DE830725C - Selbstzentrierendes Spannfutter fuer Drehbaenke u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstzentrierendes Spannfutter für Drehbänke u. dgl., bei welchem eine Spannkurve einer im Futterkörper drehbar gelagerten Spannscheibe mit in radialen Führungsbahnen des Futterkörpers verschiebbar gelagerten Spannhacken im Eingriff steht, die somit beim Drehen der Spannscheibe gleichzeitig und gleichmäßig in radialer Richtung verschoben werden.
Die bisher bekannten Spannfutter dieser Art

ίο haben den Nachteil, daß sie sich infolge ihres verhältnismäßig geringen Backenlhubes vorwiegend nur für die Massenfertigung, also zum Spannen von Werkstücken mit möglichst gleichbleibendem Spanndurchmesser eignen, da größere Unterschiede im Spanndurchmesser durch Versetzen der Aufsatzbacken ausgeglichen werden müssen, was bekanntlich eine umständliche und zeitraulxmde Arbeit darstellt und gleichzeitig die Spanngenauigkeit beeinträchtigt.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt, die im wesentlichen darin besteht, daß bei kontinuierlicher Drehung der Spannscheibe eine Spannkurve mehrfach oder mehrere Spannkurven nacheinander die aufeinanderfolgenden Spannbaakenführungen durchlaufen, deren radialer Abstand von Mitte bis Mitte bei einer Kurve der Kurvensteigung und bei mehreren Kurven dem zwischen zwei Spannkurvenübergängen erzielten Spannbackenhub entspricht. Die zur Erzielung dieses Effektes erforderlichen konstruktiven Einrichtungen sind denkbar einfach. Ebenso wie bei den bekannten Anordnungen wird jede Spannbacke durch Rollen, Zapfen, Bolzen, Scheiben o. dgl. an den Spannkurven geführt. Bei jedem Übergang

von einer Spannkurve zur anderen oder, falls nur eine Spannkurve vorgesehen ist, bei jedesmaligem Übergang von dem einen auf das andere Ende dieser Kurve tritt ein weiteres Führungsglied in Wirkung, während das bis dahin benutzte Glied außer Wirkung gesetzt wird. Um den Übergang stoßfrei zu gestalten, ist es notwendig, die Enden der aufeinanderfolgenden Spannkurven sich ein Stück überlappen zu lassen, so daß zwei nacheinander \virkende Führungen eine kurze Zeit gleichzeitig in Wifkung stehen.

Es sind zwar bereits Spannfutter bekannt, bei denen eine Vielzahl von Führungen an den Spannbacken mit einer kontinuierlich drehbaren Spannscheibe zusammen arbeitet, jedoch haben diese sog. Plangewindefutter den Nachteil, daß, abgesehen von dem verhältnismäßig schwachen Plangewinde und der dementsprechend ebenso schwachen Spannbackenverzahnung, die Krümmung der Plangewindegänge von außen nach innen ständig stärker wird und daher die Form der Backenzähne niemals mit den Plangewindegängen übereinstimmen kann. Man hat auch infolge unvermeidbarer Ungenauigkeiten bei der Herstellung keine Gewähr dafür, daß

as mehrere Backenzähne in den Gewindegängen tatsächlich tragen, um die Druckflächen zu vergrößern bzw. den Druck gleichmäßig zu verteilen. Es kommt somit immer nur eine geringe Fläche der Backen zur Anlage, weshalb die Zähne infolge zu hohen Druckes beim Spannen schnell verschleißen oder häufig brechen. Ein Härten der Plangewindegänge ist aber kaum möglich, da ein Nachschleifen zur Beseitigung des unvermeidbaren Härteverzuges außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich ist. Ebenso ist ein Schleifen der Zähne der gehärteten Spannbacken ihrer Form wegen sehr schwierig. Man kann also den enormen Verschleiß und die damit eintretende Zentrierungenauigkeit dieser Spannfutter nicht verhindern. Hinzu kommt noch, daß in die Zahnlücken sehr leicht Späne und Schmutz eindringen, was eine Erschwerung des Spannens, Veränderung und Zerstörung der Plangewindegänge, der Backenzähne, der Zahnritzel und Schlüsselvierkante zur Folge hat.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. ι das neue Spannfutter in Seitenansicht bzw. im Teilschnitt nach der Linie A-B der Fig. 2,
Fig. 2 eine Ansicht gegen die Stirnfläche des Futters bzw. einen Teilschnitt nach der Linie C-D der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 zeigen ein grundsätzlich gleiches Futter wie in den Fig. 1 und 2, jedoch mit anderer Führung,

Fig. 5 zeigt ein Futter mit nur einer Spannkurve. In dem Futterkörper α (Fig. 1 und 2) ist in bekannter Weise eine mit drei exzentrisch angeordneten, kreisbogenförmig gekrümmten Spannkurven b versehene und als Schneckenrad ausgebildete Spannscheibe c drehbar gelagert, die mit einer SchneckenspindeP d im Eingriff steht. Die Schneckenspindel d besitzt einen Vierkantzapfen / zum Ansetzen eines Vierkantsteckschlüssels. Ferner sind in radialen Führungsbahnen des Futterkörpers ο in bekannter Weise drei Spannbacken g verschiebbar angeordnet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel je eine umsteckbare Aufsatzbacke h tragen.

Nach der Erfindung sind die Spannkurven b so lang bemessen, daß sie sich mit ihren Enden überschneiden, während die Spannbacken g mit je drei Führungsrollen i ausgestattet sind, zwischen denen die Spannkurven b hindurchgleiten. In der äußeren Endstellung der Spannbacken g liegen die äußeren Enden der Spannkurven b zwischen den inneren Führungsrollen i_x undi₂. Bei Rechtsdrehung der Schneckenspindel d und der dadurch bewirkten Linksdrehung der Spannscheibe c gleiten also die Spannkurven b zunächst zwischen den Rollen J₁ und I₂'. Sobald die inneren Enden der Spannkurven b in dem Bereich der Führungsrollen I₁ und i₂ angelangt sind, schieben sich die äußeren Enden der benachbarten Spannkurven b zwischen die Führungsrollen i₂ und i₃ (s. Fig. 2) und gleiten zwischen diesen Rollen hindurch, bis die inneren Enden der Kurven b im Bereich der Rollen i₂ und i₃ liegen. Diese Stellung entspricht der inneren Endlage der Spannbacken g. Der Weg der Spannbacken g verteilt sich also auf ²A Umdrehung der Spannscheibe c, während er bei den bekannten An- g₀ Ordnungen auf Vs Umdrehung beschränkt war. Bei gleicher Steigung der Spannkurven b ergibt sich somit gegenüber den bekannten Konstruktionen eine Verdopplung des Backenhubes, ohne die Backen versetzen zu müssen. Es ist ohne weiteres ersiehtlieh, daß, insbesondere bei größeren Spannfuttern, auch noch weitere Rollen, z. B. i_i und i₅, die in der Fig. 2 nicht dargestellt sind, vorgesehen werden können. Es würde sich dann die nächste Spannkurve zwischen die Rollen i₃ und I₁ und die darauffolgende zwischen die Rollen I₄ und i₅ schieben. Für den vollen Hub der Spannbacken würden dann eine ganze bzw. Vs Umdrehungen der Spannscheibe erforderlich sein. Entsprechend würde der Gesamthub der Spannbacken gleich dem drei- bzw. vierfachen des durch eine Spannkurve bewirkten Hubes werden.

Bei den kleinsten Spannfuttertypen werden wegen Raummangels an Stelle der Führungsrollen i Gleitbolzen vorgesehen, die ebenso wie die Rollen i und die Spannkurven b gehärtet und genau geschliffen werden.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von denen nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen durch die Führungsglieder. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung (Fig. 1 und 2) tritt beim Spannen zwischen Rolle und Kurve ein verhältnismäßig hoher Flächendruck auf, und die Rollenbolzen k werden sehr stark auf Biegung beansprucht. Um die dadurch bedingte Bruchgefahr für Rolle und Bolzen zu vermeiden, sind bei der Anordnung nach den Fig. 3 und 4 in an sich bekannter Weise an Stelle der Rollen in die Spannbacken eingelassene, pendelnde Scheiben/» mit kreisbogenförmigen Nuten verwendet, in denen die Spannkurven gleiten. Die Scheiben p sind gehärtet

und u.a. in den Nuten genau geschliffen. Sie werden durch Schrauben r gehalten, die mit großem seitlichen Spiel entsprechend der erforderlichen Pendelbewegung der Scheibe durch die Grundbacke hindurchgreifen.

In der Fig. 4 ist noch eine Verbesserung der Spannkurven gezeigt, die der Erzielung eines klemm- und stoßfreien Überganges an den Überschneidungsstellen dient und die mit gleicher Wirkung auch bei der Anordnung nach der Fig. 2 angewendet werden kann. Zur Erzielung dieser Wirkung ist es vorteilhaft, der inneren und der äußeren Begrenzungslinie der Spannkurve verschiedene Krümmungsmittelpunkte zu geben, wie bei M gezeigt, und diese so zu legen, daß der Kurvensteigungswinkel an dem einen Ende etwa doppelt so groß ist wie an dem anderen Ende, und zwar so, daß der Steigungswinkel der äußeren Kurve an der höchsten Stelle ί kleiner als an der niedrigsten Stelle t und der der inneren Kurve an der höchsten Stelle größer als an der niedrigsten ist, wodurch sich eine konusartige Zuspitzung der Enden der Spannkurven ergibt. Bei einer solchen Ausbildung haben die Spannkurveh also nicht mehr auf ihrer gesamten Länge die gleiche Stärke, und es sind daher auch die Nuten in den pendelnden Scheiben p etwas breiter als die größte Kurvenstärke zu halten, und zwar so breit, daß, besonders an den Kurvenenden, ein beträchtliches Spiel vorhanden ist. Beides wirkt sich im Sinne eines einwandfreien Überganges günstig aus. Um die Scheiben/» mit der Spannkurve stets satt zur Anlage zu bringen, ist es vorteilhaft, auch die Führungsnutflächen mit den der Spannkurve entsprechenden verschiedenen Krümmungen zu versehen. Es ist ferner darauf zu achten, daß sich die Spannkurven so weit überschneiden, daß die pendelnden Scheiben stets in ihrer ganzen Führungslänge satt zur ' Anlage kommen, d. h. das Überlappungsstück muß mindestens so lang sein wie die Führungsflächen der Nut.

Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung mit nur einer Spannkurve. Diese ist als Gang einer Planspirale (eines Plangewindes) mit sich überlappenden Enden ausgeführt. Die Wirkung dieser Anordnung ist im Prinzip die gleiche wie die der Anordnungen nach den Fig. 1 bis 4, nur daß hier nicht mehrere Spannkurven, sondern die gleiche Spannkurve mehrmals nacheinander durchlaufen wird. Alle Spannbacken werden also durch die gleiche Spannkurve geführt. Die Führungsglieder sind daher an den einzelnen Klemmbacken im Gegensatz zu den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 4 in verschiedenem Abstande von dem Spannbackenende angeordnet. Auch ist ihre Anzahl verschieden. Bei dieser Anordnung bewirkt, wie leicht erkennbar, eine volle Umdrehung der Spannscheibe erst den gleichen Backenhub wie bei den Anordnungen nach den Fig. 1 bis 4 eine Drittelumdrehung. Der Steigungswinkel der Spannkurve ist also wesentlich verkleinert, wodurch ein leichteres und erheblich kräftigeres Spannen ermöglicht wird. Innen- und Außenfläche der Spannkurve haben überall den gleichen Abstand voneinander. Auch hier können beliebige Führungsglieder, z. B. Rollen oder pendelnde Scheiben, verwendet werden. Bei Verwendung pendelnder Scheiben, wie in der Fig. 5 dargestellt, kann auf ein Spiel bei den Führungsnuten verzichtet werden. Die Scheiben p weisen ebenfalls verschiedene Krümmungsmittelpunkte für die Führungsnutflächen auf, jedoch ist eine satte Berührung mit der Kurve nicht mehr möglich. Infolge der Pendelmöglichkeit der Scheiben braucht die Abweichung von der Kurvenkrümmung aber nur verhältnismäßig gering zu sein, was dem Verschleiß entgegenwirkt. Planspiralkurve und Pendelscheiben sind auch in diesem Falle gehärtet und genau geschliffen, was bei dem allgemein bekannten Planspiralfutter nicht oder nur sehr schlecht möglich ist. Die Ausführung mit Planspiralkurve hat noch den Vorteil, das Spannfutter ohne Schwierigkeit, z. B. auch mit vier Spannbacken, auszurüsten.

Die Konstruktion der neuen Spannfutter ist kräftig, bruch- und betriebssicher und von bleibender Genauigkeit, aber trotzdem relativ einfach und leicht herstellbar. Da auch das Eindringen von Schmutz und Spänen weitestgehend verhindert ist, werden die Verschleißfestigkeit und damit die Zentriergenauigkeit sowie die Betriebssicherheit noch erhöht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Selbstzentrierendes Spannfutter für Drehbänke u. dgl., bei dem eine Spannkurve einer im Futterkörper drehbar gelagerten Spannscheibe mit in radialen Führungsbahnen des Futterkörpers verschiebbar gelagerten Spannbacken im Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlicher Drehung der Spannscheibe eine Spannkurve mehrfach oder mehrere Spannkurven nacheinander die aufeinanderfolgenden Spannbackenführungen durchlaufen, deren radialer Abstand von Mitte bis Mitte bei einer Kurve der Kurvensteigung und bei mehreren Kurven dem zwischen zwei Spannkurvenübergängen erzielten Spannbackenhub entspricht.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Übergang von einer Spannkurve zur nächsten bzw. bei Vorhandensein nur einer Spannkurve bei jedesmaligem Übergang von ihrem einen Ende zum anderen die bis dahin benutzte Führung außer Wirkung tritt und eine neue Führung zur Wirkung gelangt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkurven sich an den Übergangsstellen ein Stück überlappen.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1

bis 3 mit mehreren Spannkurven, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Begrenzungslinie der exzentrisch angeordneten, kreisbogenförmigen Spannkurven verschiedene Krümmungsmittelpunkte aufweisen.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der

Außenspannkurve an der höchsten Stelle kleiner ist als an der niedrigsten und der der Innenspannkurve an der höchsten Stelle größer ist als an der niedrigsten.

6. Spannfutter nach Anspruch 3 oder 4 unter Verwendung pendelnder Scheiben mit eingeschnittener Nut, in der die Spannkurven gleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut ein beträchtliches Spiel gegenüber der Spannkurve aufweist.

7. Spannfutter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnutflächen der pendelnden Scheiben kreisbogenförmig verlaufen und verschiedene Krümmungsmittelpunkte aufweisen.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit nur einer Spannkurve, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkurve als Gang einer Planspirale (eines Plangewindes) mit sich überlappenden Enden ausgeführt ist.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 642682.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen