausknicken oder Falten in einer Richtung vorhanden ist. so daß der innenliegende Teil des elastischen Materials ίο zwischen die Innenkanten der Einspannglieder und den von diesem eingespannten Gegenstand zu liegen kommt und die radiale Einwärtsbewegung begrenzt. Es wurde nun festgestellt, daß, wenn die annähernd radialen Seitenflächen benachbarter Einspannglieder und das zwischen diesen befindliche elastische Material mit Bezug aufeinander entsprechend bemessen und angeordnet sind, unter dem bei der radialen Einwärtsbewegung der Einspannglieder von ihren Seitenflächen auf das elastische Material ausgeübten Druck das elastische Material von selbst radial nach außen ausknickt oder gefaltet wird, und zwar derart, daß die Falte sich von den inneren Kanten der Einspannglieder weg radial nach außen um so schärfer bildet, je mehr die Einspannglieder radial nach innen bewegt werden. Die Zwischenräume zwischen den Einspanngliedern sind in ausreichendem Maße größer als die Maße des elastischen Materials, um reichlichen Spielraum zu schaffen, in welchem sich das elastische Material falten kann, wodurch ein voller Verstellbereich der Einspannglieder innerhalb des Fassungsvermögens des Spannfutters ermöglicht wird.

Die vorliegende Erfindung t>etrifft eine Spannpatrone derjenigen Art, die aus mehreren radial und symmetrisch um eine gemeinsame Achse angeordneten und Zwischenräume zwischen sich belassenden Einspanngliedern besteht, die auf ihren radialen Seitenflächen miteinander durch ein unverdichtliches elastisches Material verbunden und gemeinsam in radialer Richtung von dieser Achse weg oder auf diese zu beweglich sind, wodurch das Volumen der Zwischenräume verändert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material in den Zwischenräumen zwischen den Einspanngliedern die Form faltbarer Spannriegel erhält, welche sich an anliegenden Seiten benachbarter Einspannglieder abstützen und mit diesen verbunden sind.
Fig. ι ist ein Seitenriß und

Fig. 2 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spannpatrone. In diesen Figuren befinden sich die Einspannglieder in den Stellungen zueinander, die sie einnehmen, wenn das elastische Material in seinem normalen Ruhezustand ist.

. Fig. 3 ist ein. Seitenriß eines der in den beiden ersten Figuren gezeigten Einspannglieder.

Fig. 4 ist eine Vorderansicht in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt und in \^rergrößertem Maßstab, einer Abänderungsform der Spaimpatrone. Die Stellungen der Einspannglieder und der sie verbindenden elastischen Körper zueinander, wenn sich die Spannpatrone in ihrem maximal zusammengedrückten Zustand l>efindet, sind mit strichpunktierten Linien angegelx-n.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, ohne Schnittdarstellung, einer weiteren Abänderungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht einer Spannpatrone mit acht sektorähnlichen Einspanngliedern, bei welchen die gegenüberliegenden Seiten benachbarter Glieder flach und parallel sind.

Fig. 7 ist eine Teilansicht des in Fig. 6 gezeigten Spannfutters in zusammengedrücktem Zustand.

Fig. 8, 9, 10 und π zeigen in schematischer Form auf Dreibackenspannpatronen angewendete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. [ Fig. 12 ist ein Seitenriß im Schnitt eines Spannfutters, von dem die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Spannpatrone ein Teil ist. In dieser Figur sind die Teile in ihrer Offenstellung, in der sie keine Einspannwirkung ausüben. Selbstverständlich können auch die in den Fig. 4 bis 11 gezeigten Spanupatronen als Teil eines solchen Spannfutters verwendet werden. Die Fig. 12 soll zeigen, wie die im nachstehenden beschriebenen Spannpatronen verwendet werden können.

In den Fig. 1 bis 5 und S bis 12 bezeichnet 20 die starren Einspannglieder. Diese sind in der in. allen Figuren, mit Ausnahme von Fig. 6 und 7, ge- g₀ zeigten besonderen Form flache Metallplatten, die so abgeschrägt sind, daß sie innere gerade Einspannkanten 21 bilden, welche an ihren vorderen Enden, wie bei 22 gezeigt, abgefaßt sind, um das Einführen des gewünschten Gegenstandes, l>eispielsweise des Schaftes eines Werkzeuges, zu erleichtern. Ihre Außenseiten 23 sind in Anpassung an eine konische Spannfläche des Spannfutters abgeschrägt. Die hinteren Außenseiten 24 liegen parallel mit den Einspannkanten 21. Die hinteren Enden 25 verlaufen im rechten Winkel zu den Einspannkanten. Die beschriebenen Platten sind vorzugsweise mit Querbohrungen 26 versehen.

30 bezeichnet einen Körper aus elastischem Material, der mit den Seiten der Einspannglieder festhaftend verbunden sein kann und sich von je einem Einspannglied bis zu dem benachbarten erstreckt, wodurch mehrere faltbare Spannriegel gebildet werden. Gegen Öl unempfindlicher, synthetischer Gummi ist ein für diesen Zweck n₀ geeignetes Material. Wenn die Flatten mit Bohrungen 26 versehen sind, tritt das elastische Material durch diese hindurch. Die Vorderseite 31 des elastischen Körpers ist gegenül>er den vorderen Enden der Einspannglieder und seine hintere Seite 32 gegenüber den hinteren Enden 25 dieser Glieder etwas zurückgesetzt. Bei der besonderen, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausbildung sind die Außenflächen 33 des elastischen Körpers eben ausgebildet und folgen leicht zurückgesetzt den Kanten der schrägen Außenseiten 23 der Einspannglieder (s. Fig. 1). Wie in Fig. 2 gezeigt, bilden die Innenflächen 35 einen längs den Innenkanten 21 der Einspannglieder verlaufenden Zylindermantel, dessen Durchmesser größer ist als die Öffnungsweite zwischen den diametralen Innenkanten 21.

Das elastische Material ist so geformt, daß es, wenn es in seinem normalen Zustand ist. die Linspannglieder in im wesentlichen radialen, winklig in gleichem Abstand voneinander befindlichen Stellungen hält, wobei die (")fi"nungsweite zwischen den Innenkanten 21 der Linspannglieder etwas geringer ist als der maximale Durchmesser des Gegenstandes, der von der Spannpatrone aufgenommen werden kann.

ίο In Fig. 12 ist die in den Fig. ι und 2 dargestellte

Spannpatrone in ihrem geöffneten Zustand als Teil eines Spannfutters gezeigt. Das Spannfutter besteht aus einem Futierkörper. dessen hinteres Lüde 40 auf der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt werden kann. Der Futterkörper hat einen hülsenl'ormigen Teil 41. hinten mit einer zylindrischen Bohrung 42 und vorn mit einem Innengewinde 43. 44 ist ein in der Bohrung 42 in Längsrichtung verschiebbarer Block. Das vordere Lnde dieses Blockes hat eine mit 45 bezeichnete ebene Stirnfläche. 4(1 ist ein Ouerbolzen. der sich durch den Block erstreckt und in diesem drehbar ist. Der Bolzen hat Zylinderkopte 47. die exzentrisch zur Drehachse des Bolzens sind und in zylindrischen !

Lagern im Futterkörper sitzen. 48 ist ein mit j einem Außengewinde und Bund versehenes Druck- j stück, das in das Gewinde 43 des Fulterkörpers eingeschraubt werden kann. Dieses Druckstück hat innen eine konische Spanntläche 49. Die Spannpatrone ist im Spannfutter zwischen der Stirnfläche 45 und der Spaiintläche 49 eingesetzt, wobei die hinteren Luden 2^ ihrer Linspannglieder auf der !-"lache 45 des Blocke> 44 aufliegen.

Wenn das Druckstück 4S 111 den Lutterköj-per eingeschraubt wird, bringt dessen Spannfläche 49 j die Liu>pannglieder 111 Berührung mit dem ! zwischen ihnen befindlichen Werkzeug. Das Festspannen des Werkzeugschaftes geschieht durch Drehung des exzentrischen Bolzens 46. Dies be- | wirkt eine Bewegung des Blockes 44 nach vorn und damit eine axiale Gleitlx?wegung der Einspannglieder innerhalb des Druckstückes 4S sowie eine radiale Linwärtsbewegung derselben durch das Auflaufen der Sehrägflächen der Linspannglieder auf den konischen Innenflächen des Druckstückes. ; In Fig. 4 haben die Außenflächen 3 4-^ und die | Innenflächen 35 ^Λ des elastischen Körpers 3c⁴ leicht abgeflachte Krümmungen, und in jeder der Innenflächen 3 v'¹ ist eine radiale Lurche 36 vorgesehen.

Die zwischen den Linspanngliedern befindlichen Teile des elastischen Korpers sind so gestaltet, daß sie sich, bezogen auf die Lutterachse, radial nach außen falten (und daher nach außen faltbare Spannriegel bilden), wenn die Spannpatrone zusammengedrückt wird. Der Kreis .1 in dieser Figur und auch in den Fig. ^. (>. S bis ι ι stellt den äußeren j Berühruugskreis der konischen Spannfläche mit den schrägen Außenseiten 2Ji, der Linspannglieder bei entspannter Spannpatrone dar. Der kleinere Kreis /)' in den Fig. 4. 5. 7 bis 1 1 stellt den analogen Berühruiigskreis bei völlig zusammengedrückter Spannpatrone dar. In Fig. 4 sind zwei der Einspannglieder in ihren innersten Stellungen durch j strichpunktierte Linien angegeben, wobei der zwischen ihnen gefaltete Teil des elastischen Körpers durch gleichartige Linien angedeutet ist.

In Fig. 5 sind sowohl die Außenflächen 34^/; als auch die Innenflächen 35" des Körpers 30" flach, wobei in die Lläehen 35" zwei Furchen 37 und 3S eingeschnitten sind. Diese Ausbildung bewirkt ein Falten der Teile des elastischen Körpers nach auswärts, wobei die von diesem eingenommene Form, wenn die Linspannglieder in ihre am weitesten nach innen liegende Stellungen gebracht worden sind, mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Die Faltwirkung kann auch bei verschieden gestaltetem Zwischenraum zwischen den radialen Seitenflächen der Linspannglieder erzielt werden. I )ie paarweise gegeneinander gerichteten Seiteuflächen der sektorähnlichen Linspannglieder 2O^A in F"ig. fi und 7 verlaufen parallel. Zwischen ihnen ist der elastische Körper, wie bei 3O^f· in Fig. (> gezeigt, außen gewölbt und innen gefurcht gestallet, wenn die Spannpatrone offen ist und insgesamt nach auswärts gefaltet, wie bei 30''

zeigt, wenn die Spannpatrone zusammengedrückt ist und ihre Einspannglieder in die bei 20" gezeigten Stellungen gebracht worden sind.

In Fig. S sind drei flache Einspannglieder untereinander durch elastische Körper 3O^/: verbunden, deren Außenflächen 34^s eben und deren Innenseiten 35^/: im wesentlichen halbzylindrische Hohlflächen sind. Die Gestalt, in welche diese Teile gefaltet werden, wenn die Spannpatrone geschlossen ist. ist durch strichpunktierte Linien angegeben.

Der elastische Körper 30'' in Fig. 9 ist so gestaltet, daß, wenn die Spannpatrone geschlossen ist. sich in diesem, wie durch strichpunktierte Linien angegeben, sowohl nach innen verlaufende !""alten, welche mit / bezeichnet sind, als auch nach außen verlaufende, mit O bezeichnete Falten ergeben.

Fig. 10 und ir zeigen die Teile der elastischen Körper 30'' und 30" zwischen den Linspanngliedern 20 in Lorm von verhältnismäßig dünnen, im wesentlichen flachschenkligen. zusammenhängenden Rändern, die sich balgartig zusammenfalten, wenn die Spannpatronen geschlossen sind. In Fig. 10 sind vierschenklige Ränder vorgesehen. \vol>ei die Schenkel 50 und 5 1 an den Seitenflächen benachbarter Linspannglieder 20 anliegen und no daran befestigt sein können. Zwischen den Schenkeln 50. 51 befinden sich in spitzem Winkel zueinander die Schenkel $2, 53. Die Winkel der Bandschenkel falten sich, wenn die Spannpatrone geschlossen wird, zusammen, wie durch strichpunktierte Linien angegeben.

Die in Fig. 1 1 gezeigte Abänderungsform ist der in 1* ig. 10 gezeigten ähnlich. Tn diesem Fall sind jedoch sechsschenklige Bänder vorgesehen, wobei die mit 54 und 55 bezeichneten Schenkel an den Linspanngliedern anliegen und an diesen befestigt sein können, während die dazwischenliegenden, mit 56. ^j. 58 und 59 bezeichneten Schenkel mit verschiedeneu Winkeln zusammenstoßen. Der Vorgang beim Schließen der Spannpatrone ist ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen Fall.

Verschiedenartigste Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dargestellt und beschrieben worden, um zu zeigen, daß diese in keiner Weise auf irgendeine besondere Ausführungsform beschränkt ist und daß der elastische Korper vielfach gestaltet werden kann, um die gewünschte Faltwirkung zu erzielen. Es liegt ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung, sowohl den Winkel zwischen den radialen Seitenflächen ίο der Einspannglieder als auch die Gestalt der 'Peile des elastischen Körpers zwischen den Einspanngliedern auszunutzen, um die gewünschte Faltwirkung zu erzielen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE;

1. Spannpatrone für Spannfutter, bestehend aus mehreren iiinspanngliedern, die symmetrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und untereinander durch ein elastisches Material verbunden sind, wobei diese Einspannglieder in radialer Richtung gemeinsam von dieser Achse weg und auf dieselbe zu beweglich sind, wodurch das Volumen zwischen den Einspanngliedern verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material in den Zwischenräumen zwischen den Einspanngliedern (20, 2O·⁴, 20^ß) die Form faltbarer Spannriegel (30, 30·⁴ bis 30") hat, die an den annähernd radialen Seitenflächen benachbarter Einspannglieder anliegen und mit diesen verbunden sind.

2. Spannpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannriegel sich im unbelasteten Zustand mit Bezug auf einen in einer zur Futterachse senkrechten Schnittebene um die Spannriegel beschriebenen Kreis im wesentlichen in Richtung von Sehnen erstrecken.

3. Spannpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehnenlänge der Spannriegel größer ist als ihre mittlere radiale Dicke.

4. Spannpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannriegel auf ihren der Futterachse am nächsten gelegenen Seiten (35· 35'⁴> 35^ß) Längsfurchen (36, $") bzw. Einbuchtungen (35^Λ, O) aufweisen.

5. Spannpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannriegel, wenn diese nicht unter Druck stehen, im wesentlichen senkrecht zu Ebenen verlaufen, welche durch die Achse, um welche die Einspannglieder angeordnet sind und durch die Winkelhalbierenden benachbarter Einspannglieder gehen.

C). Spannpatrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden, in annähernd radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Einspannglieder (20) nach außen hin offene Winkel miteinander bilden.

7. Spannpatrone nach Anspruch r. dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden, annähernd in radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Einspannglieder (2O·⁴, 2O^ß) im wesentlichen parallel sind und daß die Längsmittellinien der Spannriegel nicht mit den Mittellinien der Kompression, welche auf die Spannriegel durch die einwärts gerichtete radiale Bewegung der Einspannglieder wirkt, zusammenfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen