DE8512864U1 - Kraftspannfutter - Google Patents

Description

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Kraftspannfutter «.'

Die Neuerung betrifft ein Kraftspannfutter mit mindestens drei an einem Futterkörper konzentrisch bewegbar angeordneten, kraftbetätigten Spannbacken für eine Einspannung eines Werkstücks, sowie mit mindestens drei weiteren kraftbetätigten, an das zu spannende Werkstück anlegbaren Zentrierbacken, die gleichzeitig mit den Spannbacken bewegbar sind, wobei die Zentrierbacken glatte Anlageflächen für die Anlage am Werkstück aufweisen und wobei Spannbacken und Zentrierbacken lösbar an Backenträgern befestigt sein können.

Ein Kraftspannfutter der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise bekannt geworden durch DE-PS 26 32 938. Bei diesem Kraftspannfutter bewegen sich die Spannbacken und Zeritrierbacken gleichzeitig, jedoch in jeweils entgegengesetzten Richtungen. Es erfolgt während des Einsatzes der Zentrierbacken eine gute Zentrierung des Werkstückes. Hierzu sind jedoch immer sechs Backen erforderlich, von denen jeweils drei eine Zentrierung durchführen, während die anderen drei Backen als Spannbacken verwendet werden und während des Zentriervorgangs außer Eingriff gebracht werden müssen. Der Bauaufwand solcher Kraftspannfutter ist hoch und es ist bei dieser Konstruktion nicht möglich, daß Futter ohne Umrüstarbeit sowohl für eine Innenspannung als auch für eine Außenspannung an einem Werkstück zu verwenden, weil trotz der vorhandenen sechs Backen nicht sechs Spannbacken Vorhanden sind, sondern nur drei Spannbacken Und drei Zentrierbacken.

Kraftspannfutter die lediglich über konzentrisch bewegte Spannbacken verfügen, können bei der Durchführung des Spannvorganges das Werkstück nicht genügend genau zentrieren. Dies ist 'darauf zurückzuführen, daß während des Spannvorganges nicht alle für die Einspannung vorgesehenen Spannbacken gleichzeitig am Werkstück zur Anlage kommen, sonders mindestens eine Spannbacke erst später zur Anlage kommt. In der Technik ist man davon ausgegangen, daß die zuerst zur Anlage am Werkstück kommenden Spannbacken dieses Werkstück zentrisch verschieben und hierbei gegen die noch nicht zur Anlage gekommenen Spannbacken andrücken, wodurch die zentrische Position des Werkstückes erreicht sein soll.

In der Praxis tritt dieses Verhalten von Werkstück und Spannbacken jedoch nicht auf. Da sich alle Spannbacken radial und konzentrisch bewegen, legen diese Spannbacken gezwungenermaßen bei einem exentrisch am Spannfutter abgelegten Werkstück während der Radialbewegung am Werkstück gleichzeitig eine Wegstrecke in Umfangsrichtung des Werkstückes zurück, wobei sich dann die Spannzähne der Spannbacken in das Werkstück eingraben können. Durch diese Eingrabbewegung legt das Werkstück einen entsprechend kleineren Wegbetrag in Richtung Zentrum zurück und kann dadurch die exakt zentrische Lage nicht mehr erreichen. Da alle sich konzentrisch bewegenden Spannbacken gleiche Wegstrecken mit gleichen Geschwindigkeiten zurücklegen, tritt als zusätzlicher Nachteil zum nicht zentrisch gespannten Werkstück der Nachteil auf, daß beispielsweise bei drei Spannbacken nur zwei Spannbacken die Hauptspännkraft übernehmen, während die dritte Spannbacke nur eine Verminderte Spannkraft und im Extrem--

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fall sogar überhaupt keine Spannkraft auf das Werkstück ausübt. Das nicht zentrisch gespannte Werkstück ist somit zusätzlich unsicher gespannt. Der beschriebene Nachteil tritt besonders deutlich auf, beispielsweise bei Kraftspannf^-.ttern an Senkrechtbearbeitungsmaschinen und dort insbesondere dann, wenn schwere Werkstücke, wie z. B. Eisenbahnräder, gespannt und bearbeitet werden sollen. Werkstücke von solchem Gewicht, die auf irgendwelchen Ablageflächen des Kraftspannfutters aufliegen, setzen einer Verschiebung in die zentrische Lage wegen der auftretenden Reibung erheblichen Widerstand entgegen. Hierdurch neigen die zuerst zur Anlage kommenden Spannzähne der Spannbacken dazu, sich tief in das Werkstück einzugraben, ohne hierbei das Werkstück nennenswert in Richtung einer zentrischen Lage zu verschieben. Die Folge ist eine unsichere und nicht zentrische Spannung des Werkstückes. Durch die unsichere Spannung besteht die Gefahr, daß sich das Werkstück während der Bearbeitung aus dem Kraftspannfutter löst.

Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Kraftspannfutter der eingangs beschriebenen Art so weiter zu entwickeln, daß mit einfachen Mitteln die Fähigkeit eines solchen Kratspannfutters zur zentrischen Einspannung eines Werkstückes verbessert wird.

Dies Aufgabe wird bei einem Kraftspannfutter der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Zentrierbacken mittels sie tragender Aufnahmeeinrichtungen gleichsinnig mit den Spannbacken und relativ zu diesen beweglich angeordnet und mit Antriebseinrichtungen sowie mit Einrichtungen zur Erzeugung einer

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Vorlast verbunden sind, wobei letztere eine Aus-, weichbewegung der Zentrierbacken nach deren Anlage am

Werkstück mit der Kraft der Vorlast behindern. Bei einer solchen Einrichtung v/erden somit sowohl die Spannbacken, als auch die Zentrierbacken gleichsinnig ', in Richtung auf das Werkstück zubewegt, wobei hierbei

Ί die Zentrierbacken, damit sie ihre Aufgabe als solche ν überhaupt erfüllen können, so positioniert sind, da3 sie früher als die Spannbacken am Werkstück zur Anlage . kommen. Die Vorlast, mit der die Zentrierbacken

Si beaufschlagt sind, ist genügend groß, um das zu

zentrierende Werkstück während des Zentriervorganges auf seiner Ablagefläche zu verschieben. Die Ober-, fläche, mit der die Zentrierbacken am Werkstück zur

Anlage kommen, ist so gestaltet, daß sich die Zentrierbacken nicht in das Werkstück eingraben können. Da nun einerseits ein Eingraben nicht mehr stattfinden kann und andererseits die Vorlast der j Zpntrierbacken ausreichend ist, um das Werkstück auf

seiner Ablage zu verschieben, ist bei einer entsprechenden radialen Einwärtsbewegung der Zentrierbacken zusammen mit den Spannbacken, eine einwandfreie Zentrierung des Werkstückes möglich. Es wird mit Sicherheit erreicht, daß alle drei -Zentrierbacken am Werkstück zur Anlage kommen, wodurch eine zentrische Position des Werkstückes erzwungen wird. Die radiale Einwärtsbewegung der Spannbacken wird nun ohne Unterbrechung fortgeführt, wobei jedoch die Zentrierbacken sich nicht mehr weiter bewegen können, da sie alle am Werkstück anliegen. Es ist nun auch möglich, Zentrier-, backen und Spannbacken von der gleichen Antriebsein-

> richtung antreiben zu lassen, weil die Zentrierbacken ■ relativ zu den Spannbacken beweglich sind, wobei dieöe

Relativbewegung jedoch mindestens während des Zen-

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triervorgahges von der Kraft der Vorlast behindert Werden kann₄ Die Kraft der Vorlast hat ein Ausweichen der Zentrierbacken während der Verschiebung des Werkstückes in die zentrische Position verhindert und es wird nun, nachdem alle drei Zentrierbacken am Werkstück anliegen, diese Vorlast mit der Weiterbewegung der Spannbacken übefärückt und es kommen nun alle Spannbacken gleichmäßig am Werkstück zur Anlage, wodurch dieses sicher und zentrisch gespannt wird.

Eine ergänzende Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß die Anlageflächen der Zentrierbacken in ansich bekannter Weise von Wälzkörpern gebildet werden, die mindestens um eine zur Achse des Spannfutters parallele Achse drehbar gelagert sind. Die Verwendung von Wälzkörpern an den Zentrierbacken ist ansich bekannt. Die bekannten Vorteile solcher Wälzkörper an den Zentrierbacken sollen auch ausgenützt werden bei den neuerungsgemäß konstruierten Zentrierbacken.

Eine weiter ergänzende Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß die Wälzkörper in ansich bekannter Weise als Rollen oder scheibenförmige Rollen mit fester Drehachse ausgebildet sind. Auch diese ansich bekannte Ausbildung soll in ihren Vorteilen angewendet werden lyei den neuerungsgemäß konstruierten Zentrierbacken.

Weiterhin ist nach der Neuerung vorgesehen, daß die Aufnahmeeinrichtung im wesentlichen ein Gehäuse mit einer darin angeordneten, vorgespannten Federsäule umfaßt, wobei sich die Zentrierbacken direkt oder über einen Zentrierbackenträger an der Federsäule abstützen, die sich ihrerseits am Gehäuse abstützt. Dies

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ist eine besonders einfache Konstruktion Um die gewünschte Vorlast der Zentrierbacken zu erreichen.

Wiederum eine Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß die Zentrierbacken oder die Zentrierbackenträger je mit mindestens einem Zuganker ausgerüstet sind, der über die Federsäule hinaus oder durch diese hindurch bis auf die Rückseite des Gehäuses geführt ist und in diesem Bereich einen Anschlag aufweist zur Anaige an eine den Auswärtshub der Zentrierbacken begrenzende Anschlagfläche. Hierdurch kann mit sehr einfachen Mitteln ohne Beeinträchtung der Vorlast für die Zentrierbacken, deren Überstand über die Spannbacken bestimmt und damit auch deren radiale Position festgelegt werden.

In einer Ergänzung sieht die Neuerung vor, daß die Anschlagfläche von der Rückseite des Gehäuses gebildet wird. Dies ist die denkbar einfachste Möglichkeit und es können hierdurch zusätzliche Bauteile vermieden werden.

Eine weitere Ergänzung der Neuerung sieht vor, daß die Federsäule als Tellerfederpaket ausgebildet ist. Hierdruch gelingt es auf kleinstem Raum eine auch für große Verschiebekräfte ausreichende Vorlast zu erzeugen.

Ergänzend wird nach der Neuerung noch vorgeschlagen, daß die Anlageflächen der Zentrierbacken als glatte, konvex oder sphärisch gekrümmte Oberflächen ausgebildet sind. Glatte Oberflächen begünstigen die Verschiebbarkeit des zu zentrierenden Werkstückes.

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In wyiiterer Ausgestaltung der Neuerung ist noch vorgesehen, daß für die Zentierbacken Aüfnahmeeinrichtungen und Einrichtungen zur Erzeugung einer Vorlast vorgesehen sind, wobei, die Aufnahmeeinrichtungen im wesentlichen als strömungsmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet sind. Die Verwendung geeigneter Aufnahmeeinrichtungen für die Zentrierbacken ermöglicht deren Aufnahme in günstiger Position. Die Ausbildung dieser Aufnahmeeinrichtungen als strömungsmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheiten erlaubt es, gleichzeitig mit der Aufnahme der Zentrierbacken diesen auch die notwendige Vorlast zu verleihen, wobei dann diese Kolben-Zylinder-Einheit, die die Funktion einer Aufnahmeeinrichtung übernimmt, mit den Einrichtungen zur Erzeugung einer Vorlast in geeigneter Weise zusammenarbeitet. Hierdurch wird mit einfachen Mittel eine günstige Anordnung und Beeinflussungsmöglichkeit für die Zentrierbacken erreicht.

Ergänzend ist nach der Neuerung noch vorgeschlagen, daß Mittel zur Einstellung der Vorlast vorgesehen sind. Hierdurch kann die Größe der Vorlast an die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden.

Ergänzend wird dann nach der Neuerung noch vorgeschlagen, daß als Mittel zur Einstellung der Vorlast eine Einrichtung zur Veränderung der Vorspannung der Federsäule vorgesehen ist. Solche Mittel sind sehr einfach. Die Vorspannung der Federsäule kann durch einfache Veränderung der Länge der Federsäule verändert werden. Es genügen also einfache Mittel, mit denen die Länge der Federsäule verändert werden kann.

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Ais Alternative ist nach der Neuerung rioGh vorgesehen, daß als Mittel zur Einstellung der Vorlast Einrichtung zur Druckregelung des Strömüngsmittels vorgesehen sind. Liegt also eine Kolben-Zylinder-Einheit vor, die auf die Zentrierbacken wirkt, so ist die Vorlast der Zentrierbacken über eine einfache Regelung oder Steuerung oder Einstellung des Druckes des StrömungsmxttclS Si.nstcllti5F ·

Eine weitere Ergänzung der Neuerung sieht vor, daß die Aufnahmeeinrichtungen an den Spannbacken oder an den Backenträgern angeordnet sind. Hierdruch wird die Gesamtkohstruktiön besonders einfach, denn auf diese Art und Weistf» können die Aufnahmeeinrichtungen und damit die Zentrierbacken zusammen mit den Spannbacken bewegt und über den Spannbackenantrieb angetrieben werden. Irgendwelche besonderen Einrichtungen zur Bewegung bzw. zum Antrieb der Zentrierbacken sind nicht erforderlich.

Weiter ergänzend ist nach der Neuerung noch vorgesehen, daß die Aufnahmeeinrichtungen seitlich an den Spannbacken angeordnet sind. Dies ist eine günstige Position, die zudem ein Angreifen der Zentrierbacken etwa in der Ebene der Spannbacken am Werkstück erlaubt.

Als ergänzende und unterstützende Maßnahme ist nach der Neuerung weiter vorgesehen, daß die äußere Planfläche des Krafspannfutters mit Wälzelementen für eine Werkstückanlage ausgerüstet ist. Hierdurch wird die erforderliche Verschiebbekraft für eine Verschiebung des Werkstückes durch die Zentrierbacken verringert, so daß die notwendige Vorlast für die

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Zentrierbacken verringert und die Zentriergenauigkeit erhöht wird.

Eine ergänzende Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß die Wälzelemente Kugeln sind, die in auf der äußeren Planfläche angeordneten Kugelpfannen gelagert und gegen Herausfallen gesichert sind. Dies ist die einfachste Möglichkeit das gewünschte Ziel zu erreichen, weil die Kugeln in ihren Kugelpfannen in alle Richtungen drehbar sind.

Schließlich wird nach der Neuerung noch vorgeschlagen, daß die Kugel hydrostatisch gelagert sind. Hierdruch wird besondere Leichtgängigkext dieser Kugeln erreicht.

Die Neuerung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1: Spannbacke mit seitlich angeordneter Zentrierbacke in Draufsicht nach Pfeil A in Figur 2

Figur 2: Ansicht in Richtung des Pfeils B nach Figur 1

Figur 3 :Spannbacke mit Zentrierbacke in Ansicht nach Pfeil D in Figur 4

Figur 4: Ansicht in Richtung des Pfeils C nach Figur 3

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Figur 5: Ansicht wie Figur 1, jedoch mit Wälzkörper auf der Planscheibe

Figur 5a: Ansicht wie Figur 5, jedoch mit hydraulischer Beaufschlagung der Zentrierbacke

Figur 6: Ansicht in Richtung des Pfeils E
nach Figur 5

Figur 7: Ansicht wie Figur 4, jedoch mit auf der Planscheibe angeordneten Wälzkörpern

Figur 7a: Ansicht wie Figur 7, jedoch mit Einrichtung zur Verstellung der Vorlast der Federsäule

Figur 8: Ansicht in Richtung des Pfeils F nach Figur 7, jedoch mit eingelegtem Werkstück

In Figur 1 ist eine einzelne Spannbacke 9 eines Kraftspannfutters 31 in Draufsicht abgebildet. In seitlicher Anordnung ist an der Spannbacke 9 eine Aufnahmeeinrichtung 10 angeordnet, die im wesentlichen aus einem Gehäuse 16 besteht, in dessen Hohlraum eine Federsäule 14, gebildet aus Tellerfedern, angeordnet ist.

Ein Zentrierbackenträger 18 weist einen Zuganker 20 auf, der durch die zentrische Bohrung der Tellerfedern hindurchgeführt und durch eine nicht näher bezeichnete Bohrung im Boden des Gehäuses 16 durch diesen hindurch nach außen geführt ist. Auf der Innenseite des Bodens stützen sich die l'eilerfederln einerseits ä"ü, die sich andererseits an der nicht näher bezeichneten Rückseite des Zerttrierbackenträgers 18 abstützen. Mindestens der

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über die Rückseite des Gehäuses 16 hinausragende Teil des Zugankers 20 ist als Gewindeende 35 ausgebildet, daß einen Anschlag 21 in Form von Kontermuttern aufweist. Durch mehr oder weniger starkes einschrauben oder ausschrauben dieser Kontermuttern wird die Federsäule 14 zwischen der Innenseite des Bodens des Gehäuses 16 und der Rückseite des Zentrierbackenträgers mehr oder weniger stark eingspannt, wodurch eine mehr oder weniger große Vorlast auf den Zentrierbackenträger 18 wirkt.

Der Zentrierbacitenträger 18 trägt eine Zp-ntrierbacke 7, die im Ausführungsbeispiel als Wälzkörper 5 in Form einer scheibenförmigen Rolle, mit der glatten Anlagefläche 3 ausgebildet ist. Die Rolle 5 ist über die Achse 1 im 2entrierbackenträger 18 drehbar gelagert. Die Achse 1 verläuft parallel zur Achse 2 des Spannfutters 31 (siehe Figur 2). Im Ausführungsbeispiel ist die Spannbacke 9 auf einem Backenträger 29 angeordnet und wird mit diesem in Richtung des Pfeils 34 (siehe Figur 5) bewegt. Wegen der Anordnung des Gehäuses 16 seitlich der Spannbacke 9, wird mit einer Bev/egung der Spannbacke 9 auch die Zentrierbacke 7 bewegt. Eine Verdrehsicherung 36 sorgt hierbei dafür, daß die Achse 1 die gewünschte und dargestellte Lage beibehält.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 stimmt im wesentlichen mit dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 Uberein. Es ist im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 lediglich anstelle der als Rolle 5 ausgebildeten Zentrierbacke 7 eine Zen'trierbacke 8 verwendet, die nicht als Wälzkörper ausgebildet ist, sondern im

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, vorderen Bereich eine glatte Anlagefläche 4 aufweist,

die mindestens konvex oder auch sphärisch gekrümmt ist. Auch hier kommt die Verdrehsicherung 36 zum Einsatz, um die gewünschte Lage der Anlagefläche 4 zu erhalten.

$5 Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform nach

jf den Figuren 1 und 2. Auf die hierzu gehörige

j; Beschreibung kann daher verwiesen werden. Bei dem

j Kraftspannfutter nach den Figuren 5 und 6 weist jedoch

|, die äußere Planfläche 30 des Kraftspannfutters 31 : Kugelpfannen 33 auf, in denen als Kugeln ausgebildete

Wälzelemente 32 drehbar gelagert und gegen herausfallen gesichert sind. Vorzugsweise sind diese Kugeln 32 in der Kugelpfanne 33 hydrostatisch gelagert.

Die Figuren 7 und 8 zeigen wiederum ein Kraftspannfutter nach den Figuren 5 und 6, jedoch unter t_; Verwendung von Zentrierbacken im Ausführungsbeispiel

*i nach den Figuren 3 und 4. Auch hier darf daher auf die

entsprechenden Beschreibungsteile verwiesen werden.

Figur 7a zeigt eine Einrichtung ganz ähnlich der „ Einrichtung nach Figur 7. Anstelle der Aufnahmeeinrichtung 10 nach Figur 7 ist jedoch in Figur 7a eine Aufnahmeeinrichtung 11 vorgesehen, die an ihrem hinteren Ende offen und mit nicht näher bezeichnetem Innengewinde ausgestattet ist. In dieses Innengewinde hineingeschraubt ist eine scheibenförmige Ein-.i. Stellschraube 25 mit entsprechendem Außengewinde und einer zentrischen Bohrung, durch die das Gewindeende Ί 35 eines Zugankers 19 hindurchreicht. Von außen ist als Anschlag 21 eine Mutter auf das Gewindeende 35 aufgeschraubt, die die AuswärtsbeWegUfig 4er Zentrier-

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backe 8 Unter der Kraft der Federsäule 14 dadurch begrenzt, daß die Mutter an der Anschiagflache 23 zur Anlage kommt* Durch mehr oder weniger starkes einschrauben der Einstellschraube 25 und entsprechendem Nachsetzen des als Mutter ausgebildeten Anschlags 21 kann die Vorspannung der Federsäule 14 und damit die entsprechende Vorlast der Zentrierbacke 8 eingestellt werden. Auf diese Art und Weise kann das Gehäuse 17 der Aufnahmeeinrichtung 11 als einfaches auf Länge geschnittenes Rohr, an dessen einem Ende ein Innengewinde vorgesehen ist, ausgebildet sein» Die Veränderung der Federvorspannung muß keij'..-2 Lageveränderung der Zentrierbacken zur Folge haben.

Figur 5a zeigt einen Aufbau der neuerungsgemäßen Einrichtung, der im wesentlichen dem Aufbau nach Figur 5 entspricht. Es ist jedoch die Aufnahmeeinrichtung 10 nach Figur 5 in der Ausführungsform nach Figur 5a durch eine Aufnahmeeinrichtung 12 veränderter Art ersetzt. Die Aufnahmeeinrichtung 12 ist im wesentlichen als Kolben-Zylinder-Einheit 24 ausgebildet, in deren Zylindergehäuse 38 ein Kolben 39 in üblicher Weise verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 39 ist auf einer doppelten Kolbenstange 37 angeordnet, die an ihrem vorderen Ende den bereits beschriebenen Zentrierbackenträger 18, beispielsweise mittels der Verdrehsicherung 42 gegen Verdrehung gesichert trägt.

Im Innern des Zylindergehäuses 38 ist auf der Kolbenstange 37 auf der der Zentrierbacke zugekehrten Seite des Kolben 39 eine Anschlagbüchse -40 angeordnet. Diese Anschlagbüchse 40 begrenzt den Weg des Kolbens 39 nach rechts. Auf der anderen Seite des Kolbens 39 ist auf der Kolbenstange 37 eine Anschlagbüchse 41

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angeordnet -, die den Weg des Kolbens 39 nach links begrenzt* Die Kolbenstange 37 ist hierbei nach links durch den Boden des Zylindergehäuses 38 nach draußen geführt. Dieser Teil der Kolbenstange 37 kann beispielsweise als Träger oder Betätigungsorgan weiterer Schalteinrichtungen benutzt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5a kann der Kolben 39 von dem Strömungsmittel über die Leitungen 44 und 45 doppelseitig beaufschlagt werden. Eine Alternativlösung kann jedoch auch darin bestehen, den Kolben 39 nur einseitig in Richtung Ausfahrbewegung für die Zentrierbacke zu beaufschlagen, weil in dieser Richtung die gewünschte Vorlast erzeugt werden soll. Wenn eine solche Vorlast aus irgend einem Grunde nicht gewünscht ist, genügt es dann, diese Seite des Kolbens vom Druck des Strömungsmediums einfach zu entlasten, dadurch, daß dann beispielsweise die Leitung 44 mit dem Tank verbunden wird (Leitung 45 existiert bei dieser Ausführungsform dann nur als Leckölleitung).

Für die Druckölversorgung der Aufnahmeeinrichtung 12 im Ausführungsbeispiel nach Figur 5a und zur Regelung des gewünschten Druckes ist eine Einrichtung 13 zur Erzeugung einer Vorlast vorgesehen. In dieser Einrichtung 13 befindet sich ein Tank 46 für Hydraulikflüssigkeit, aus dem eine Hydraulikpumpe 47 Drucköl im notwendigen Umfang entnimmt. Das von der Pumpe 47 gelieferte Drucköl wird über ein Wegeventil 48 verteilt. Wegeventil 48 wird über eine Leitung 49 von der Maschinensteuerung 43 gesteuert. In der dargestellten Situation befindet sich das Wegeventil 48 in der Schaltstellung 1, so daß das von der Pumpe 47 gelieferte Drucköl durch das Rückschlagventil 50

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hindurch über die leitung 44 in den linken Zylinderraum des Zyliridergehäuses 38 einströmen und dabei den Kolben 39 nach rechts bis zur Anlage an die Anschlagbüchse 4.0 treiben kann. Über die Leitung 45 wird dann das rechts vom Kolben 39 befindliche überschüssige Öl zurück in den Tank 46 befördert. Liegt der Kolben 39 rechts an der Anschiägbüchse 4U an, so weist die Zentrierbacke 7 einen Überstand 52 über die Greifebene der Spannbacke 9 auf, wobei dieser Überstand 52 ausreichend groß bemessen ist, um unter Berücksichtigung evtl. Krümmungen des Werkstücks dafür zu sorgen, daß die Anlagefläche 3 der Zentrierbacke 7 auf jeden Fall eher am Werkstück zur Anlage kommt, als die nicht naher bezeichnete Spannfläche der Spannbacke 9. Dieser Überstand 52 muß in der beschriebenen Weise auch bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen gewährleistet sein.

Wegen des Rückschlagventils 50 kann der von der Pumpe 47 erzeugte Druck des Strömungsmediums relativ niedrig gehalten werden. Der Pumpendruck ist daher über das Druckbegrenzungsventil 51 auf einen relativ niedrigen Wert einstellbar. Es entsteht dann zwar eine relativ kleine Vorspannkraft auf den Kolben 39, so daß die Anschlagbüchse 40 relativ niedrig belastet wird, jedoch ist eine Rückwärtsbewegung des Kolbens unter Belastung der Zentrierbacke 7 in entsprechender 'Richtung wegen des Rückschlagventils 50 nicht möglich, so lange unter der Wirkung der Rückkraft in der Leitung 44 der Druck nicht so stark ansteigt, daß hierdurch die Einrichtung 26 zur Druckregelung öffnet und Hydrauliköl über die Leitung 53 in den Tank 46 entläßt. Der Druck in der Leitung 44 wird hierbei über die Leitung 54 zur Einrichtung 26 geführt, die von der

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SteuerleitUng 55 ggf. geöffnet wird. Es ist somit möglich, über eine Einstellung an der Einrichtung 26, die beispielsweise als handelsübliches Druckregeiventil ausgebildet sein kann, den Druck in der linken Kammer des Zylindergehäuses 38 zu bestimmen, bei dem der Kolben 39 nach links ausweichen darf.

Damit der Kolben 39 durch Umschaltung des Wegeventils 48 in die Schaltstellung 2 nach links gefahren werden kann, ist das Rückschlagventil 50 als sog. entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet, das über die Steuerleitung 56 entsperrbar ist, so daß es in umgekehrter Richtung durchströmt werden kann. Ein Druckanstieg in der Leitung 45 und damit in der Steuerleitung 56 bewirkt hierbei eine Entsprerrung des Rückschlagventils 50, so daß dieses in umgekehrter Richtung durchströmt werden kann. Die Leitung 45 kann hierbei weitergeführt werden und auf die nicht

f- gezeichneten Aufnaheeinrichtungen 12.1 und 12.2 ver-

'( teilt sein.

jj' Ensperrbares Rückschlagventil 50 und die Einrichtung

j 26 zur Druckregelung erlauben die Einstellung des

* gewünschten Grenzdruckes in der linken Zylinderkammer

^ . des Zylindergehäuses 38 der Aufnahmeeinrichtung 12. | Entsprechende Steuerorgane sind für die Aufnahme-

f einrichtungen 12.1 und 12.2 vorgesehen. So führt die

Leitung 57 über die Leitung 58 durch das entsperrbare Rückschlagventil 60 zur Aufnahmeeinrichtung 12.1, wobei hinter dem Rückschlagventil die Leitung 58 über die Leitung 61 mit einer Einrichtung 27 zur Druckregelung verbunden ist, die über Leitung 62 und 63 mit dem Tank 46 verbunden ist. Die von der Leitung 58 abgehende Steuerleitung 64 sorgt hierbei dafür, daß

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die Einrichtung 27 zur Druckregelung bei dem ge- i'

wünschten eingestellten Druck in der Leitung 58 p

öffnet. I

Damit das öl für einen gewünschten Rückhub das |

Rückschlagventil 60 in umgekehrter Richtung durchströmen kann, dann wenn das Ventil 48 in Schaltstellung 2 umgeschaltet ist, wird das Rückschlagventil 60 über die Steuerleitung 65 entsperrt. i

Die Steuerleitung 65 ist weitergeführt zum entsperr- |

baren Rückschlagventil 66, welches in der Leitung 59 |

liegt, die zur Auf η ahme einrichtung 12.2 führt. Die fj;

Leitung 59 ist aber auch mit der Einrichtung 28 zur |.

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gesteuert wird. Wenn die Einrichtung 28 öffnet, kann \

das Drucköl in der Leitung 59 über die Leitung 63 in I

den Tank 46 entlassen werden. |

I Um somit die Kolben aller drei Aufnahmeeinrichtungen j

12, 12.1, 12.2 nach rechts gegen die Anschlagbüchse 40 j

zu fahren, wird das Ventil 48 von der Maschinensteuerung 43 über die Leitung 49 in Schaltstellung 1 gefahren. Das Drucköl wird nun über die Leitungen 44, 57 und 59 dur2h die Rückschlagventile 50, 60 und 66 hindurch den entsprechenden Zylindern zugeführt. Bei Gegendruck schließen die Rückschlagventile und es muß der Gegendruck sich erst so weit aufbauen, daß die entsprechenden Einrichtungen 26, 27 und 28 zur Druckregelung von den zugehörigen Steuerleitungen 55, 64 und 67 geöffnet werden.

Sollen die Kolben in den Aufnahmeeinrichtungen 12, 12.1» 12.2 nach links zurückgefahren Werden, so wird

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das Ventil 48 in Schaltstellung 2 geschaltet, wodurch die Leitung 45 mit Drucköl beaufschlagt wird, das auf die drei Aufnahmeeinrichtungen verteilt wird. Hierdurch steigt der Druck in dieser Leitung an und damit auch in den Steuerleitungen 56 und 65, so daß die drei genannten entsperrbaren Rückschlagventile öffnen und in umgekehrter Richtung durchströmbar sind, so daß das Drucköl aus der jeweils linken Kammer der genannten Aufnahmeeinrichtungen über das Ventil 48 in den Tank 46 entlassen werden kann.

Zur Durchführung einer Einspannung eines Werkstücks 15 wird dieses in willkürlicher Ablage auf die äußere Planfläche 30 des Kraftspannfutters 31 oder beispielsweise auf die Wälzelemente 32 abgelegt. Das Kraftspannfutter ist hierbei in geöffnetem Zustand, die Spannbacken 9 also in entsprechender Position. Soweit die Zentrierbacken 7 und 8 unter Federvorlast stehen, sind diese nunmehr in vorderster Position und weisen einen geeignet großen Überstand 52 zu der Spannfläche der Spannbacken 9 auf. Im Falle der Ausführungsform nach Figur 5a muß hierzu das Ventil 48, wie beschrieben, in Schaltstellung 1 gefahren werden. Der für die Zentrierung gewünschte Gegendruck ist vorher an den Einrichtungen 26, 27 und 28 eingestellt worden, wobei für jede Aufnahme einrichte .ng eine entsprechende Einrichtung zur Druckregelung vorhanden sein kann.

Nachdem das Steuerkommando "Spannen" gegeben worden ist, bewegen sich die Spannbacken und damit auch die Zentrierbacken auf das zu spannende Werkstück 15 zu, Und es kommen die Zentrierbacken 7 bzw. 8 als erste am Werkstück zur Anlage, Da das Werkstück willkürlich,

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also nicht zentrisch abgelegt wurde, kommen nicht alle Zentrierbacken gleichzeitig zur Anlage, so daß die zur Anlage kommenden Zentrierbacken das Werkstück vor sich herschieben und auch etwas drehen, wobei das Werkstück an den Anlageflächen 4 abgleitet bzw. an den Anlageflächen 3 abrollt. Infolge der Radialbewegung der Spannbacken wird das Werkstück zentrisch verschoben, solange bis alle Zentrierbacken 7 bzw. 8 am Werkstück 15 anliegen. Die Verschiebung des Werkstückes kann hierbei erheblich erleichtert werden, wenn das Werkstück beispielsweise auf den Wälzelementen 32 während des Verschiebeprozesses abrollen kann. Die Zentrierung wird hierdurch erleichtert und die Zentriergenauigkeit erhöht.

Wenn sich alle Zentrierbacken 7 bzw. 8 in Anlage am Werkstück befinden, ist das Werkstück 15 zentriert. Zur Einspannung des Werkstückes in der zentrierten Position fahren nun die Spannbacken ohne Unterbrechnung weiter radial einwärts und es drücken sich die Zentrierbacken 7 bzw. 8 gegen den von den verschiedenen Einrichtungen erzeugten Gegendruck in die Aufnahmeeinrichtungen 10 bzw. 11 bzw. 12 ein, so daß nach kurzem weiteren Spannweg die Spannbacken 9 mit ihren nicht näher bezeichneten Spannflächen das Werkstück 15 spannen. Im Falle der hydraulischen Ausführung nach Figur 5a ist es nun einfach möglich die Vorlast durch Umschaltung des Ventils 48 in die Schaltposition 2 wegzunehmen. Hierdurch gelingt es, die Belastung der Einrichtungen, die die Spannbacken 9 betätigen, entsprechend zu reduzieren.

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Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Achse
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2 Achse des Spannfutters

3 Anlagefläche

4 AnIagefläche ' 5 Wälzkörper

6 unbenutzt

- 7 Zentrierbacke

8 Zentrierbackt.

9 Spannbacke

[■ 10 Aufnahme einrichtung

11 Aufnahmeeinrichtung

12 Aufnahmeeinrichtung

12.1 Aufnahmeeinrichtung

12.2 Aufnahmeeinrichtung

13 Einrichtung zur Erzeugung einer Vorlast

14 Federsäule J 15 Werkstück

16 Gehäuse

17 Gehäuse

18 Zentrierbackentäger

19 Zuganker

20 Zuganker

21 Anschlag

22 Anschlagfläche

23 Anschlagfläche

24 Kolben-Zylinder-Einheit

25 Einstellschraube

26 Einrichtung zur Druckregelung

27 Einrichtung zur Druckregelung

28 Einrichtung zur Druckregelung

29 Backenträger

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30	äußere Planfläche
31	Kraftspannfutter
32	Wälzelement
33	Kugelpfanne
34	Pfeil
35	Gewindeende
36	Verdrehsicherung
37	Kölueiiatäflge
38	Zylindergehäuse
39	Kolben
40	Anschlagbuchse
41	Anschlagbuchse
42	Verdrehsicherung
43	Maschinensteuerung
44	Leitung
45	Leitung
46	Tank
47	Pumpe
48	Wegeventil
49	Leitung
50	Rückschlagventil
51	Druckbegrenzungsventil
52	Überstand
53	Leitung
54	Le i tung
55	Steuerleitung
56	Steuerleitung
57	Leitung
58	Leitung
59	Leitung
60	Rückschlagventil
61	Leitung
62	Leitung
63	Leitung

a3

- 28 -

64 Leitung

65 Steüerleitürig

66 Rückschlagventil

67 SteUerleitung

Claims (2)

1. Kraftspannfutter mit mindestens drei an einem Futterkörper konzentrisch bewegbar angeordneten, kraftbe~ tätigten Spannbacken für eine Einspannung eines Werkstücks sowie mit mindestens drei weiteren, kraftbetätigt an das zu spannende Werkstück anlegbaren Zentrierbacken, die gleichzeitig mit · den Spannbacken bewegbar sind, wobei die Zentrier-

• backen glatte Anlageflächen für die

Anlage am Werkstück aufweisen und ί

wobei Spannbacken und Zentrierbacken

lösbar an Backenträgern besfestigt sein können, dadurch gekennzeichnet,

ι daß die Zentrierbacken (7,8) mittels

^e| sie tragender Aufnahmeeir.richtungen

|. (10,11,12) gleichsinnig mit den

■I Spannbacken (9) und relativ zu

diesen beweglich angeordnet und mit

t ' Antriebseinrichtungen sowie mit Ein

richtungen (13,14) zur Erzeugung einer Vorl&st verbunden sind, wobei

ί letztere eine Ausweichbewegung der

Zentrierbacken (7,8) nach deren Anlage am Werkstück (15) mit der Kraft der Vorlast behindern.

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2. Kraftspannfutter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (3) der Zentrierbacken

', (7) in ansich bekannter Weise von

; Wälzkörpern (5) gebildet werden, die

'j, mindestens um eine zur Achse (2) des

Spannfutters (31) parallele Achse (l) drehbar gelagert sind.

3. Einrichtung mindestens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (5) in ansich bekannter V/eise als Rollen oder scheibenförmige Rollen mit fester Drehachse (1) ausgebildet sind.

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4ί Einrichtung mindestens nach Anspruch ' 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (10,11) im wesentlichen ein Gehäuse (16,17) mit einer darin angeordneten, vorgespannten Federsäule (14) umfaßt, wobei sich die Zentrierbacken (7,8) direkt oder über einen Zentrierbackenträger (18) an der Federsäule (14) abstützen, die sich ihrerseits am Gehäuse (16,17) abstüzt.

5. Einrichtung mindestens nach Anspruch

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbacken (7,8) oder die Zentrierbackenträger (18) je mit mindestens einem Zuganker (19,20) ausgerüstet sind, der über die Federsäule (14) hinaus oder durch diese hindurch bis auf die Rückseite des Gehäuses (16,17) geführt ist und in diesem Bereich einen Anschlag (21) aufweist zur Anlage an eine den Auswärtshub der Zentrierbacken- (7,8) begrenzenden Anschlagfläche (22,23).

6. Einrichtung mindestens nach Anspruch

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (22) von der Rückseite des Gehäuses (16) gebildet wird.

7. Einrichtung nach mindestens einem

der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsäule (14) als Tellerferderpaket ausge-. bildet ist.

8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (4) der Zentrierbacken (8) als glatte, konfex oder sphärisch gekrümmte Oberflächen ausgebildet sind.

9. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zentrierbacken (7) Aufnahmeeinrichtungen (12) und Einrichtungen (13) zur Erzeugung einer Vorlast vorgesehen sind, wobei die Aufnahmeeinrichtungen (12) im wesentlichen als strömungsmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheiten (24) ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (25 28) zur Einstellung der Vorlast vorgesehen sind.

11. Einrichtung mindestens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Einstellung der

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Vorlast eine Einrichtung (25) zur Veränderung der Vorspannung der Federsäule (14) vorgesehen ist.

\2. Einrichtung mindestens nach Anspruch 9 oder 3.0, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Einstellung der Vorlast Einrichtungen (26,27,28) zur Druckregelung des Strömungsmittels vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtungen (10,11,12) an den Spannbacken (9) oder an den Backenträgern (29) angeordnet sind.

14. Einrichtung mindestens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtungen (10,11,12) seitlich an den Spannbacken (9) angeordnet sind.

15. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Planfläche (30) des Kraftspannfutters (31) mit Wälzelementen (32) für eine Werkstückanlage ausgerüstet ist.

16. Einrichtung mindestens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Wälzelemente (32) Kugeln sind, die in auf der äußeren Plänfläche (30) angeordneten Kugelpfännen (33) gelagert und gegen Herausfallen gesichert sind.

17. Einrichtung mindestens nach mindestens einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (32) hydrostatisch gelagert sind.

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