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Spannfutter Die Erfindung 'bezieht sich auf ein Spannfutter zur Befestigung
an der Spindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer Drehbank, bei welchem
ein mit einer Hohlkegelfläche ausgebildeter Drehkörper vorgesehen ist, in den eine
mit ei'ne'm entsprechenden Außenkegel ausgebildete Spannpatrone durch ein zur Futterachse
längs verschiebbares Druckstück hineindrückbar ist. Dabei ist das Druckstück über
ein Außengewinde mit einer axial festliegenden Hülse verbunden, die durch eine in
Spannstellung des Futters gegen Drehung gesicherte Griffscheibe unter Einschaltung
eines durch Schlagflächen begrenzten Totgangspieles drehbar ist, wodurch die Einspannglieder
der Spannpatrone auf einem zwischen ihnen @eingeführten Gegenstand in Spannlage
gebracht werden können. Um das unbeabsichtigte Lockern der Griffscheibe, beispielsweise
beim plötzlichen Anhalten einer Drehbank durch die Betätigung der Drehbankspindelbremse,
infolge ihrer Schwungkraft, was ein Lösen der Einspannglieder der Spannpatrone von
dem zwischen ihnen befindlichen Gegenstand unter verheerenden Folgen verursachen
kann, zu vermeiden, sind hei einern bekannten Futter der genannten Art unter Federdruck
in Vertiefungen einrastende Stifte vorgesehen. Diese bilden aber keine formschlüssige
Verbindung, so daß Unfälle nicht mit Sicherheit ausgeschaltet sind. Hierzu ist gemäß
der Erfindung ein die Griffscheibe mit dem Drehkörper verbindender in Bohrungen
axial verschiebbarer Stift vorgesehen. Dieser ist vorzugsweise mit einem auf der
Griffscheibe längs verschieblichen Sicherungsring verbunden, wobei der Sicherungsring
zweckmäßig
durch in diesem angeordnete federbelastete Nasen, die
mit auf der Griffscheibe vorgesehenen, entgegeEgesetzt geii-#igten, sich -einander
anschließenden ringförmigen Schrägflächen zusammenarbeiten, wechselweise in eine
seiner zwei Endstellungen gebracht werden kann, d. h. in eine Stellung, in welcher
er Sicherungswirkung hat und in eine, in welcher diese aufgehoben ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der ErfindunK ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht
.eines Spannfutters gemäß der Erfindung; Fig.2 :einen Längsschnitt des Spannfutters
nach der Linie:!-2 der Fig. 1; Fig.3 und 4 sind Stirnansichten im Schnitt von in
den Fig. 1 und 2 gezeigten Teilen, wobei die Schnitte nach den Linien 3-3 bzw. 4-4
der Fig. 2 geführt sind; Fig. 5, 6 und 7 zeigen in vergrößertem Maßstab und im Schnitt
die Teile der Sperreinrichtung in verschiedenen Stellungen zueinander, wobei diese
Schnitte längs der Linie 5-5 der Fig. 3 geführt sind; Fig.8 und 9 zeigen eine Einrichtung
zur nachgiebigen Sicherung der Griffscheibe auf dem Drehkörper des Spannfutters
im Schnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 1, wobei die Teile dieser Einrichtung in
diesen beiden Figuren in ihren verschiedenen Stellungen zueinander dargestellt sind.
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In den Zeichnungen ist mit 1o ein hohler Drehkörper bezeichnet, der
zur Befestigung an und für den Antrieb für eine Werkzeugmaschine, beispielsweise
eine Drehbank, ausgebildet ist. In der besonderen dargestellten Ausführungsform
hat dieser Körper an einem Ende einen sich nach außen erstreckenden Flansch 11,
der auf die Spindel einer Drehbank oder einer anderen Werkzeugmaschine aufgesetzt
und an dieser durch beliebige ,geeignete Mittel festgemacht werden kann. 12 bezeichnet
eine sich an den Flansch anschließende zylindrische Außenfläche des Drehkörpers,
in welcher eine ringförmige Kugellaufbahn 13 vorgesehen ist. Der äußere vordere
Teil 14 des Drehkörpers ist ebenfalls zylindrisch, hat jedoch einen kleineren Durchmesser
als der Teil 12. In diesem Teil des Drehkörpers ist eine in Längsrichtung sich erstreckende
Keilnut 15 hineingearbeitet. Mit 16 ist die im vorderen Teil des Drehkörpers auf
seiner Innenseite ausgebildete kegelförmige Schrägfläche bezeichnet.
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20 bezeichnet eine auf der zylindrischen Fläche 12 des Drehkörpers
drehbar gelagerte Betätigungshülse, die eine Kugellaufbahn 21 aufweist. Die Kugeln
22 werden zwischen die Kugellaufbahnen 13 und 21 durch eine radiale Bohrung 23 in
der Hülse eingeführt. Diese Kugeln verhindern eine Längsbewegung zwischen dem Drehkörper
1o und der Hülse 2o. Der vordere Teil der Hülse ist bei 24 mit einem Innengewinde
versehen und umgreift den Teil 14 des Drehl@örpers mit Spiel. Die Außenseite 25
dieses vorderen Teils der Hülse ist zylindrisch. Vom hinteren Ende der Hülse aus
erstrecken sich zwei einander diametral gegenüberliegende Knaggen 26 und 27 nach
außen. 3o ist ein auf dem Teil 14 des Drehkörpers und in dem zwischen dem Drehkörper
und der Betätigungshülse 2o gebildeten Spielraum gleitbar gelagertes Druckstück.
Dieses hat eine Keilnut für den in der Keilnut 15 des Drehkörpers befestigten Keil
15A, wodurch eine Drehbewegung von Druckstück und Drehkörper gegeneinander verhindert
wird. Das Druckstück hat ein Außengewinde 31, das mit dem Gewinde 24 auf der Hülse
im Eingriff steht, und einen sich nach innen erstrechenden Flansch 32 an seinem
vorderen Ende, der eine abgeschrägte innere Anschlagfläche 33 und eine freie öffnung
34 aufweist.
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Mit 40 ist eine Griffscheibe bezeichnet, die aus einem äußeren. Teil
41 und einem inneren Teil 42 besteht. Die Teile 41 und 42 sind miteinander durch
Edelfestsitz verbunden, so daß sie gegeneinander keine Bewegung ausführen können.
Der äußere Teil erstreckt sich vom Drehfutter in Form eines Ringrades nach ,außen
und hat an seinem Umfang Einen glatten Rand 43. Die Kanten des Randes sind mit EinlLerbungen
44 versehen. Der innere Teil 42 bildet Eine Nabe, die drehbar auf der Betätigungshülse
2o gelagert ist. Diese Nabe hat bogenförmige Aussparungen 45, 46 (Fig. 4) zur Aufnahme
der von der Hülse 2o abstehenden I-Z-nag"L-n 26, 27.
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28 ist ein geschlitzter Haltering, der in eine ringförmige Nut in
der Nähe des äußeren Endes der Betätigungshülse eingreift. Zwischen dem Haltering
und dem vorderen Ende des inneren Teils 42 der Griffscheibe befindet sich eine Unterlegscheibe
29, so daß die Griffscheibe auf der Betätigungshülse zwischen den Knaggen 26, 27
und der Unterlegscheibe 29 gehalten wird.
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Die Enden der Aussparung 45 sind mit 5o, 51 bezeichnet und die Enden
der Aussparung 46 mit 52, 53. Wie in Fig.4 gezeigt, kommt die Knagge 26 an dem Ende
5o ,der Nut 45 zum Anschlag und die Knagge 27 am Ende 52 der Nut 46.
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6o bezeichnet eine Spannpatrone. Diese besteht aus einer Anzahl starrer
Einspannglieder 61, die miteinander durch einen Körper 62 aus elastischem Material
verbunden sind. Die Außenkanten 63 der Einspannglieder sind mit dem gleichen Winkel
zur Achse des Drehkörpers 1o geneigt wie die Schrägfläche 16, während die Innenkanten
64 parallel zu dieser Achse verlaufen. Die Vorderkanten 65 schließen mit der Senkrechten
zur .erwähnten Achse den gleichen Winkel ein wie die Anschlagfläche 33 des Druckstückes
und sind so angeordnet, daß sie an dieser Anschlagfläche zur Anlage kommen können.
Die Einspannglieder können mit Querbohrungen versehen sein, wie hei 66 geneigt,
so daß das elasti sche Material durch diese hindurchtreten kann. Ölbeständiger synthetischer
Gummi ist der geeignete Werkstoff für den Körper 62. Die Einspannglied.er sind radial
und in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet, wobei der Körper 62 an den
Einspanngli.edern vorzugsweise befestigt ist, z. B. durch Vulkanisation.
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Wenn die Teile zusammengebaut sind, wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt, befinden
sich die Vorderkanten 65 der Einspannglieder am vorderen Ende des
Druckstückes
30, so daß ein Werkzeug od. dgl. in die Spannpatrone :eingeführt werden kann. Eine
Rechtsdrehung der Hülse 2o erteilt dem Druckstück 3o seine -Rückwärtsbewegung und
drückt die Einspannglieder nach innen. Während dieses Vorgangs bleiben die Innenkanten
64 der Einspannglieder parallel zur Achse der konischen Schrägfläche, so daß das
Werkzeug od. dgl. mit sehr großer Genauigkeit zentriert wird.
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Die Betätigungshülse 2o ,wird durch die Griffscheibe 4o gedreht. Wenn
die letztere, wie in Fig. 4 gezeigt, im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewirkt das
Auftreffen des Endes 5o der Aussparung 45 auf der Knagge 26 und das Auftreffen des
Endes 52 der Aussparung 46 auf der Knagge 27 eine Drehung der Hülse 20, so daß das
Druckstück 3o in Längsrichtung nach rückwärts bewegt wird, was eine radiale Einwärtsbewegung
der Einspannglieder 61 zur Folge hat. Die Einspannglieder spannen einen zwischen
ihnen eingeführten Gegenstand dadurch fest ein, daß man die Enden 50, 52 von den
Knaggen 26, 27 wegbewegt und sie rasch zurückdreht, so daß den Knaggen.scharfe Schläge
erteilt werden.
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Die Masse der Griffscheibe ist beträchtlich größer als die der Betätigungshülse,
so daß letztere weiter um die Achse des Spannfutters gedreht wird und durch diesen
Bewegungsimpuls eine kräftige Spannwirkung der Spannpatrone auf den zwischen den
Einspanngliedern befindlichen Gegenstand ausgeübt wird. Diese scharfen Schläge können,
wenn gewünscht, wiederholt werden. Zum Lockern der Spannpatrone wird die Griffscheibe
4o rasch in der entgegengesetzten Richtung' gedreht, um das Ende 51 der Aussparung
45 mit einem scharfen Schlag gegen die Knagge 26 zu bringen und das Ende 53 der
Aussparung 46 gegen die Knagge 27. Auch hierfür können diese scharfen Schläge erforderlichenfalls
wiederholt werden und die gleichzeitige Drehung der Griffscheibe und der Betätigungshülse
fortgesetzt werden, bis die Spannpatrone geöffnet und der zwischen ihren Einspanngliedern
befindliche Gegenstand freigegeben ist.
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Da die beschriebene Vorrichtung besonders für Präzisionsarbeit und
einen großen Spannbereich bestimmt ist, kann jedes Spannfutter mit einer Anzahl
von Spannpatronen von verschiedenen Innenabmessungen ausgestattet werden. Es hat
sich in der Praxis herausgestellt, daß, wenn das Futter aus seiner Drehbewegung
plötzlich zum Stillstand gebracht wird, die Griffscheibe wegen ihres Bewegungsimpulses
fortfährt sich zu drehen. Bei einer Drehbank z. B. wird das Spannfutter normalerweise
@entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht. Beim plötzlichen Anhalten desselben
durch Betätigung der Drehhankspindelbremse hat die Griffscheibe 4o das Bestreben,
sich auf der Hülse 2o :entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn weiterzudrehen. Dies kann
zur Folge haben, daß die Enden 54 53 der Aussparungen 45, 46 des inneren Teiles
42 der Griffscheibe auf die Knaggen 26, 27 mit einer Kraft aufschlagen, die ausreicht,
die Einspannglieder der Spannpatrone von dem zwischen ihnen befindlichen Gegenstand
unter verheerenden Folgen zu lösen. Diese Schwierigkeit wird durch eine - Anordnung
überwunden, mittels welcher die Griffscheibe jederzeit gegen Drehbewegung auf der
Hülse gesichert werden kann.
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Die Griffscheibe 40 wird gegen Drehung gegenüber dem Drehkörper io,
wie in Fig. 5 gezeigt, durch einen Stift 7o gesichert, der sich durch -einen Teil
des inneren Teiles 42 der Griffscheibe zwischen dem Ende 5o der Aussparung 45 und
dem Ende 53 der Aussparung 46 erstreckt und mit einer Reihe von winkelig voneinander
in Abstand befindlichen Bohrungen 17 im Drehkörper io in Eingriff kommen kann. 71
ist ein Sicherungsring, der um einen verlängerten Teil des inneren Teiles 42 der
Griffscheibe gelagert ist. Dieser Ring ist mit einer hinterdrehten Nut 72 versehen,
in welche ein Teil 73 des Stiftes 70 sich erstreckt, so daß, wenn der Sicherungsring
nach außen bewegt wird, der Stift 70 aus der Bohrung 17 im Drehkörper io
heraustritt, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, wodurch die Drehung der Griffscheibe und
der Betätigungshülse mit Bezug auf den. Drehkörper ermöglicht wird. Wie in Fig.
7 gezeigt, sind die Teile so ausgebildet, daß sie sich nicht verklemmen, wenn der
Stift durch Schrägstellung des Sicherungsringes herausgezogen wird.
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Mit 8o ist eine Anzahl von winkelig in Abstand voneinander befindlichen
federbelasteten Nasen im Sicherungsring 71 bezeichnet. Diese haben kegelförmige
Enden, die an einer Schrägfläche 47 am inneren Teil 42 der Griffscheibe aufliegen,
um den Sicherungsring gegen das Spannfutter und den Stift 70 in einer der
Bohrungen 17 des Körpers io zu halten. Diese Stellung ist in Fig.8 gezeigt. Der
Sicherungsring 71 kann nach außen in die Stellung bewegt werden, in welcher er bei
70 in Fig.9 gezeigt ist, um das Heraustreten des Stiftes 70 aus der Bohrung
im Drehkörper io zu ermöglichen. Wenn in dieser Stellung die Nasen 8o an einer Schrägfläche
48 am Teil 42 der Griffscheibe aufliegen, wird der Sicherungsring in einer Stellung
gehalten, in welcher :er keine Sicherungswirkung hat.