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Spannfutter, dessen Spannbacken von im Futtergehäuse gelagerten Winkelhebeln
radial bewegt werden Zum Spannen von Werkstücken in Spannfuttern von Drehbänken
und anderen Werkzeugmaschinen sind verschiedene Spannsysteme bekannt, die zum Festhalten
der Werkstücke dienen. Bei Spannfuttern, deren Spannbacken kraftbetätigt werden,
z. B. durch einen . von einem pneumatischen oder hydraulischen Druckmittel beaufschlagten
Kolben oder auch durch einen Elektromotor, ist im allgemeinen eine durch die Spindelachse
geführte Zugstange vorgesehen, deren Bewegung in dem einen oder dem anderen Sinne
entsprechend die Öffnung bzw. die Schließung der Spannbacken bewirkt. Die geradlinige
Verschiebung der Zugstange wird dabei mit Hilfe von schiefen Ebenen oder Hebeln
in eine Radialbewegung der Spannbacken umgewandelt. Bei mit Hilfe von Hebeln arbeitenden
Vorrichtungen ist die Bewegung der Klemmbacken zu leicht umkehrbar. Außerdem bleibt
das Verhältnis zwischen den auf die Zugstange ausgeübten Kräften und den auf das
Werkstück durch die Spannbacken ausgeübten Kräften immer konstant. Die Sicherheit,
daß das Werkstück festgehalten wird, ist also ziemlich gering, wenn z. B. bei einer
pneumatisch oder hydraulisch betätigten Zugstange der nötige Druck im Zylinder fehlen
sollte. Neben der Konstanz des Verhältnisses der beiden Kräfte ist dieses Verhältnis
auch noch proportional zum 'Verhältnis der Hebelarme, die zwischen Zugstange
und
Spannbacken als Kraftübertragungselemente angeordnet sind, was zwangläufig, falls
ein annehmbares Kraftübersetzungsverhältnis erreicht werden soll, zu entsprechend
langen und sperrigen Hebelarmen führt..
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Eine Anordnung, die nur mit schiefen Ebenen arbeitet, weist besonders
den Nachteil auf, daß zwischen diesen Ebenen starke Reibungskräfte auftreten. Außerdem
gilt hier auch das bereits oben Gesagte, daß das Verhältnis der Kräfte, die auf
die Zugstange und auf das Werkstück ausgeübt werden, immer konstant bleibt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung zum Befestigen'
von Werkstücken' auf der Planscheibe von Werkzeugmaschinen mittels Spannbacken zu
schaffen, die veränderliche Schließkräfte* ergibt, und zwar soll die Kraft mit dem
Schließvorgang der Spannbacken wachsen. Gleichzeitig sollen die auftretenden Reibungskräfte
möglichst niedrig gehalten werden und die selbsttätige Umkehrbarkeit der Vorrichtung
soll sicher verhindert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden deshalb bei einem Spannfutter, dessen
Spannbacken in an sich bekannter Weise von im Futtergehäuse gelagerten Winkelhebeln
durch Axialverschiebung eines in Achsmitte des Futters angeordneten und mit einer
Zugstange verbundenen Kolbens radial bewegt werden, an den Winkelhebeln an ihrem
den Kolben zugekehrten Ende V-förmige Einschnitte angeordnet, und die Flankenfläche
dieses V-förmigen Einschnittes, die die Spannung der Backen bewirkt, besitzt eine
veränderliche Krümmung und wirkt in der Spannlage selbsthemmend.
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Die Winkelhebel können mittels exzentrischer Zapfen im Futtergehäuse
gelagert sein. Durch Drehung dieser exzentrischen Zapfen können die Spannbacken
so eingestellt werden, daß sie genau gleichzeitig schließen.
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In den Fig. i bis 4 ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Fig. i stellt einen axialen Schnitt durch die Vorrichtung dar; Fig.
i a zeigt eine Teilansicht in radialer Richtung; Fig. 2 zeigt eineTeilansicht in
axialer Richtung; Fig. 3 stellt einen vergrößerten Axialschnitt dar und zeigt die
Organe für eine einzige Spannbacke; Fig.4 zeigt einen Schnitt in radialer Richtung
nach der Linie A-A der Fig. 3.
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Mit i ist der Körper des Spannfutters bezeichnet und mit 2 dessen
Spannbacken, die, in den Nuten 3 verschiebbar, den Zweck haben, das zu bearbeitende
Werkstück 4 festzuhalten. Beim Verschieben der Zugstange 5 werden die Spannhebel
8 verschwenkt, wodurch die Spannbacken radial verschoben werden. Diese Zugstange
wird im einen oder im anderen Sinne z. B. durch einen Kolben mit pneumatischem oder
hydraulichem Antrieb bewegt: Die Spannhebel 8 sind in ihrer der Zugstange zugewandten
Seite V-förmig ausgeschnitten. Die Zugstange 5 ist mit dem die gehärteten Rollen
7 tragenden Kolben 6 verbunden, die die Drehung der Hebel 8 um den Drehpunkt g bewirken.
Die Hebel 8 bewegen mit Hilfe ihrer Arme io die Klemmbacken 2. Die Arme io greifen
dabei in die Nuten i i der Klemmbacken ein.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:
Wird die Zugstange 5 in der Richtung des Pfeiles F angezogen, dann erfolgt durch
die an der Fläche 12 des Hebels 8 ablaufenden Rollen 7 eine Drehung der Hebel um
ihre Drehachse g. Die eine Fläche 12, 13 des V-förmigen Einschnittes des Hebels
8 ist gekrümmt. Die etwa in den Endpunkten der Krümmungsfläche 12, 13 errichteten
Tangenten schließen zur Achse der Zugstange einen Winkel a und a1 ein, die sich
in Richtung der Zugbewegung der Stange 5 verringern. Außerdem verringert sich bei
fortschreitender Verdrehung des Hebels der Winkel a bzw. a1 an sich. Durch die Krümmung
der Fläche 12, 13 wird erreicht, daß bei fortschreitendem Druck der Rolle auf die
Fläche 12,i3 die von jeder Spannbacke auf das festzuhaltende Werk_ stück ausgeübte
Kraft in Abhängigkeit von der Veränderung des von dem Hebel und der Fläche 12, 13
eingenommenen Winkels und dem Standort der Rolle 7 auf der Fläche 12, 13 zunimmt
und ein Lockern der Spannkraft verhindert wird. Zur Freistellung des eingespannten
Werkstückes wird die Zugstange 5 in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Rollen
7 drücken nun gegen die Fläche 14 des V-förmigen Einschnittes am Ende der Winkelhebel
B. Da zur Freistellung keine progressive Zunahme .der auf die Spannbacken ausgeübten
Kräfte notwendig ist, ist die Fläche 14 eben ausgebildet.
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Auf dem Spannfutter können zwei, drei oder vier Spannbacken vorgesehen
sein.
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Um ein einwandfreies Einspannen der Werkstücke zu gewährleisten, müssen
die Klemmbacken genau gleichzeitig schließen. Um dies zu erreichen, bedarf es bei
der Konstruktion der Vorrichtung großer Genauigkeit, so daß der Abstand zwischen
der geometrischen Achse der Zugstange und jeder einzelnen Rolle immer genau gleich
bleibt.
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Dieses Problem kann in einfacher Weise dadurch gelöst werden, daß
die Zapfen g exzentrisch ausgebildet werden (Fig.4). Der mittlere Teil 9B der Zapfen
g ist in bezug auf die Endteile 9A exzentrisch ausgebildet. Durch Drehung des Zapfens
g werden also die Winkelhebel 8 senkrecht zur geometrischen Achse der Zugstange
verschoben, so daß eventuell Ungenauigkeiten einfach korrigiert werden können.