DE864947C

DE864947C - Kraftbetaetigter Spannschluessel fuer Spannfutter an Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE864947C
Application number: DEW4026A
Authority: DE
Inventors: Fred Hansen Bogart
Original assignee: Warner and Swasey Co
Current assignee: Warner and Swasey Co
Priority date: 1948-07-30
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1953-01-29
Also published as: US2515329A; FR991388A; GB666924A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen und insbesondere einen durch einen Elektromotor kraftbetätigten Spannschlüssel für Spannfutter an Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänken, mit einer Reibungskupplung zwischen Motor und Spannbacken.

Bei diesen Spanneinrichtungen wird mit Hilfe der Reibungskupplung der Aufpreßdruck der Spannbacken eingestellt. Dabei hat sich nun gezeigt, daß, wenn die Backen des Spannfutters angezogen worden sind, um einen vorbestimmten Druck auf das Werkstück auszuüben und das Werkstück dann bearbeitet worden ist, eine größere Kraft erforderlich ist, um das Spannfutter zu öffnen, als um es zu schließen. Infolgedessen kann das Antriebsglied das Spannfutter so lange nicht öffnen, als die Reibungsglieder der Kupplung nur unter einem Druck stehen, wie er zum Schließen erforderlich war. Dies erfordert eine Einstellung der Kupplung für jedes Öffnen und Schließen des Spannfutters, was natürlich nachteilig ist, insbesondere, wenn nacheinander Werkstücke gleicher Größe und Gattung zu bearbeiten sind, da das Spannfutter so betätigt werden soll, daß die Spannmittel auf jedes Werkstück denselben Druck ausüben.

Die Erfindung bezweckt eine Vereinfachung und Verbesserung derartiger Einrichtungen, damit mit der Werkzeugmaschine Werkstücke stark unterschiedlicher Abmessungen bearbeitet werden können, ohne daß das Ein- und Ausspannen des betreffenden Werkstücks besondere Umstellungen erfordert.

Ferner soll durch die Erfindung erreicht werden, daß ein bestimmter Einspanndruck für die Werkstücke im Spannfutter sich nicht ändert, wenn verschieden große Werkstücke eingespannt werden. Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß der das übertragbare Drehmoment bestimmende Anpr&ßdruck der Kupplung beim Spannen auf einen geringeren Wert einstellbar ist als beim Lösen des Futters.
ίο Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zu der den Anpreßdruck der Kupplung beim Spannen bewirkenden Kraft eine weitere Kraft beim Lösen des Futters hinzuschaltbar.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform des Spannschlüssels gemäß der Erfindung zum Andrücken der Kupplung während des Spannens ist ein unter einem einstellbaren Druck stehender Flüssigkeitskolben vorgesehen, zu welchem beim Lösen des Futters ein weiterer Kolben hinzuschaltbar ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und durch sie erzielte Fortschritte gegenüber den bekannten Einrichtungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt

Fig. ι eine Teilstirnansicht des Spindelstocks einer Werkzeugmaschine mit einem Werkstückspannfutter und einem angetriebenen Betätigungsmechanismus für das Spannfutter in Form eines Schlüssels gemäß der Erfindung, wobei in der Ansicht ein Teil des Schlüssels fortgelassen ist, um die neuartigen, hydraulisch betätigten Kolben zu zeigen, welche den Eingriff der Kupplung des angetriebenen Schlüssels bewirken, Fig. 2 eine schematische Darstellung teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht durch die neuartigen hydraulischen Einrichtungen zur Betätigung des angetriebenen Schlüssels, Fig. 3 eine Draufsicht auf den angetriebenen Schlüsselmechanismus gemäß Fig. 1,

Fig. .4 eine Teilvorder ansicht eines Teils einer Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1 zur Veranschaulichung des Betätigungshandgriffs des angetriebenen Schlüssels und der einstellbaren Steuerung zur Regelung des Druckes, mit welchem die Reibungskupplung des Schlüssels in Eingriff gebracht wird, Fig. 5 eine Teilansicht teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß zur Veranschaulichung des Mechanismus zur Drehung der Spindel des Spannfutterschlüssels und zu seiner axialen Bewegung sowie zur Veranschaulichung des drehbaren Steuerventils, welches durch den Handgriff zur Betätigung des Schlüssels betätigt wird,

Fig. 6 einen Teilschnitt durch ein drehbares Steuerventil gemäß Fig. 2 und 5 in der Stellung zum Lösen des Werkstücks bzw. öffnen des Spannfutters,

Fig. 7 einen Schnitt gemäß Fig. 6 für eine andere Ventilstellung zum Erfassen des Werkstücks oder Schließen des Spannfutters,

Fig. 8 eine rückwärtige Teilansicht des angetriebenen Schlüssels für das Spannfutter unter Fortlassung der hinteren Deckplatte und eines Teils des oberen Gehäuses mit Teilen in dem Gehäuse im Schnitt, um die Kupplung und ihren Betätigungshebel deutlicher darzustellen,

Fig. 9 eine rückwärtige Teilansicht des angetriebenen Schlüssels für das Spannfutter zur Veranschaulichung seiner elektrischen Steuerschalter,

Fig. 10 ein vereinfachtes Schaltschema des elekirischen Stromkreises für den Mechanismus des Schlüssels für das Spannfutter unter Verwendung von hydraulisch gesteuerten Einrichtungen, um die Kupplung in Eingriff zu bringen,

Fig. 11 eine Teilansicht teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, um die Reibungskupplung des angetriebenen Schlüssels einzurücken und einen bestimmten Bereich von Eingriffsdrücken für das von dem Schlüssel betätigte Spannfutter zu schaffen und ferner zur Veranschaulichung der Art, in welcher der Mechanismus automatisch die Abnutzung der Reibungsglieder der Kupplung kompensiert,

Fig. 12 eine seitliche Teilansicht der Einrichtung im Mechanismus gemäß Fig. 11, um die vom Spannfutter ausgeübten Werkstückhaltedrücke einzustellen und anzuzeigen,

Fig. 13 eine Teilansicht teilweise im Schnitt der neuen elektromagnetischen Einrichtung, welche mit dem Mechanismus gemäß Fig. 11 verwendet wird,' um den Kupplungseingriffsdruck zu erhöhen, wenn der angetriebene Schlüssel die Klemmbacken des Spannfutters öffnen soll, und

Fig. 14 ein vereinfachtes Schaltschema des elekfrischen Stromkreises für den Spannfutterschlüsselbetätigungsmechanismus gemäß Fig. 11 bis 13.

In Fig. ι ist ein Teil einer Werkzeugmaschine der üblichen Bauart dargestellt, welche einen Spindelstock 20 hat, welcher auf dem üblichen Fundament befestigt ist und ein Spannfutter 21 trägt, welches von der Werkstückspindel in der üblichen Weise getragen wird. Das dargestellte Spannfutter ist von der üblichen Bauart mit radial beweglichen Klemmbacken 22, welche ein Werkstück entweder von außen oder von innen erfassen. Die Klemmbacken 22 werden durch ein drehbares Glied betätigt, welches in eine entsprechend geformte öffnung 23 eingesetzt ist, von welchen eine oder mehrere an geeigneten Stellen am Umfang des Spannfutters angeordnet sein können. In Fig. 1 ist nur eine Öffnung23 dargestellt. Das Spannfutter ist somit von der üblichen Bauart und braucht daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden.

Neben dem Spannfutter 21 und vorzugsweise an seiner Rückseite, von der Vorderseite der Maschine aus gesehen, d. h. von links in Fig. 1, ist eine angetriebene Betätigungseinheit für das Spannfutter angeordnet, welche allgemein mit 24 bezeichnet ist. Sie kann am Spindelstock der Maschine in beliebiger Weise befestigt sein. Diese angetriebene Betätigungseinheit für das Spannfutter besitzt eine Schlüsselspindel 25, deren äußeres Ende vieleckig ist und/oder Zungen besitzt, um in entsprechende öffnungen eines Betätigungsgliedes einzugreifen, welches in der Öffnung 23 des Spannfutters 21 liegt.

Der Eingriff erfolgt durch axiale Bewegung der Schlüsselspindel 25, wenn letztere mit der öffnung 23 ausgerichtet ist.

Die Schlüsselspindel 25 ist gleitbar und drehbar in entsprechenden Lagerbüchsen im Gehäuse 27 der Einheit 24 gelagert (Fig. 5). Eine Totgangscheibe 28 ist auf einem Teil der Spindel aufgekeilt oder sonstwie mit ihr verbunden und läuft mit ihr um. Die Scheibe 28 ist in beliebiger geeigneter Weise gegen Axialbewegung in bezug auf die Spindel gesichert. Gemäß Fig. 5 erstreckt sich das Schlüsselglied oder die Spindel 25 durch eine büchsenartige Verlängerung 29 der Scheibe 28. Diese Verlängerung ist in einer ähnlichen büchsenartigen Verlängerung 30 eines Schneckenrades 31 gelagert. Das Schneckenrad ist mit seiner Büchse in einem entsprechenden Zylinderteil bzw. in einer Büchse 32 des Gehäuses 27 gelagert. Am Innenumfang des Schneckenrades 31 ist eine nach innen gerichtete Nase 33 vorgesehen, welche mit einem Segmentteil 34 zusammenwirkt, welcher am Umfang der Scheibe 28 vorgesehen ist (Fig. 8). Die Scheibe 28 hat ferner einen federbelasteten Kolben 35, welcher radial nach außen hervortritt und die Innenfläche des Schneckenrades 31 berührt (Fig. 5).

Die oben beschriebene Bauart ist derart, daß die Reibung zwischen dem Kolben 35 und dem Schneckenrad 31 genügt, um diese beiden Teile miteinander umlaufen zu lassen, wenn das Schneckenrad 31 gedreht und der Drehung der Spindel 25 kein merkbarer Widerstand entgegengebracht wird. Sobald jedoch ein merkbarer Widerstand gegen die Drehung der Spindel 25 wirkt, so dreht sich das Schneckenrad 31 relativ zur Scheibe 28, bis die Nase 33 sich gegen die eine Stirnfläche des Segmentteils 34 legt. Die Spindel 25 wird dann durch eine Berührung von Metall auf Metall gedreht, so daß zwischen dem Schneckenrad 31 und der Scheibe 28 kein toter Gang mehr besteht. Wenn das Schneckenrad 31 in einer Richtung gedreht wird, um die Nase 33 und den Segmentteil 34 zu trennen, und der Drehung der Spindel 25 ein Widerstand geboten wird, so macht das Schneckenrad eine teilweise Drehung, ehe die Nase 33 sich gegen die andere Stirnseite des Segments 34 der Scheibe 28 legt. Hierdurch wird ein relativ starker Schlag auf den Teil 34 erzeugt, dessen Zweck später beschrieben wird.

Die Schlüsselspindel 25 wird axial gegen das Betätigungsglied für das Spannfutter in dessen Öffnung 23 und von diesem Glied fort bewegt, und zwar mittels eines Betätigungshandgriffs 36. Der Handgriff 36 ist am äußeren Ende einer Stange 37 befestigt. Die Stange 37 ist drehbar und gleitbar in einem Gehäuse 89 gelagert. Das Gehäuse 89 ist mit einem Teil des Spindelstocks verbunden, so daß der Handgriff 36 bequem an der Stirnfläche des Spindelstocks liegt, wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich. Das innere Ende der Stange 37 ist mit einem stangenartigen Teil 38 verbunden, welcher gleitbar und drehbar in einem Teil desGehäuses 27 gelagert ist. Dieser Teil 38 hat eine Rundezahnstange 39, welche mit miteinander kämmenden Segmentritzeln 40 und 41 zusammenwirkt. Das Ritzel 41 wirkt mit einer Rundzahnstange 42 auf der Schlüsselspindel 25 zusammen.

Wenn die Teile sich in der Stellung gemäß Fig. 1 und 5 befinden, so befinden sich der Handgriff 36 und die Stange 37 in ihrer innersten Stellung, so daß die Zahnstange 39, die Ritzel 40, 41 und die Zahnstange 42 den Schlüsselteil der Spindel 25 aus seinem Eingriff mit dem Spannfutter herausgezogen haben. Die Bewegung der Teile in dieser Richtung ist dadurch begrenzt, daß das eine Ende des unverzahnten Teils des Ritzels 41 mit einem Anschlagstift 41^s in Eingriff kommt. Wird der Handgriff 36 herausgezogen, so dreht die Zahnstange 39 die Ritzel 40, 41 teilweise, so daß letzteres die Spindel 25 nach außen schiebt und in Eingriff mit der Öffnung des Spannfutters bringt. Die Bewegung in dieser Richtung wird ebenfalls dadurch begrenzt, daß das andere Ende des unverzahnten Teils des Ritzels 41 mit dem Anschlagstift 41" in Eingriff kommt.

Um zu verhindern, daß die Schlüsselspindel 25 mit dem Spannfutter in Eingriff kommt, wenn die Spannfutterspindel und das Spannfutter umlaufen, ist zwischen dem Mechanismus für die Schlüsselspindel 25 und dem Hauptsteuerhebel 43 für den Spindelstockmechanismus eine Verriegelung vorgesehen. Diese Verriegelung besteht aus einem federbelasteten Kolben 44 (Fig. 5), welcher mit einer Ringnut 45 im Teil 38 zusammenwirkt. Die Feder 46, welche den Kolben 44 umgibt, wirkt auf einen Bund des Kolbens und versucht normalerweise, den Kolben aus der Nut 45 herauszuziehen, so daß der Teil 38 sich frei bewegen kann. Der obere Teil des Kolbens 44 ist mit einer Einstellschraube 47 versehen, deren oberes Ende durch ein vom Steuerhebel 43 betätigtes Glied erfaßt werden kann. Wenn daher der Steuerhebel 43 so eingestellt ist, daß das Spannfutter umläuft, so wird der Kolben 44 niedergedrückt und greift mit seinem unteren Ende in die Ringnut 45 ein. Hierdurch wird verhindert, daß die Schlüsselspindel mit dem Spannfutter 21 in Eingriff gebracht werden kann. Für den Fall, daß die Schlüsselspindel unbeabsichtigt in Eingriff mit dem Spannfutter gelassen wurde und der Versuch gemacht wird, den Steuerhebel 43 zu betätigen, um das Spannfutter umlaufen zu lassen, so ist dieser Versuch vergeblich, weil das untere Ende des Kolbens 44 nicht in die Nut 45 eintritt, da die Nut nicht mit dem Kolben 44 ausgerichtet ist. Infolgedessen kann der Steuerhebel 43 nicht so weit bewegt werden, um das Spannfutter anlaufen zu lassen.

Die Drehung der Schlüsselspindel 25 erfolgt durch das bereits erwähnte Schneckenrad 31 und die Totgangscheibe 28 mittels eines umkehrbaren Elektromotors, welcher allgemein mit 48 bezeichnet ist. Die Ankerwelle dieses Motors ist mit einem Satz von Scheibenplatten oder Reibungsgliedern einer Reibungskupplung verbunden (Fig. 8). Der andere Satz von Scheibenplatten oder Reibungsgliedern der Kupplung ist mit dem angetriebenen Teil 50 der Kupplung verbunden, welcher auf eine

Schneckenwelle 51 aufgekeilt ist. Die Welle 51 ist im Gehäuse 27 gelagert und trägt eine Schnecke 52, welche mit dem Schneckenrad 31 kämmt, um die Schlüsselspindel 25 zu drehen. Die dargestellte Kupplung und der jetzt zu beschreibende Mechanismus sind so gebaut, daß die Kupplungsscheiben oder Reibungsglieder mit einem im wesentlichen gleichförmigen Druck in Eingriff kommen, wenn der Steuerhebel in einer Richtung betätigt wird, um das Spannfutter zum Erfassen des Werkstücks zu betätigen. Dieser gleichförmige Druck ist vorher gewählt. Infolgedessen wird auf die Schlüsselspindel 25 ein gleichförmiges, in seinem Wert vorher gewähltes Drehmoment ausgeübt, selbst wenn die Reibungsglieder der Kupplung abgenutzt sind. Infolgedessen werden die Klauen des Spannfutters 21 durch eine vorbestimmte Kraft in ihre Stellung zur Erfassung des Werkstücks gebracht, und diese Kraft ist leicht einstellbar, um die Werk-

ao stückhaltedrücke den verschiedenen Werkstückarten anzupassen. Wenn der Steuerhandgriff 36 in einer Richtung betätigt wird, um das Werkstück freizugeben, so erzeugt der Totgang zwischen dem Segmentteil 34 und der Nase 33 einen hammerartigen Schlag, um zunächst die Klemmbacken des Spannfutters von dem von ihnen erfaßten Werkstück zu lösen. Ferner ist, wie später ersichtlich, ein Mechanismus vorgesehen, um automatisch den Druck zu erhöhen, mit welchem die Reibungskupplung 49 eingerückt wird, wenn die Schlüsseleinheit 24 in einer Richtung betätigt wird, um die Klemmbacken des Spannfutters vom Werkstück zurückzuziehen, so daß für diesen Vorgang ein größeres Drehmoment verfügbar ist. Diese automatische Vergrößerung des Drehmoments wirkt nur, wenn das Spannfutter gelöst wird und ändert nicht das vorbestimmte Drehmoment, welches durch die Kupplung übertragen wird, wenn die Spannbacken des Spannfutters geschlossen werden.

Der Eingriff der Platten oder Reibungsglieder der Kupplung 49 erfolgt durch ein Glied 53, welches gleitbar auf der Schneckenwelle 51 sitzt. Der Teil 53 hat einen nach außen gerichteten Ringteil, welcher den Teil 50 umgibt. Die äußere Stirnfläche des Ringgliedes erfaßt die Reibungsglieder und übt auf sie einen Druck aus. Zu diesem Zweck hat der Teil 53 eine Fläche mit kleinerem Durchmesser, auf welcher der innere Ring des Kugellagers 54 sitzt. Der Außenring des Kugellagers sitzt in einem Bund 55. Der Bund 55 hat diametral gegenüberliegende Schlitze oder Vertiefungen, welche ein Paar Schuhe 56 und 57 aufnehmen. Die Schuhe sind auf den Armen eines gegabelten Hebels 58 zwischen dessen Enden drehbar gelagert (Fig. 3 und 8). Die Enden des Hebelarmes des Hebels 58 sind auf eine Welle 59 aufgekeilt, welche in einem Teil des Gehäuses 27 drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 58 bildet einen einzigen Arm, welcher geschlitzt ist und in dem Schlitz eine drehbare Rolle 60 trägt. Die Rolle 60 wird durch einen senkrecht beweglichen Kolben 61 erfaßt, um den Hebel 58 zu schwenken und damit durch die Teile 55 und 53 einen Druck zum Einrücken der Kupplung auf deren Reibungsglieder auszuüben. Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 bis 10 wird sowohl der Eingriff der Kupplung zur Erzielung des vorgewählten Drehmoments entsprechend einem gewünschten Werkstückhaltedruck im Spannfutter als auch die Einrichtung zur Vergrößerung des Drehmoments beim Öffnen des Spannfutters durch eine hydraulisch betätigte Vorrichtung bewirkt, welche mit der Rolle 60 des Hebels 58 zusammenwirkt.

Gemäß Fig. 1 und 2 ruht die Rolle 60 des Hebels 58 auf dem oberen Ende einer Kolbenstange oder eines Kolbens 61. Das untere Ende dieses Kolbens besteht aus einem Stück mit einem Kolben 62 oder ist mit diesem verbunden. Der Kolben 62 sitzt gleitbar in einem Zylinder in einem Teil des Gehäuses 27. Der untere Teil des Zylinders für den Kolben 62 hat eine Kappe 63 mit einem zylindrischen Teil, welcher in den Zylinder hineintritt und eine Bohrung besitzt. Diese Bohrung bildet einen Zylinder für einen zweiten Kolben 64, welcher aus einem Stück mit dem Kolben 62 besteht oder mit diesem verbunden ist und dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens 62. Gemäß Fig. 1 und 2 sind die Kolben und Zylinder so ausgebildet, daß zwischen der Unterfläche des Kolbens 62 und der Oberfläche des in den Zylinder ragenden Teils der Kappe 63 eine Ringkammer 65 zwischen den Kolben 62 und 64 für eine Druckflüssigkeit besteht, wenn die Kolben sich in ihrer tiefsten Stellung befinden.

An die Kammer 65 ist eine Leitung 66 angeschlossen, um ihr Druckflüssigkeit zuzuführen. Eine zweite Leitung 67 ist an eine öffnung am äußeren Ende der Kappe 63 angeschlossen, um dem Zylinder in der Kappe und unter dem Kolben 64 Druckflüssigkeit zuzuführen. Die Steuerung der Druckflüssigkeit in der Leitung 67 erfolgt mittels eines drehbaren Ventils, welches allgemein mit 68 bezeichnet ist. Das Ventil 68 wird durch den Steuerhandgriff 36 für den Schlüssel 25 betätigt, während die Druckflüssigkeit in der Leitung 66 durch das gleiche Ventil 68 und zusätzlich durch einen Druckregelungsmechanismus gesteuert wird, welcher allgemein mit 69 bezeichnet ist (Fig. 2).

Gemäß Fig. 2 und 5 besteht das drehbare Ventil 68 aus einem Kern 70, welcher drehbar in einem no Teil des Gehäuses 27 gelagert und gegen Axialbewegung durch eine Stellschraube 71 od. dgl. gesichert ist, deren abgesetztes inneres Ende in eine Nut des Kerns 70 hineinragt. Der Kern 70 hat eine zentrale Längsbohrung mit vieleckigem Querschnitt in seinem vorderen Teil, in welchen das entsprechende vieleckige Ende des Gliedes 38 gleitbar eingreift. Es sei erwähnt, daß das Glied 38 mit dem Handgriff 36 mittels der Stange 37 verbunden ist. Wenn daher der Handgriff geschwenkt wird, so wird der Kern 70 des Ventils teilweise gedreht. Die Längsverschiebung der Stange 37 bewirkt den Eingriff oder das Lösen der Schlüsselspindel 25 mit dem Spannfutter, weil sich das vieleckige Ende des Teils 38 in der entsprechenden Bohrung oder öffnung des Kerns 70 verschieben kann.

Der Kern 70 hat ferner eine axiale Bohrung 72, die an beiden Enden abgeschlossen ist. Diese Bohrung mundet in radiale Bohrungen 73, 74 und 75, welche in einer bestimmten Stellung des Kerns gleichzeitig mit Öffnungen 76, Jj und 78 ausgerichtet sind, die im Ventilgehäuse vorgesehen sind, welches einen Teil des Gehäuses 27 bildet. Der Kern 70 hat ferner eine zweite axiale Bohrung 79, deren beide Enden geschlossen sind und welche gemäß Fig. 6 mit radialen Bohrungen 80, 81 und 82 in Verbindung steht. Die Bohrungen 80 und 81 decken sich gleichzeitig mit den bereits erwähnten Öffnungen 76 bzw. Jj des Ventilgehäuses in einer zweiten Stellung des Ventilkerns 70. Gleichzeitig deckt sich der Durchlaß 82 mit einer öffnung 83 im Gehäuse 27. Zusätzlich zu diesen Durchlässen hat der Ventilkern 70 eine diametrale Bohrung 84, welche in einer dritten Stellung des Ventilkerns 70 sich mit den Öffnungen 76 und 83 deckt.

Gemäß Fig. 2 hat die Werkzeugmaschine einen Sumpf oder Behälter 85 für eine geeignete Druckflüssigkeit, welche den Kolben 62 und 64 unter Druck zugeführt wird. Der Umlauf und der Druck der Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß der Einlaß einer Flüssigkeitspumpe 86 mittels einer Leitung 87 an dem Behälter 85 angeschlossen ist und daß die Druckseite oder der Auslaß der Pumpe 86 über eine Leitung 88 an die Mündung 83 des Ventils 68 angeschlossen ist. Die Leitung 66, welche in die Kammer 65 zwischen den Kolben 62 und 64 mündet, führt zu den Flüssigkeitsdurchlässen im Gehäuse 89 des Druckregulators 69. Wie früher erwähnt, ist dieses Gehäuse auf dem Spindelstock 20 der Werkzeugmaschine angeordnet und bildet den vorderen Träger der Stange 37, welche durch den Handgriff 36 betätigt wird.

Das Gehäuse 89 hat miteinander in Verbindung stehende Bohrungen oder Durchlässe 90, 91 und 92. Die Leitung 66 ist an den Durchlaß 90 angeschlossen. Der Durchlaß 92 ist durch eine Leitung 93 mit der Öffnung j6 des Drehventils 68 verbunden. Die Öffnung Jj des Drehventils 68 ist durch eine Leitung 6j mit dem Zylinder in der Kappe 63 verbunden. Schließlich ist eine Rücklaufleitung 94 für die Flüssigkeit angeordnet, welche von der Öffnung 78 des Drehventils zum Behälter 85 führt. Eine zweite Rücklaufleitung 95 verbindet einen Durchlaß 96 in dem Druckreglergehäuse 89 mit dem Reservoir 85. Das obere Ende des Durchlasses 96 kann wahlweise in Verbindung mit dem Durchlaß 92 gebracht werden. Dies erfolgt durch Betätigung des Gleitventils 97, welches im linken Ende des Durchlasses 92 gegenüber der Leitung 93 sitzt. Das Ventilglied 97 wird durch eine Spiralfeder 9S in den Durchlaß 92 gedrückt. Die Kompression der Feder kann durch eine Einstellschraube 99 mit einem Handknopf 100 eingestellt werden, welcher bequem neben dem Handgriff 36 sitzt.

Zwischen dem Ventilglied 97 und der Leitung 93 ist an den Durchlaß 92 ein Druckanzeiger 101 angeschlossen. Die Anzeige dieses Manometers 101 stellt vorzugsweise den Druck dar, mit welchem die Klemmbacken des Spannfutters das Werkstück erfassen. So kann beispielsweise die Skala mit den Buchstaben L, M und H bezeichnet sein, was leicht, mittel und hart entspricht.

Die oben beschriebene Bauart ist derart, daß, wenn der Steuerhandgriff 36 sich in seiner neutralen Stellung gemäß Fig. 4 befindet, der Kern 70 des Ventils 68 so geschaltet ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Infolgedessen wird die gesamte Druckflüssigkeit im System in den Behälter 85 gesaugt, und zwar durch die miteinander verbundenen Leitungen 72, 73, 74 und 75 des Ventilkerns 70, die Durchlässe 90, 91 und 92 des Druckregulators 69 und die Verbindungsleitungen.

Wenn der Steuerhandgriff 36 in die Schließstellung (Fig. 4) gedreht wird, so befindet sich der Ventilkern 70 des Ventils 68 in der Stellung gemäß Fig. 7, in welcher der Durchlaß 84 sich mit den Öffnungen 76 und 83 deckt. Infolgedessen wird jetzt die Flüssigkeit aus dem Behälter 85 abgesaugt und durch die Pumpe 86 über die Leitungen 88 der Öffnung 83 unter Druck zugeführt. Von dort strömt die Flüssigkeit durch die Bohrung 84, die Öffnung j6 und die Leitung 93 zum Durchlaß 92 des Druckregulators. Von dort strömt die Flüssigkeit durch die Durchlässe 91, 90 und die Leitung 66 in die Kammer 65 und wirkt auf die untere Fläche des Kolbens 62 und bewegt diesen aufwärts. Infolgedessen wirkt die Kolbenstange oder der Kolben 61 und kippt den Hebel 58 nach oben. Hierdurch wird ein Kupplungseinschaltdruck auf die Reibscheiben der Kupplung 49 ausgeübt. Der Druck auf die Reibscheiben der Kupplung wird durch die Kompression der Feder 98 im Druckregulator 69 bestimmt. Sobald der Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 62 den gewünschten Wert erreicht, bewegt sich der Kolben 97 des Druckregulators genügend weit nach außen und gibt den Durchlaß 96 frei, so daß der von der Pumpe 86 im Drucksystem erzeugte Überdruck durch die Leitung 95 abgeleitet wird. Durch Einstellung des Knopfes 100 kann die Kompression der Feder 98 auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden. Ein entsprechender Flüssigkeitsdruck wird auf den Kolben 62 ausgeübt mit dem Ergebnis, daß der auf die Reibungskupplung 49 ausgeübte Kupplungseingriffsdruck proportional zu diesem Flüssigkeitsdruck ist.

Für einen gegebenen Kupplungseingriffsdruck hat das durch die Reibungskupplung auf die Schlüsselspindel 25 übertragene Drehmoment einen entsprechend vorbestimmten Wert, so daß die Spannfutterbacken so lange gegen das Werkstück angezogen werden, bis der von den Spannbacken ausgeübte Druck dem durch die Kupplung übertragenen Drehmoment entspricht, worauf die Reibungsglieder der Kupplung schleifen. Infolgedessen werden die Spannbacken nicht über einen vorbestimmten Wert angezogen, welcher direkt proportional zum Kupplungseingriffsdruck und damit zum Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 62 ist. Wie bereits erwähnt, ist die Teilung des Manometers 101 auf die gewünschten Werkstückhalte-

drücke geeicht, welche von den Spannbacken ausgeübt werden. Infolgedessen wird mittels des Knopfes ioo die Feder 98 so lange zusammengedrückt, bis die Teilung des Manometers 101 den gewünschten Haltedruck anzeigt. Genau genommen ist der auf dem Manometer ιοί angezeigte Druck der Flüssigkeitsdruck, welcher für den Eingriff der Kupplung nutzbar gemacht wird. Wie bereits oben erwähnt, ist dieser Druck direkt proportional dem Drehmoment, welches über die Reibungskupplung auf die Schlüsselspindel übertragen wird und infolgedessen proportional zu dem Spanndruck, welcher durch die Spannbacken des Spannfutters ausgeübt wird.

Da die Länge des Hubes des Kolbens 62 unabhängig von dem auf diesen ausgeübten Flüssigkeitsdruck ist, so hat eine Abnutzung der Reibungsglieder der Kupplung keinen Einfluß auf die Wirkungsweise der Vorrichtung, weil der Kolben 62 sich einfach unter dem bestimmten, auf ihn ausgeübten Flüssigkeitsdruck etwas weiterbewegt. Infolgedessen werden die Reibungsglieder ständig mit demselben vorbestimmten Druck in Eingriff gebracht, gleichgültig, ob sie neu oder abgenutzt sind, mit dem Ergebnis, daß der Werkstückspanndruck, der von den Spannbacken des Spannfutters ausgeübt wird, stets genau demjenigen entspricht, der für eine bestimmte Einstellung des Knopfes 100 angezeigt wirdi und der stets unverändert bleibt. Das Lösen der Spannbacken des Spannfutters erfolgt durch Schwenkung des Handhebels 36 in entgegengesetzter Richtung in die Stellung »öffnen« gemäß Fig. 4. Hierdurch dreht sich der Kern 70 des Drehventils 68 in die Stellung gemäß Fig. 6. Die von der Pumpe 86 geförderte Druckflüssigkeit strömt nunmehr durch die Durchlässe 82, 80, 79 und 81 des Ventilkerns 70. Die dem Durchlaß 80 zugeführte Druckflüssigkeit tritt durch die Durchlässe des Druckregulators 69, wie vorher für das Schließen des Spannfutters beschrieben, und gelangt zur Kammer 65 der Kupplungsbetätigung durch die Leitung 66. Die Druckflüssigkeit des Durchlasses 81 strömt jetzt durch die öffnung yj und die Leitung 6y und tritt unter den Kolben 64. Infolgedessen wird jetzt der Kolben 61 durch den gemeinsamen Druck auf die Kolben 62 und 64 aufwärts bewegt, so daß der Hebel 58 einen größeren Kupplungseingriffsdruck auf die Reibscheiben der Kupplung 49 ausübt als beim Einspannen des Werk-Stücks. Infolgedessen kann der Motor 48 nunmehr ein größeres Drehmoment auf die Schlüsselspindel 25 übertragen, als dies beim Schließen der Spannbacken des Spannfutters möglich war, mit dem • Ergebnis, daß auf den Spannbackenbetätigungsmechanismus eine größere Kraft zum öffnen der Spannbacken ausgeübt wird. Diese Übertragung des vergrößerten Drehmoments beeinflußt jedoch in keiner Weise die frühere Einstellung des Ventils 97, welches den vorbestimmten Druck steuert, mit 60· welchem die Spannbacken des Spannfutters geschlossen werden. Infolgedessen kann ein neues Werkstück anschließend durch die Spannbacken mit demselben vorbestimmten Druck erfaßt werden, wie das eben aus dem Spannfutter entfernte Werkstück, ohne daß die . Einstellung des Druck- 6g regulators geändert zu werden braucht. Außer dem verstärkten Drehmoment, welches auf die Schlüsselspindel ausgeübt wird, um das Spannfutter zu lösen, wirkt die Totgangverbindung zwischen der Scheibe 28 und dem Schneckenrad 31 als hammerartiger Schlag auf die Schlüsselspindel, wenn sie sich in der Öffnungsrichtung des Spannfutters zu drehen beginnt. Hierdurch wird das Lösen der Spannbacken unterstützt.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wurde unterstellt, daß die Spindel 25 für die verschiedenen beschriebenen Arbeitsvorgänge dauernd im Eingriff mit dem Spannfutter war. Selbstverständlich wird jedoch während der normalen Arbeitsweise der Vorrichtung die Schlüsselspindel 25 zunächst axial in Eingriff mit dem Spannfutter gebracht, indem der Steuerhandgriff nach außen gezogen wird. Dann wird das Schließen der Spannbacken durch die erwähnte Drehung des Handgriffs 36 nach rechts (Fig. 4) bewirkt. Hierauf wird der Hand- 8g griff nach einwärts geschoben, um die Schlüsselspindel aus dem Spannfutter herauszuziehen. Diese axialen Bewegungen des Handgriffs 36 beeinflussen in keiner Weise die Arbeitsweise des Druckflüssigkeitssystems, weil zwischen dem Glied 38 und dem go Ventilkern 70 dadurch eine Relativbewegung stattfinden kann, daß das Glied 38 gleitbar im Ventilkern 70 sitzt. Wenn die Bearbeitung des Werkstücks beendet ist und das Spannfutter geöffnet werden soll, so wird der Handgriff 36 wieder her- 9g ausgezogen, damit die Schlüsselspindel 25 in Eingriff mit dem Spannfutter kommt. Dann wird der Handgriff 36 in entgegengesetzter Richtung, d. h. nach links in Fig. 4, gedreht, worauf Druckflüssigkeit auf die Kolben 62 und 64 wirkt. Da die Kupplung des Schlüsselmechanismus ein vergrößertes Drehmoment zur Betätigung der Spannbacken übertragen kann und der Motor 48 seine Drehrichtung gleichzeitig umkehrt, so werden die Spannbacken geöffnet und das Werkstück freigegeben. Nachdem die Spannbacken geöffnet wurden, wird der Handgriff 36 wieder in seine Mittelstellung (Fig. 4) gebracht und eingeschoben, um die Werkstückspindel 25 aus dem Spannfutter herauszuziehen. Wenn ein neues Werkstück unmittelbar anschließend bearbeitet werden soll, so kann die Werkstückspindel 25 im Eingriff mit dem Spannfutter gelassen und der Handgriff 36 lediglich weitergedreht werden, um die Spannbacken zu schließen, worauf dann erst die Schlüsselspindel, wie oben beschrieben, zurückgezogen wird.

Es ist ersichtlich, daß die Spindel 25 in verschiedenen Richtungen gedreht werden muß, um das öffnen und Schließen der Spannbacken zu bewirken. Zu diesem Zweck ist, wie bereits erwähnt, der Motor 48 umschaltbar. Der Betätigungsmechanismus für den Schlüssel enthält ein Paar Schalter zur Steuerung der Drehrichtung des Motors, Diese Schalter Si und S2 sind in einem Abstand voneinander auf der hinteren Deckplatte des unteren Teils des Schlüsselspindelgehäuses 27

angeordnet (Fig. 9). Zwischen den Schaltern liegt ein schwenkbarer Arm 103, welcher zur Durchführung seiner Schwenkbewegung mit dem Ventilkern 70 des drehbaren Ventils 68 verbunden ist. Die Bauart ist derart, daß, wenn der Antrieb 36 betätigt wird, um durch das Ventil 68 die Spannbacken zu schließen, der Arm 103 den Schalter Si erfaßt und seine Kontakte schließt! Hierdurch läuft der Motor 48 vorwärts. Wenn der Steuerhandgriff 36 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, um die Spannbacken zu öffnen, so wird der Ventilkern 70 des Ventils 68 hierdurch so betätigt, daß der Kupplungsbetätigungsvorrichtung Druckflüssigkeit zugeführt wird und daß zusätzlich hierzu der Arm 103 bewegt wird, um die Kontakte des Schalters S 2 zu schließen. Hierdurch läuft der Motor 48 rückwärts. Wenn der Handgriff 36 sich in seiner neutralen Stellung befindet, so befindet sich das Ventil 68 in der Stellung gemäß Fig. 2, und der Arm 103 liegt zwischen den Schaltern Si und 6*2, wodurch die Kontakte beider Schalter offen sind und der Motor 48 abgeschaltet ist.

Wie bereits erwähnt, ist das dargestellte Spannfutter ein Universalfutter, welches das Werkstück sowohl von innen als auch von außen erfassen kann, wenn die Spannbacken axial bewegt werden. Das Werkstück wird von innen erfaßt, indem die Spannbacken 22 radial nach außen bewegt werden, während das Werkstück von außen erfaßt wird, wenn die Spannbacken radial nach innen bewegt werden. Infolgedessen -muß die Drehung der Schlüsselspindel 25 bei Einspannung des Werkstücks von außen entgegengesetzt zu derjenigen sein, bei welcher das Werkstück von innen erfaßt wird.

Entsprechend erfordert das öffnen der Spannbacken nach einem Erfassen des Werkstücks von innen die Drehung der Spindel 25 entgegengesetzt zur Drehrichtung für das Öffnen der Spannbacken beim Erfassen des Werkstücks von außen. Mangels einer besonderen Einrichtung würde es daher notwendig sein, daß die Bedienungsperson den Handgriff 36 in einer Richtung betätigt, um die Spannbacken zum Erfassen des Werkstücks von außen zu schließen, und in entgegengesetzter Richtung, wenn das Werkstück von innen erfaßt werden soll. Eine entsprechende Schwierigkeit würde bestehen, wenn die Spannbacken vom Werkstück gelöst werden sollen. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden und um zu erreichen, daß die Bedienungsperson den Handgriff 36 immer in derselben Weise betätigt, gleichgültig, ob das Werkstück von innen oder von außen erfaßt wird, ist ein Motorrichtungsschalter 104 vorgesehen, um die Drehrichtung des Motors in Abhängigkeit von der Art und Weise zu ändern, in welcher das Werkstück erfaßt wird.

Der Schalter 104 ist bequem auf der Deckplatte 102 (Fig. 9) angeordnet und hat vier normalerweise offene Kontakte MDS1, MDS 2, MDS 3 und MDS 4, welche paarweise geschlossen werden, wenn der Knopf 105 des Schalters von Hand betätigt wird. Wenn der Schalterknopf 105 sich der Stellung gemäß Fig. 9 befindet und auf Null zeigt, so sind alle Kontakte der Schalter offen. Wird der Schalterknopf 105 auf die Marke »E« gedreht, so sind die Kontakte der Schalter MDS1 und MDS 3 geschlossen, während die Kontakte MDS 2 und MDvS" 4 offen sind. Dies entspricht der Einstellung der Schalter, wenn der Spannfutterschlüssel das Spannfutter in einer Richtung betätigen soll, um das Werkstück von außen zu erfassen. Wenn umgekehrt der Schalterknopf 105 auf die Marke »I« zeigt, so sind die Kontakte MDS 2 und MDS4 geschlossen, während die Kontakte MDS1 und MDS 3 geöffnet sind. Dies entspricht der Einstellung des Schalters zur Betätigung des Spannfutters für Erfassung des Werkstücks von innen.

Ein vereinfachtes Schaltbild zur Betätigung des Motors 48 mittels der Schalter S 1, S 2 und 104 ist in Fig. 10 dargestellt. 106, 107 und 108 sind Leiter eines Dreiphasenstroms. Die Leiter 106 und 108 sind an die Primärspule eines Transformators 109 angeschlossen, und zwar mittels der Drähte 110 und in. Die Sekundärspule des Transformators 109 ist über die Leitungen 112 und 113 an den Steuerstromkreis angeschlossen. Dieser Steuer-Stromkreis enthält die bereits erwähnten Schalter S i, S 2 und 104 sowie zwei Relais F und R. Die Kontakte der Relais liegen in den Motorleitungen, um den Motor 48 je nachdem vorwärts oder rückwärts laufen zu lassen. So liegt das Relais F zwischen den Leitungen 112 und 113 und in Serie mit den Kontakten des Schalters S 1 und den Kontakten MDS ι des Schalters 104. Die Leitung 114 zwischen den Kontakten ,S 1 und MDS ι ist mit einem der Kontakte MDS 4 verbunden. Der andere Kontakt von MDS 4 ist durch die Leitung 115 an die eine Klemme des Relais R angeschlossen. Die zweite Klemme des Relais R liegt an der Leitung 112. Die Leitung 116 zwischen den Kontakten MDSi und dem Relais F ist ebenfalls mit einem Kontakt MDS 2 verbunden, dessen anderer Kontakt über die Leitung 117 mit einem der Kontaktpaare vS¹2 verbunden ist, dessen anderer Kontakt an der Leitung 113 liegt. Die Kontakte MDS 3 liegen zwischen den Leitungen 115 und 116. Das Relais F hat drei normalerweise offene Kontakte F i, F 2 und F 3 in den Leitungen 106, 107 und 108 und den Leitungen 118, 119 und 120 für den Motor 48. Das Relais R hat ebenfalls drei normalerweise offene Kontakte Ri, R 2 und R 3. Der Kontakt R1 schließt einen Stromkreis von der Leitung 106 zur Leitung 120 und der Kontakt R 3 den Stromkreis von der Leitung 108 zur Leitung 118, während der Kontakt R 2 lediglich den Kontakt F2 überbrückt. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ergibt sich leicht verständlich aus der folgenden Zusammenfassung der Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.

Es sei angenommen, daß ein Werkstück von außen erfaßt und in das Spannfutter 21 eingespannt werden soll, und zwar mit leichtem Druck, und daß der Knopf 100 entsprechend eingestellt worden ist, um die Feder 98 und das Ventilglied 97 diesem Druck anzupassen. Die Bedienungsperson legt dann den Handgriff 105 des Schalters 104 auf die

Markierung »Ε«, entsprechend der Erfassung des Werkstücks von außen. Der Hauptsteuerhebel 43 wird dann in seine neutrale Stellung gebracht, so daß die Sicherheitsverriegelung 44 aus der Nut 45 heraustritt.

Die Bedienungsperson zieht dann den Handgriff 36 heraus und dreht ihn in die Schließlage. Durch das Herausziehen des Handgriffs 36 dreht die Rundzahnstange 39 die Ritzel 40, 41 und bewegt damit die Spindel 25 vorwärts und in Eingriff mit dem Betätigungsglied in der Öffnung oder Vertiefung 23 des Spannfutters 21. Durch die Drehung des Handgriffs 36 hat der Arm 103 die Kontakte des Schalters 5 1 geschlossen. Da der Motordrehrichtungsschalter 104 vorher in die Stellung »E« geschaltet wurde, sind seine Kontakte MDvS" 1 und MDS 3 ebenfalls geschlossen worden. Infolgedessen besteht ein Stromkreis durch die Kontakte des Schalters 51 und die jetzt geschlossenen Kontakte MDS ι zur Einschaltung des Relais F, welches seinerseits die Kontakte F 1, F 2, P 3 schließt, wodurch der Motor 48 vorwärts umläuft.

Durch die Drehung des Handgriffs 36 ist ferner der Kern 70 des Ventils 68 so bewegt worden, daß die Druckflüssigkeit aus dem Behälter 85 durch den Durchlaß 84 des Ventils zum Druckregulator 69 und von diesem zur Ringkammer 65 unter dem Kolben 62 strömt. Infolgedessen wird der Kolben 62 aufwärts bewegt und übt einen Kupplungseingriffsdruck auf die Reibscheiben der Kupplung 49 durch Schwenkung des Hebels 58 aus. Wenn der ausgeübte Druck auf die Reibscheiben der Kupplung dem Flüssigkeitsdruck entspricht, auf welchen der Regulator 69 eingestellt wurde, so bewegt sich das Ventilglied 97 gegen die Wirkung der Feder 98 und gibt den Durchlaß 96 frei, so daß ein Teil der Druckflüssigkeit zum Behälter 85 zurückströmt und dadurch der Flüssigkeitsdruck und damit der Kupplungseingriffsdruck im wesentliehen konstant bleibt, und zwar auf einem Wert, welcher demjenigen entspricht, der einen leichten Werkstückhaltedruck bewirkt.

Die Drehung des Motors 48 wird daher durch die Reibungskupplung 49 übertragen und dadurch die Schlüsselspindel angetrieben und die Spannbacken des Spannfutters angezogen. Wenn der Druck der Spannbacken auf das Werkstück einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher der eingestellten leichten Einspannung entspricht, so wird der Widerstand gegen ein weiteres Anziehen der Spannbacken größer als das Drehmoment, welches durch die Reibscheiben der Kupplung 49 unter der Wirkung des vorbestimmten Flüssigkeitsdruckes übertragen werden kann. Infolgedessen beginnt die Kupplung zu rutschen, mit dem Ergebnis, daß die Spannbacken nur mit dem auf dem Manometer 101 angegebenen Wert angezogen werden. Dieser Wert ist vorher von der Bedienungsperson durch Einstellung-des Knopfes 100 entsprechend der Art des Werkstücks ausgewählt worden.

Die Beendigung der Drehung der Spindel 25 zeigt der Bedienungsperson an, daß das Spannfutter richtig angezogen ist. Dann dreht sie den Handgriff 36 in seine Mittelstellung zurück und stößt ihn einwärts in seine Ausgangsstellung. Durch die Teildrehung des Handgriffs wird der Arm 103 von dem Schalter 101 getrennt, wodurch sich dessen Kontakte öffnen und dadurch das Relais F abgeschaltet wird. Hierdurch wird der Motor 48 stromlos, während die Einwärtsbewegung des Handgriffs die Spindel 25 vom Spannfutter 21 trennt. Durch die Drehung des Handgriffs 36 in seine neutrale Stellung wird ferner der Ventilkern 70 des Ventils 68 in die Stellung gemäß Fig. 2 gedreht, so daß die Druckflüssigkeit des Systems in den Behälter 85 zurückströmt.

Das Spannfutter kann jetzt durch Betätigung des Hauptsteuerhebels 43 in Drehung versetzt werden, wobei, wie erwähnt, die Verriegelung 44 in die Nut 45 eingerückt wird. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Einrücken der Schlüsselspindel in das sich drehende Spannfutter verhindert. Nach Beendigung der Bearbeitung oder Bearbeitungen wird die Drehung des Spannfutters durch Betätigung des Steuerhebels 43 unterbrochen und hierdurch die Verriegelung zwischen dem Kolben 44 und der Nut 45 gelöst.

Das Spannfutter wird jetzt betätigt, um die Spannbacken vom Werkstück zu lösen. Zu diesem Zweck zieht die Bedienungsperson den Handgriff 36 nach außen, wodurch wieder die Rundzahnstangen 39, 42 und die Ritzel 40, 41 betätigt werden, um die Schlüsselspindel 25 in die öffnung 23 des Spannfutters einzurücken. Der Handgriff 36 wird dann teilweise nach links (Fig. 4) gedreht. Hierdurch wird der Arm 103 gegen den Schalter S 2 geschwenkt und schließt dessen Kontakte. Über die geschlossenen Kontakte MDS 2 und MDS 4 wird das Relais R eingeschaltet, welches seinerseits die Kontakte R 1, R 2, Ri, schließt und damit den Motor 48 rückwärts laufen läßt.

Durch die Drehung des Handgriffs 36 ist ferner der Kern 70 des Ventils 68 so gedreht worden, daß die Druckflüssigkeit jetzt durch die Leitungen 80, 81 und 82 zum Regulator 69 und ferner zur Leitung67 strömt. Der durch den Regulator strömende Teil der Flüssigkeit wirkt, wie vorher, auf den Kolben 62, während die Druckflüssigkeit durch die Leitung 67 nunmehr auf den Kolben 64 wirkt. Der Motor 48 läuft nunmehr in der Richtung um, in welcher er die Spannbacken öffnet, und der auf die Kupplung ausgeübte Druck ist größer als beim Schließen des Spannfutters, weil er der Summe der Drücke auf die Kolben 62 und 64 entspricht. Infolgedessen rutscht die Kupplung 49 nicht, selbst wenn eine größere Kraft notwendig ist, um die Spannbacken zu öffnen, als sie zu schließen.

Zusätzlich zu dem von der Kupplung übertragenen Drehmoment wird das öffnen ferner bei seinem Beginn durch den Totgang zwischen der Scheibe 28 und dem Schneckenrad 31 unterstützt, d. h. die Reibung zwischen dem Ende des Kolbens 35 und dem Schneckenrad 31 genügt nicht, um ein ausreichendes Drehmoment zur Bewegung des Schneckenrades zu übertragen, wenn die Spannbacken des Spannfutters geschlossen sind. Infolge-

dessen dreht sich die Scheibe 28 schnell, bis die eine Seite ihres Segmentteils 34 gegen die entsprechende Seite der Nase 33 des Schneckenrades schlägt. Die Relativbewegung zwischen der Scheibe 28 und dem Schneckenrad ist derart, daß hierdurch ein hammerartiger Schlag entsteht, welcher den Beginn des Lösens der Spannbacken des Spannfutters unterstützt. Anschließend entsteht ein positiver Antrieb zwischen der Scheibe 28 und dem Schneckenrad 31, welcher ein Drehmoment in der Richtung zum öffnen der Spannbacken ausübt. Obwohl der Totgang zwischen der Scheibe 28 und dem Schneckenrad auch einen hammerartigen Schlag verursacht, wenn der Mechanismus in einer Richtung arbeitet, um das Spannfutter zu schließen, so tritt dieser Schlag jedoch bei Beginn der Schließbewegung ein, ehe die Spannbacken sich fest gegen das Werkstück legen. Infolgedessen bleibt dieser Schlag ohne Einfluß auf den durch die Spannbacken ausgeübten Werkstückhaltedruck.

Nachdem die Spannbacken genügend weit geöffnet worden sind, um das Werkstück freizugeben, wird der Handgriff 36 in seine neutrale Stellung zurückgedreht. Hierdurch wird der Arm 103 in seine Stellung gemäß Fig. 9 gebracht, so daß die Kontakte des Schalters 5" 2 offen sind und der Motor 48 abgeschaltet wird. Diese Bewegung des Handgriffs 36 hat ferner den Ventilkern 70 des Ventils 68 in seine Stellung gemäß Fig. 2 zurückgebracht. Hierdurch wird der Flüssigkeitsdruck auf die Kolben 62 und 64 aufgehoben, weil das Ventil 68 mit den Behältern 85 in Verbindung steht und keine weitere Flüssigkeit aus diesem Behälter zugeführt wird.

Die Schlüsselspindel 25 kann dann vom Spannfutter gelöst werden, wenn die Werkzeugmaschine nicht weiterbenutzt wird. Wenn jedoch ein anderes Werkstück bearbeitet werden soll, so kann die Spindel in Eingriff mit dem Spannfutter bleiben.

Der Handgriff 36 wird dann lediglich nach rechts gedreht, wodurch der Schlüsselmedhanismus, wie bereits beschrieben, betätigt wird und die Spannbacken des Spannfutters wieder schließt, bis· der auf das Werkstück ausgeübte Druck dem durch das Manometer 101 angezeigten Druck entspricht. Dieser Druck zum Erfassen des Werkstücks kann durch Drehen des Knopfes 100 auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden. Hierdurch wird die Kompression der Feder 98 geregelt und entsprechend der Druck der Flüssigkeit gesteuert, welcher auf <den Kolben 62 wirkt, weil, wie früher beschrieben, jeder Drucküberschuß über den vorbestimmten Wert dem Behälter 85 zugeführt wird, und zwar durch die Bewegung des Ventilglieds 97, welches den Durchlaß 96 des Druckregulators 69 freigibt. Da die auf den Hebel 58 ausgeübte Kraft durch den auf den Kolben 62 wirkenden Druck unabhängig von dem Hub des Kolbens ist, hat eine Abnutzung der Reibscheiben der Kupplung keinen Einfluß auf den vorbestimmten Werkstückhaltedruck, auf welchen der Mechanismus eingestellt ist. Infolgedessen wird bei einer bestimmten Einstellung des Knopfes 100 immer derselbe Werkstückhaltedruck ausgeübt, gleichgültig, ob die Reibscheiben der Kupplung 49 neu oder abgenutzt sind.

Wenn das neue Werkstück eingespannt worden ist, wird der Handgriff 36 wieder in seine Mittelstellung gedreht und dann einwärts geschoben, so daß der Motor 48 stillsteht und die Spindel 25 vom Spannfutter getrennt ist.

Wenn das Werkstück durch die Spannbacken des Spannfutters von innen erfaßt wird, so bewegt die Bedienungsperson lediglich den Knopf 105 des Motordrehrichtungsschalters 104 auf die Markierung »I«. Hierdurch werden die KontakteMDS 2 und MDS 4 geschlossen und die Kontakte MDS 1 und MDS 3 geöffnet. Das Einspannen und Freigeben des Werkstücks erfolgt dann, wie bisher, mit derselben Reihenfolge der Bewegungen des Handgriffs' 36, weil durch die Einstellung des Motordrehrichtungsschalters 104 die Schaltung so geändert ist, daß der Motor in der richtigen Richtung umläuft, um das Öffnen und Schließen der Spannbacken des Spannfutters durchzuführen; d.h. wenn der Handgriff 36 jetzt bewegt wird, um die Spannbacken zu schließen, so sind die Kontakte des Schalters S1, wie bisher, geschlossen. Hierbei nimmt der Strom jedoch nunmehr seinen Weg über die geschlossenen Kontakte MDS 4, um das Relais R einzuschalten, wodurch die Kontakte _go Ri, R 2 und R 3 geschlossen werden, so daß die Drehrichtung des Motors 48 entgegengesetzt derjenigen ist, bei welcher die Spannbacken geschlossen werden, wenn sie das Werkstück von außen erfassen. Durch diese Bewegung des Handgriffs 36 wird ferner der Ventilkern 70 des Ventils 68 in derselben Richtung betätigt wie beim Schließen der Spannbacken, so daß die Druckflüssigkeit der Ringkammer 65 zugeführt wird und auf den Kolben 62 wirkt, um die Kupplung 49 mit dem vorbestimmten Druck einzurücken, welcher dem gewünschten Werkstückhaltedruck der Spannbacken entspricht. Infolgedessen wird die Arbeitsweise dieses Teils des Mechanismus nicht geändert, auch wenn die Spannbacken nunmehr bewegt werden, um das Werkstück von innen zu. erfassen.

Ähnlich wird bei der Drehung des Handgriffs 36 nach rechts der Arm 103 bewegt, um die Kontakte des Schalters 6" 2 zu schließen, damit der Strom nunmehr seinen Weg über die jetzt geschlossenen n₀ Kontakte MDS 2 nimmt und das Relais F erregt, wodurch die Kontakte Fi, F 2, F 3 geschlossen werden. Der Motor 48 läuft dann vorwärts, d. h. in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem öffnen der Spannbacken, wenn diese das Werkstück von außen erfassen. Durch diese Bewegung des Handgriffs 36 ist ferner der Ventilkern 70 des Ventils 68 so bewegt worden, daß die Druckflüssigkeit jetzt auf beide Kolben 62 und 64 wirkt. Hierdurch wird der Kupplungseingriffsdruck in der bereits besc'hriebenen Weise erhöht. Wenn daher der Schlüssel die Spannbacken, wie bereits beschrieben, öffnet, so besteht der einzige Unterschied darin, daß die Drehrichtung der Spindel 25 geändert worden ist.

Die Betätigung des MotordrehrichtungsschaLters 104 hat keinen Einfluß auf die Arbeitsweise des

übrigen Mechanismus, außer daß die Drehrichtung des Motors geändert wird'. Infolgedessen wird der Handgriff 36 stets in derselben Richtung bewegt, gleichgültig, ob das Werkstück von innen oder von außen eingespannt wird. Infolgedessen* braucht die Bedienungsperson den Handgriff 36 nicht irgendwie anders zu betätigen, ist also unabhängig davon, in. welcher Weise das Werkstück eingespannt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kolben 62 und 64 miteinander verbunden dargestellt. Die Arbeitsweise wird jedoch nicht geändert, wenn die Kolben getrennt und in verschiedenen Zylindern angeordnet sind. Außerdem brauchen bei getrennten Kolben in getrennten Zylindern diese Kolben auf den Hebel 58 nicht an derselben Stelle zu wirken.·

In Fig. 11 bis 14 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Betätigungsmechanismus für den Schlüsselinechanismus dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die gleiche Reibungskupplung verwendet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. ι bis 10. Daher ist nur derjenige Teil des· Mechanismus dargestellt und beschrieben, welcher für das Verständnis der Arbeitsweise der geänderten Ausführungsform nötig ist. Gemäß Fig. 11 wird bei dieser Ausführungsform derselbe Handgriff 36 verwendet, um die Arbeitsweise des angetriebenen Schlüssels für das Spannfutter zu steuern. Dieser Handgriff wird auch- in derselben Weise, wie bereits beschrieben, bedient. Anstatt einen hydraulisch betätigten Mechanismus zu verwenden, um die Reibungsglieder der Kupplung 49 mit vorbestimmten Drücken miteinander in Eingriff zu bringen, wird bei der abgeänderten Ausführungsform eine Kombination einer Feder und eines Hebels verwendet, welcher mit dem Kupplungssteuerhebel· 58 verbunden ist, um letzteren zu betätigen.

Gemäß Fig. 11 hat dieser Mechanismus einen Hebelarm 121, welcher mit der Welle 59 durch einen Haltestift, eine Stellschraube od. dgl. verbunden ist. Das freie Ende des Armes 121 ist drehbar mit einer Zugstange oder einem Lenker 122 verbunden, welcher seinerseits mit dem einen Ende einer Stange oder eines Kolbengliedes· 123 in Verbindung steht. Gemäß Fig. 11 erfolgt diese Verbindung durch Gewinde, in dem das Schraubenende des Kolbens 123 in das Gewindeende des Lenkers 122 eingeschraubt und durch Kontermuttern 124 gesichert ist. Die Stange oder der Kolben 123 sitzt in der Bohrung eines Rohres125. Das Ende des Kolbens 123 innerhalb des Rohres 125 trägt einen Bund oder Zylinderflansch 126. Dieser Flansch 126 bildet einen Anschlag für das· eine Ende einer Druckfeder 127, welche die Stange 123 umgibt. Das' andere Ende der Feder legt sich gegen den durchbohrten Stopfen 128, -welcher in das offene Ende des Rohres 125 eingeschraubt ist.

Das andere Ende dfes Rohres 125 ist vorzugsweise geschlossen und hat eine Verlängerung mit kleinerem Durchmesser. Auf der Verlängerung ist

. ein Gewinde 129 eingeschnitten. Dies Gewinde 129 ist in die mit Gewinde versehene Öffnung des Knopfes 130 eingeschraubt, welcher drehbar in einer Öffnung eines geeigneten Tragarmes 131 gelagert ist. Der Arm 131 ist am Spindelstock der Werkzeugmaschine befestigt. Der Knopf 13b wird gegen Axialverschiebung durch eine Schraube 132 od. dgl. gesichert, welche in den Träger 131 eingeschraubt ist. Das innere Ende der Schraube 132 ragt in eine Ringnut des Knopfes 130. Das Rohr 125 sitzt gleitbar in der öffnung des Trägers 131, in welcher der Knopf 130 drehbar ist. Das Rohr 125 wird jedoch gegen Drehung mittels einer Schraube 133 gesichert, welche in den Träger 131 eingeschraubt ist und in eine Längsnut 134 des Rohres 125 eingreift.

Die Konstruktion ist derart, daß, wenn der Knopf 130 in einer Richtung gedreht wird, der Gewindeteil 129 des Rohres 125 in die Gewindeöffnung des Knopfes weiter hineingezogen wird, so daß die Feder 127 zwischen dem Stopfen 128 und dem Bund oder Flansch 126 stark zusammengedrückt wird. Bei Drehung des Knopfes 130 in entgegengesetzter Richtung bewegt sich das Rohr 125 nach rechts (Fig. 11), wodurch die Kompression der Feder 127 teilweise gelöst wird. Es ist daher ersichtlich, daß diese Bauart eine Einrichtung bildet, um den Kupplungseingriffsdruck zu verändern, welchen den Hebel 58 auf die Reibungs- go glieder der Kupplung 59 ausübt, weil die Einstellung des Knopfes 130 die Kompression der Feder 127 ändert, welche ihrerseits auf den Kolben 123, den Lenker 122, den Arm 121 und die Welle 59 auf den Hebel 58 wirkt, um ihn in die Richtung zum Einrücken der Kupplung zu schwenken. Durch Änderung der Einstellung des Knopfes 130 und damit der Kompression der Feder 127 kann der Druck, mit welchem die Reibungsglieder der .Kupplung zusammengedrückt werden, entsprechend geändert werden. Hierdurch wird das Drehmoment geregelt, welches über die Kupplung auf die Schlüsselspindel 25 übertragen wird. Dies bedingt ferner eine Änderung des Werkstückhaltedrucks, mit welchem die Spannbacken des_ Spannfutters ein Werkstück erfassen.

Es ergibt sich somit, daß die Stellung des Bundes oder der Schulter 126 den Werkstückhaltedruck anzeigt, mit welchem die Spannbacken das Werkstück erfassen, wenn sie durch den Schlüssel 25 betätigt werden. Infolgedessen hat das Rohr 125 und der'Träger 131 eine schlitzartige Öffnung, so daß die Stelking des Bundes-126 sichtbar ist (Fig. 12). Vorzugsweise ist längs des Schlitzes auf dem Träger 131 eine Skala angebracht, welche mit der Endkante des Flansches 126 zusammenwirkt. Diese Skala gibt die Werkstückhaltedrücke an, welche durch das Spannfutter ausgeübt werden. Die Skala trägt entsprechende Bezeichnungen L, M und H entsprechend den Bezeichnungen leicht, mittel und hart für den Werkstückhaltedruck des Spannfutters. Wenn'daher der Knopf 130 so eingestellt ist, daß der Flansch 126 auf der Bezeichnung M der Skala steht, so wird die Feder 127 so stark zusammengedrückt, daß der von dem Hebel 58 auf die Kupplung 49 ausgeübte Druck der Übertragung eines

Drehmoments durch die Kupplung entspricht, durch welches die Spannbacken mit einem mittleren Werkstückhaltedruck geschlossen werden.

Wenn eine Feder direkt mit dem Hebel verbunden ist, welcher die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff bringt, so würde eine Abnutzung der Reibscheiben der Kupplung 49 Ungenauigkeiten in den Werkstückhaltedrücken verursachen, welche von den Spannbacken ausgeübt werden, weil eine solche

ίο Abnutzung die Kraft vermindern würde, welche von der Feder für eine bestimmte Einstellung ausgeübt wird. Hierdurch würde auch das Drehmoment verringert werden, welches von der Kupplung übertragen wird, um die Spannbacken zu schließen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß die Kraft der Feder 127 auf den. Hebel 58 durch einen Zwischenarm 121 übertragen wird und daß dieser mit dem Lenker 122 einen spitzen Winkel bildet, so daß der

ao Arm 121 und der Hebel 58 einen Kniehebel bilden. Wenn die Reibscheiben der Kupplung abgenutzt sind, so hat sich die Mittellinie des Hebels 58 bei dieser Ausführungsform aus der Stellung »neu« in die Stellung »abgenutzt« verschoben, d. h. daß die Kompression der Feder 127 etwas verringert worden ist und daß sie infolgedessen nicht mehr so viel Kraft ausübt, als wenn die Reibscheiben der Kupplung neu wären. Der Arm 121 hat sich jedoch ebenfalls aus der Stellung »neu« in die Stellung »abgenutzt« verschwenkt. Hierdurch ist die wirksame Länge des Hebelarms vergrößert worden. Diese wirksame Länge bestimmt sich nach dem senkrechten Abstand zwischen dem Drehpunkt des Hebels und der Angriffslinie der Kraft auf den Hebel. Dies ist der senkrechte Abstand zwischen der Achse der Welle 59 und dem Drehpunkt zwischen den Armen 121 und 122. Dieser Abstand vergrößert sich, wenn die Federkraft sich verringert, während die wirksame Länge des Armes 58 sich praktisch nicht geändert hat, so daß der mechanische Wirkungsgrad der Vorrichtung praktisch konstant bleibt und infolgedessen die vorbestimmten Drücke, welche auf die Reibscheiben der Kupplung ausgeübt werden, durch deren Abnutzung nicht merkbar geändert werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, den vom Hebel· 58 ausgeübten Kupplungseingriffsdruck zn vergrößern, wenn der Handhebel 36 so eingestellt ist, daß die Spannbacken geöffnet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform wirkt dieser Mechanismus ebenfalls . auf das äußere Ende des Hebels 58. Er besteht jedoch aus einem Elektromagneten anstatt aus einer hydraulisch betätigten Vorrichtung. Gemäß Fig. 13 ist dieser allgemein mit 137 bezeichnete Elektromagnet in dem Gehäuse 27 der Schlüsselspindel angeordnet, und zwar an einer Stelle, an welcher bei der ersten Ausführungsform der hydraulisch betätigte Mechanismus angeordnet ist. Der Anker des Elektromagneten hat einen Kolben 138, dessen äußeres Ende eine Bohrung hat, in welche das eine Ende einer Schraubenfeder 139 eintritt. Über das äußere Ende des Kolbens 138 ist eine Büchse 140 geschoben, deren geschlossenes Ende einen Anschlag für das obere Ende der Feder 139 bildet. Die Büchse 140 besteht aus einem Stück mit einem Kolbenteil 141 oder ist mit diesem verbunden. Der Kolben 141 wirkt mit der Rolle 60 am Ende des Hebels 58 zusammen. Wenn der Elektromagnet 137 eingeschaltet wird, wirkt die Stange 138 über die Feder 139 und die Büchse 140, um den Hebel 58 in der. Richtung zu schwenken, in welcher er die Kupplung einrückt. Diese Kraft wirkt zusätzlich zu derjenigen, welche von der Feder 127 (Fig. 11) "ausgeübt wird, so daß der Kupplungseingriffsdruck auf die Reibscheiben der Kupplung so weit vergrößert wird, wie es notwendig ist, um die Spannbacken zu öffnen. Die Feder 139 ist vorgesehen, um die Bewegungsdifferenzen, zu kompensieren, welche notwendig· sind, um bei Abnutzung der Reibscheiben der Kupplung den Hebel 58 zu betätigen, so daß der Elektromagnet stets mit seinem vollen Hub arbeitet, gleichgültig, ob die Reibscheiben neu oder abgenutzt sind.

Fig. 14 zeigt ein vereinfadhtes Schaltbild für die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 11 bis 13. Dieses Schaltbild entspricht im wesentlichen dem Schaltbild in Fig. 10. Zusätzlich ist hierbei der Elektromagnet 137 und ein Relais CR angeordnet, um die Arbeitsweise des Elektromagneten zu steuern. Die Teile des Schaltbildes, welche auch in Fig. 10 vorhanden sind, sind in Fig. 14 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und brauchen nicht nochmals im einzelnen erwähnt zu werden. Es genügt, zu erwähnen, daß der Motor 48 wahlweise für Vorwärtslauf an die Leiter 106, 107 und 108 über die Kontakte F i, F 2 und F 3 und für Rückwärtslauf über die Kontakte Ri, R 2 und R 3 angeschlossen wird. Die Kontakte F 1, F 2 und -F 3 werden wie bisher durch die Spule des Relais F betätigt, während die Kontakte R 1, R 2 und R 3 durch die Spule des Relais R betätigt werden. Diese Relaisspulen w^rerden mit den Kontakten der Schalter Si, S 2 und den Kontakten MDS i, MDS 2, MDS 3 und, MDS 4 des Schalters 104 in derselben Weise eingeschaltet wie bed der Schaltung gemäß. Fig. 10 und arbeiten in derselben Weise. Der Elektromagnet 137 kann wahlweise an. die Leitungen 112, 113 des Steuerstromkreises durch die normalerweise offenen Kontakte CR ι angeschlossen werden. Die Kontakte CR 1 werden durch die Spule des Relais CR betätigt, welche zwischen den Leitungen 117 und 112 des Steuerstromkreises liegt, so daß seine Einschaltung durch die Kontakte des Schalters S 2 erfolgt und das Relais daher eingeschaltet wird, wenn der Steuerhandgriff 36 betätigt wird, um das Spannfutter zu öffnen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform entspricht derjenigen der ersten Ausführungsform.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Durch einen Elektromotor kraftbetätigter Spannschlüssel für Spannfutter an Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänken, mit einer

Reibungskupplung zwischen Motor und Spannbacken, dadurch gekennzeichnet, daß 'der das übertragbare Drehmoment bestimmende Anpreßdruck der Kupplung beim Spannen auf einen geringeren Wert einstellbar ist als beim Lösen des Futters.
2. Spannschlüssel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu der den Anpreßdruck der Kupplung beim Spannen bewirkenden Kraft (Kolben 62) eine weitere Kraft (Kolben 64, Magnet 137) beim Lösen des Futters hinzuschaltbar ist.
3. Spannschlüssel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken der Kupplung während des Spaniens ein unter einem einstellbaren Druck stehender Flüssigkeitskolben (62) vorgesehen ist.
4. Spannschlüssel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Lösen des Futters ein weiterer Kolben (64) hinzusdbaltbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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