DE925140C

DE925140C - Druckmittelantrieb fuer die Backen von Spannfuttern

Info

Publication number: DE925140C
Application number: DEK8133A
Authority: DE
Inventors: Hans Korber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-21
Filing date: 1950-11-21
Publication date: 1955-03-14
Also published as: CH293364A; BE499505A; GB679525A; US2751230A; CH281818A; FR1031651A

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb für die Backen von, Spannfuttern, welche zwei oder mehr konzentrisch bewegte Spannbacken besitzen. Diese Spannbacken werden vornehmlich durch drehbare Spirakäder in radialer Richtung bewegt. Ferner sind Spannfutter bekanntgeworden,, bei denen die Bewegung der Spannbacken durch Exzenter erfolgt, deren Achsen mittels Zahnräder und Zahnstangen gedreht werden, indem die Zahn stangen durch hin und her bewegte Kolben angetrieben werden.

Andere Spannfutter sind beschrieben worden, bei denen ein Druckmittel auf ringförmige Kolben einwirkt, diese verdreht und damit über Exzenterkurven die Spannbacken antreibt.

Diese Lösungen haben allgemein den Nachteil, daß die Spannbacken nur auf sehr beschränktem Weg automatisch verstellbar sind. Sollen größere Durchmesserbereiche überbrückt werden, so sind die Spannbacken einzeln zu verstellen oder auszutauschen. Vielfach wirkt das Druckmittel nur in einer Bewegungsrichtung, während die Rückwärtsbewegung durch Federkraft erfolgt. In den meisten Fällen ist auch der Spindeldurchlaß durch die Antriebselemente ausgefüllt oder nur in beschränktem Maße frei gelassen. Handelsübliche Spannfutter können bei diesen Lösungen nicht mehr verwendet werden. Bei dem erwähnten Ringkolbenantrieb ist auch die mechanische Lösung von Zylinder und Kolben praktisch sehr schwer, da das Dichten im Innendurchmesser der Nut an den Kanten der festen und beweglichen Kolben sehr schwer durchführbar ist.

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb für die Backen von Spannfuttern, gekennzeichnet durch eine zwischen Kolben und Spannbacken ein-

gefügte, in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung, deren Wirksamkeit in jeder Drehrichtung für sich, wahlweise beeinflußbar ist.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι ist ein Schnitt nach Linie F-F in Fig. 2

durch einen Druckmittelantrieb in Verbindung mit einem Spannfutter;

Fig. 2 ist ein Teilschnitt nach Linie G-G (Fig. i); ίο Fig. 3 ist ein Teilschnitt nach Linie H-H (Fig. 2); Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Druckmittelantrieb in Verbindung mit einem handelsüblichen Spannfutter, bei welcher Ausführung das Spannfutter am einen Ende und der Druckmittelantrieb am anderen Ende der Spindelstockspindel angeordnet ist;

Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie E-E (Fig. 4); Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 7; Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie K-K in Fig. 6; Fig. 8 ist eine Teilansicht in Pfeikichtung D von Fig. 7;

Fig. 9 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Linie N-N (Fig. 10); Fig. 10 ist ein Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9;

Fig. 11 ist ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig.i2isteinOuerschnittnachLinieO-0 inFig.n; Fig. 13 ist ein Schnitt durch eine hohle Mitnehmer welle.

In den Fig. 1 bis 7 bezeichnet 1 die Spindel einer Werkzeugmaschine, auf welcher der Flansch 2 als Befestigungsmittel des Spannfutters sitzt. Das Gehäuse 3 des- Spannfutters ist mittels Schrauben 4 am Flansch 2 befestigt. Das Spiralgewinderad 5 des Spannfutters hat eine bekannte Gewindespirale 6, die mit dem Gewinde 7 der Spannbacken 8 im Eingriff ist. In den Fig. 1 bis 5 sind zwei Ausführungsbeispiele des Druckmittelantriebes veranschaulicht, bei denen ein Ringkolben zur Anwendung kommt. Auf der Spindel 1 (Fig. 1) einer Werkzeugmaschine sitzt der Flansch 2. Zwischen dem Flansch 2 und dem Spannbackengehäuse 3 ist das Anschluß stück 39 sowie der Zylinderring 16 mittels der Schrauben 4 festgeklemmt. Das Anschluß stück 39 weist Zufuhrkanäle 37 und 38 sowie Ringkanäle 35 und 36 auf. In der Bohrung des Zylinderringes 16 ist das Dichtungssegment 14 mittels der Schrauben 15 festgeschraubt. Auf der Zylinderwelle 11 ist der Segmentkolben 20, der sich im Zylinderraum 16' pendelnd bewegt, mittels der Schrauben 21 festgeschraubt. Durch die Bohrungen 12' und 13' im Zylinderring gelangt die Druckflüssigkeit in bzw. aus dem Zylinderraum. Dringt das Druckmittel durch den Kanal 37 in den Ringkanal 35, dann dringt es durch den Kanal 12' in den. Zylinderraum i6' und drückt den Segmentkolben 20 beispielsweise in die Endstellung nach Fig. 2. Das vor dem Segmentkodben 20 befindliche Druckmittel wird bei der erwähnten Drehung aus dem Zylinderraum 16' durch den Kanal 13', den Ringkanal 36 und den Leitungskanal 38 abgeführt und gelangt über ein nicht gezeichnetes Steuerventil zur Pumpe. Da das Dichtungssegment 14 am Zylinderring 16 befestigt ist und dieser am Flansch 2 mittels Schrauben 4 gehalten ist, kann der Zylinderring keine Relativbewegung gegenüber der Spindel 1 ausführen. Infolge der Verschraubung des Segmentkolbens 20 mit der Zylinderwelle 11 wird jede Drehung des Segmentkolbens 20 auf letztere übertragen. Durch Umsteuerung der Druckmittelzufuhr macht der Segmentkolben eine Pendelbewegung.

In dem Spannbackengehäuse 3 (Fig. 1) sitzt in bekannter Weise drehbar gelagert das Spiralgewinderad 5, in dessen Gewindegänge 6 die Gewindezähne 7 der Spannbacken 8 greifen. Das Spiralgewinderad 5 ist auf seiner Innenfläche mit radialen Mitnehmerschlitzen43 versehen, in welche einseitig wirksam Sperrzähne 42' (Fig. 3) der Schiebebolzen 41 eingreifen, die in Längsbohrungen der Zylinderwelle 11 verschiebbar gelagert sind und durch je eine Feder 40 in die Nuten. 43 des Spiralgewinderades· 5 gedruckt werden. Die Bolzen 41 sind mit Nasen 42 versehen, die durch Längsschlitze der Zylinderwelle greifen und die Sperrzähne 42' gegen Drehen sichern. Die Nasen 42 ■ reichen in die Bohrung der Zylinderwelle 11 hinein, so daß sie durch irgendein Instrument, beispielsweise einen Schraubenzieher, axial verschoben werden können, um den zugehörigen Sperrzahn außer Eingriff zu bringen. Dann wird bei der Pendelbewegung der Zylinderwelle 11 das Spiralgewinderad 5 nur durch einen der Sperrzähne, also nur in einer Drehridhtung mirtgenommm, wobei der Sperrzahn bei umgekehrter Drehriebtung infolge seiner Anschrägung aus dem Mitnehmerschlitz des Spiralrades heraustritt. Für Maschinen, auf denen keine Stangenarbeiten ausgeführt werden, ist eine Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 zweckmäßig. Auf der Arbeitsseite der Spindel 1 ist das Spannfutter mittels Flansch 2 befestigt. Am anderen Ende der Spindel 1 ragt in deren Bohrung die Verlängerung 30 der Zylinderwelle 11. Das Anschlußstück 39 ist auf dem Ansatz 31 der Zylinderwelle 11 drehbar gelagert und durch die Scheibe 32 gegen Axialverschiebung gesichert. Die Scheibe 32 ist mittels Schrauben 33 an dem Teil 31 der Zylinderwelle 11 befestigt. Das Anschlußstück 39 weist n₀ die Zufuhrkanäle 37 und 38 und die Ringkanäle 35 und 36 auf. In der Zylinderwelle 11 sind Längsbohrungen 12 und 13, die durch Pfropfen 34 verschlossen und durch Querbohrungen 12" und 13" mit den Ringkanälen 35 und 36 einerseits und ng andererseits durch die Querbohrungen. 12' und 13' mit dem Ringraum 16' verbunden sind. Der Zylinderring 16 ist mittels Schrauben 17 zwischen die Flansche 18 und 19 befestigt, von denen der Flansch 19 auf der Überwurf mutter 27 gelagert, durch die Scheibe 29 stirnseitig abgeschlossen und durch Klemmschraube 28 gegen Verdrehen gegenüber der Überwurfmutter gesichert ist. Zwischen den Flanschen 18 und 19 ist die Zylinderwelle 11 drehbar gehalten. An dem Zylinderring 16 (Fig. 5) ist das Dichtungssegment 14 in gleicher Weise wie

bei der Ausführung nach. Fig. 2 mittels Schrauben befestigt, während an der Zylinderwelle 11 das Kolbensegment 20 ebenfalls mittels Schrauben, die den Schrauben 21 der Fig. 2 entsprechen, festgeschraubt ist. In die Nut 30' der Verlängerung 30 der Zylinderwelle 11 greift mit der Klaue 26' eine Übertragungswelle 26, welche in der Bohrung der Spindel 1 gelagert ist und an ihrem vorderen Ende Mittel zur wechselseitigen Übertragung der Drehbewegung aufweist, beispielsweise Mitnehmernuten 43_fl, in welche einseitig wirksamSperrzähne4i_e,4i₆ eingreifen, die beispielsweise im Spiralgewinderad 5_a gelagert sind und in grundsätzlich gleicher Weise wirken wie die Bo>lzen4i beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3. Es sind auch andersgeartete Kupplungsmittel möglich, beispielsweise Sperrklinken,.

Bei dem in Fig. 6, 7 und 8 dargestellten; Ausführungsbeispiel ist der Segmentkolben durch zylindrische Kolben. 44, 45 ersetzt. Wird z. B. das Druckmittel durch das Rohr 12 zugeführt, so gelangt es durch den Kanal 12', den. Ringkanal 35 und die Bohrung 47 in den, Zylinderraum 16' des Kolbens 44. Der Kolben 44 überträgt den. Druck auf die Klinke 51 und diese auf den Sperrnocken 50 des Sperrings 49, welcher mit dem Flansch 2 verschraubt ist. Infolgedessen dreht sich die Zylinderwelle 11 in entgegengesetztem Sinne des Uhrzeigers und überträgt die Drehung durch Mitnehmer 10 auf das Spiralgewinderad 5. Während der Drehung verkleinert sich der Zylinderraum 16' des Kolbens 45, und das in diesem befindliche Druckmittel wird über die Bohrung 48, den Ringkanal 36 und den, Kanal 13' in das Rohr 13 abgepreßt. Der Kolben 45 stützt sich dabei auf die Klinke 52, die durch den federbelasteten Stift 58 gegen die Sperrnocken, 50 gedrängt wird. Wird nun, das Druckmittel durch das Rohr 13 zugeleitet, soi dreht sich die Zylinderwelle 11 im Sinne des Uhrzeigers, wobei die entsprechende Gegenkraft durch den. Kolben 45 und die Klinke 52 auf einen, der Sperrnocken 50 übertragen wird.

Die zum Verstellen der Spannbacken bei einer Umstellung der Arbeit notwendige fortlaufende Drehbewegung des Spiralgewinderades 5 wird durch Abheben, einer der Klinken. 51 bzw. 52 erreicht. Die Klinke 51 z.B. wird beim Drehen des Riegels 54 um den. Winkel a, wobei der Rastbolzen 57 in die Kerbe 56' einrastet, durch die schiefe Ebene 54', die nach der Drehung des Riegels bei 54" steht, vom Sperrnocken 50 abgehoben und in die strichpunktierte Stellung 51" gebracht. Verdrängt das Druckmittel den Kolben, 44 und somit die Klinke 51, drückt letztere auf die Klinke 52, welche nun. über die Sperrnocken 50 gleitend den Kolben 45 verschiebt, ohne daß dabei die Zylinderwelle 11 gedreht wird. Wird nun, in. umgekehrtem Sinne geschaltet, das Druckmittel also in den Zylinderraum 16' des Kolbens 45 gepreßt, so drückt letzterer die Klinke 52 an einen der Sperrnocken 50, die Verschiebung des Kolbens 45 wird verhindert, und die Zylinderwelle dreht sich im Sinne des Uhrzeigers. Ein, Zurückdrehen des Riegels 54, wobei der Rastbolzen 57 in die Kerbe 56 des Riegels 54 eingreift, bringt die Klinke 51 wieder in Arbeitsstellung¹, da diese unter dem Druck des federbelaisteten Stiftes 58' steht. Die Spannbacken werden, im entgegengesetzten. Sinne verstellt, wena die Klinke 52 durch den zugehörigen Riegel 54, der die schiefe Ebene 54' aufweist, außer Eingriff mit den Sperrnocken 50 gebracht ist. Zum Drehen des Riegels 54 dient ein nicht näher gezeichnetes Werkzeug, das durch, die Schlitze 49' gesteckt wird und in die Nuten. 55 des Riegels 54 greift.

Die Fig. 9 bis 12 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, die nachstehend erläutert sind.

In, Fig. 9 und 10 bezeichnet 1 die Spindel einer Werkzeugmaschine, 2 den Flansch zur Aufnahme des Spannfutters und 3 das Gehäuse des letzteren. Das Kegelzahnrad 66 ist mit den konischen, Kegelritzein 90 im Eingriff, die in bekannter Weise zum direkten oder indirekten Verschieben der nicht gezeichneten Spannbacken dienen.

Der Zylinderring 16 mit den. Kanälen 12' und 13' und dem Dichtungssegment 14, der mit der Zylinderwelle 11 verschraubte Segmentkolben 20, ferner das Anschluß stück 39 mit Leitungskanälen. 37 und 38 und Ringkanälen 35 und 36 sind grundsätzlich, gleicher Art und haben dieselben Funktionen wie die entsprechenden Teile der Ausführung nach Fig. ι bis 3.

Im Innern der Zylinderwelle 11 ist eine als Kolben ausgebildete Klauenkupplungshälfte 85 angeordnet, welche einerseits durch einen Keil 86 mit der Zylinderwelle 11 gekuppelt ist und anderseits mit den Klauen 85' in ebensolche Klauen 85" des Kegelrades 66 eingreift. Dreht sich die Zylinderwelle 11, soi wird durch, den Keil 86 auch die Klauenkupplung 85 und dadurch auch das Zahnrad 66 gedreht, so daß über das konische Rad 90 auch, die Spannbacken, in bekannter Weise verschoben werden.

Dringt durch den, Kanal 81 durch entsprechende Steuerung das Druckmittel vor dem Drehen der Zylinderwelle durch die Ringkanäle 88, 88' und, die Bohrungen 89 in den Druckraum 87, so wird die Klauenkupplung 85 entgegen der Feder 40 verschoben; die Klauen 85' kommen außer Eingriff mit dem Kegelrad. 66, so^ daß bei nachfolgendem Drehen der Zylinderwelle 11 das Kegelrad 66 stillsteht. Wird nun vor dem Drehen in entgegengesetzter Richtung der Zylinderwelle 11 der Druck des Druckmittels auf die Klauenkupplung 85 abgeschaltet, so drücken die Federn 40 die Klauenkupplung 85 wieder in, die gekuppelte Stellung mit dem Kegelrad 66, und die drehende Zylinderwelle 11 dreht somit auch das· Kegelrad 66, so' daß die Spannbacken verstellt werden. Durch diese wechselnde Betätigung werden die Spannbacken, so lange in gleicher Richtung bewegt, bis die gewünschte Spannöffnung erreicht ist.

Der Spreizring 9 bestimmt die axiale Lage der Zylinderwelle 11 und des Zahnrades 66. Durch die Schrauben 4 werden das Gehäuse 3, die Zylinderwände 18, 19 und der Zylinderring 16 am Flansche befestigt. Die Ringkanäle 80, durch Schlitze 80'

unter sich verbunden, dienen zum Ableiten des Leckverlustes über einen Kanal, der dem Kanal 31 ähnlich ist.

Im durch Fig. 11 und 12 erläuterten Ausführungsbeispiel bezeichnet 1 die Spindel, 2 den Flansch und 3 das Gehäuse eines Spannfutters. Zwischen Gehäuse 3 und Flansch 2 ist, ebenfalls durch die Schrauben 4 befestigt, das Zylindergehäuse 91 angeordnet. In dem Zylindergehäusegi

sind eine Anzahl Kolben 44 geführt. Die Kolben, 44 besitzen je eine Rodle 94, die mittels der Achse 95 am zugehörigen Kolben befestigt ist. Die Rolle 94 wird in der richtigen Lage geführt, indem die Achse 95 in einen Schlitz 3' des Gehäuses 3 eingreift.

Die Klauenkupplung 85 ist mittels der Klauen 85' beispielsweise mit dem Kegelzahnrad 66 gekuppelt und dient der Übertragung der Drehbewegung auf bekannte Art auf den Bewegungsmechanismus der Spannbacken. Die Klauenkupplung 85 besitzt eine

Kurvenscheibe 97 und ist durch ein Nadellager 96 auf dem Gehäuse 3 gelagert.

Wird ein Druckmittel durch, den Kanal 37 und den Ringkanal 35 des Anschluß Stücks 39 zugeführt, dringt es durch Bohrung 9.3 in den Ringkanal 35'

des Zylindergehäuses 91 und durch die Bohrung 98' in den Kanal 98, der annähernd den halben Umfang der Klauenkupplung 85 umgibt. Dadurch verteilt sich das Druckmittel auf diejenigen Kolben 44, deren zugehörige Kanäle 76 in den Leitkanal 98

münden. Die Öffnung 76' verbindet Kanal 76 mit dem Zylinderraum des Kolbens· 44, der nach außen durch den Ringmantel 92 abgedichtet ist. Die Kolben werden radial gegen das Zentrum verdrängt, und der Druck der Rollen 94 bewegt die

Kurvenscheibe 97 und somit die Klauenkupplung 85 im Sinne des Pfeiles P. Die gegenüberliegenden Kolben werden nach außen verdrängt und das Druckmittel durch die öffnung 76', die Kanäle 76 und 99, die Bohrung 99', den Ringkanal 36 und den

Kanal 38 abgeleitet. Da die Kanäle 98 und 99 in der Klauenkupplung 85 eingefräst sind, drehen sie mit und dienen als Verteiler.

Bei Zuführung des Druckmittels durch den; Kanal 38 und den Ringkanal 36 wird die Bewegung der

Klauenkupplung 85 im umgekehrten Sinne bewirkt. Das Drehen dauert an, bis· die Zuführung des Druckmittels abgeschaltet wird.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Antriebsteil auf dem einen Spindelende und das. Spannfutter auf dem anderen Spindelende angeordnet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Druckmittelantrieb für die Backen von Spannfuttern mit einem in einer Ebene senkrecht zur Futterachse wirksamen, die Radialbewegung' der Spannbacken nach beiden Richtungen einleitenden Kolbentrieb, gekennzeichnet durch eine zwischen Kolben (14, 44, 45) und Spannbacken (8) eingefügte, in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung (41, 42, 43, 51,52,85), deren Wirksamkeit in jeder Drehrichtung für sich wahlweise beeinflußbar ist.
2. Druckmittelantrieb nach Anspruch i, bei welchem ein Drehkolben zur Drehung eines mit Spiralverzahnung versehenen Rades dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus federbelasteten Mitnehmern (41, 42) besteht, welche die Drehbewegung des Drehkolbens (20) auf das die Spannbacken (8) verschiebende Spiralrad (5) übertragen und von denen jeweils einer unwirksam einstellbar ist.
3. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, bei welchem ein Drehkolben zur Drehung eines mit Spiralverzahnung' versehenen Rades dient, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung eine federbelastete, als Kolben ausgebildete Klauenkupplung (85) dient, die mittels des Druckmediums wahlweise ein- und ausschaltbar ist.
4. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1 für ein Spannfutter mit durch ein spiralverzahntes Rad verschiebbaren Backen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem das Spiralrad antreibenden Drehteil (11) beiderseits der Drehachse je ein Zylinder (16') mit einem Kolben (44, 45) vorgesehen ist, die sich über Klinken (51, 52) nach je einer Drehrichtung an Sperrzähnen (50) im Kupplungsgehäuse abstützen.
5. Druckmittelantrieb nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kupplungsgehäuse drehbare Ringe (54) mit Abhebenasen (54') vorgesehen sind, mittels welchen die eine oder die andere Klinke außer Eingriff mit den Sperrzähnen (50) einstellbar ist.
6. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch radial angeordnete Kolben (44'), deren Bewegung durch eine an der als Klauenkupplung ausgebildeten Kupplung (85) angebrachte Kurvenscheibe (97) in jeder Drehrichtung auf das die Spannbacken (8) verschiebende Getriebe (66) übertragen wird, wobei die Spannweite durch wahlweise Steuerung des. Druckmediums umstellbar ist.
7. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (85) eine konzentrische Verlängerung (26) aufweist, welche die Anordnung des hydraulischen Getriebes am hinteren. Ende der Spindel (1) ermöglicht.
8. Druckmittelantrieb' nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannfutter ein handelsübliches Spannfutter dient, dessen Antrieb (5, 66) mit der Kupplung (85) korrespondierende Eingriffsmittel· aufweist.
9. Druckmittelantrieb nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verlängerung (26) des Kupplungsteiles (85) eine Hohlwelle dient.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 599708;
schweizerische Patentschrift Nr. 249 913.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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