Spannfutter, insbesondere für Drehbänke Das Hauptpatent betrifft ein Spannfutter insbesonde re für Drehbänke, das erfindungsgemäss mit einem Eilgang und einem Spanngang versehen ist und für Handbetätigung der beiden Gänge ausgebildet ist, wobei zur Betätigung des Spannfutters sowohl im einen als auch im anderen Gang sowie auch zum überschalten von dem einen in den andern Gang ein von Hand zudrehen der Stellring vorgesehen ist.
Bei einem im Hauptpatent beschriebenen ist ein Getriebe vorgesehen in Form eines innen- und eines aussenverzahnten Zahnkranzes annähernd gleicher Zäh nezahl, die exzentrisch zueinander gelagert sind und miteinander in Eingriff stehen, und ist in einem axial verschiebbaren zentrischen Stellring zur wahlweisen Ein schaltung des Schnell- und des Spannganges ein Zahnrad mit einer Innenverzahnung und mit dem aussenverzahn ten Zahnkranz exzentrisch und frei drehbar gelagert, wobei der aussenverzahnte Zahnkranz bei Schnellgang einseitig in den an einer Plangewindescheibe vorgesehe nen zentrischen innenverzahnten Zahnkranz und die Innenverzahung bei Spanngang,
wiederum einseitig, in eine zentrische Verzahnung eines mit dem Futtergehäuse fest verbundenen Halterades eingreift.
Ausser diesem einen Stellring, der zur Umschaltung von Schnellgang auf Spanngang und umgekehrt durch axiale Verschiebung und zur Durchführung des Spann ganges durch Verdrehung dient, ist bei diesem Spannfut ter noch ein zweiter Stellring vorgesehen, der mit der Plangewindescheibe unmittelbar drehfest verbunden oder aber einteilig mit dieser ausgebildet ist und dazu dient, durch Verdrehung den Schnellgang zu bewirken, wobei natürlich der erste Stellring auf Schnellgang eingestellt sein muss. Dieses Spannfutter hat den Vorteil, dass es eine grosse Untersetzung des Spannganges und eine Schaltung von Schnellgang auf Spanngang und umgekehrt in jeder Drehlage des Stellringes gegenüber der Plangewindescheibe ermöglicht.
Die Drehung der beiden Stellringe für Spanngang einerseits und für Schnellgang andererseits erfolgt in der gleichen Dreh richtung. Ein Spannvorgang erfolgt also in der Weise, dass zunächst der mit der Plangewindescheibe drehfest verbundene zweite Stellring verdreht wird, bis die Spann backen des Futters am Werkstück anliegen, wonach der erste Stellring axial verschoben und dann anschliessend in gleicher Drehrichtung wie der vorher betätigte zweite Stellring verdreht wird, bis die gewünschte Spannkraft erreicht ist. Beim Übergang von Schnellgang auf Spann gang und auch umgekehrt muss man also hier nicht nur den einen Stellring axial verschieben, sondern auch von dem einen Stellring zum anderen übergreifen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das geschilderte Spannfutter in der Weise abzuwandeln, dass nur noch ein einziger Stellring vorhanden ist, der sowohl zur Umschaltung von Schnellgang auf Spannung und umgekehrt durch axiale Verschiebung wie auch zur Betätigung des Schnellganges und auch des Spanngan ges, jeweils in der gleichen Drehrichtung dient.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäss an dem Stellring und an der Plangewindescheibe zuein ander konzentrische Kupplungselemente angebracht, die in der Axialstellung des Stellringes für Schnellgang, in der das von ihm getragene innen- und aussenverzahnte Zahnrad mit dem gehäusefesten Halterad ausser in- griff ist, den Stellring mit der Plangewindescheibe dreh fest kuppeln. Hierdurch wird der bei der vorbeschriebe nen Spannfutterkonstruktion vorhandene zweite Stellring eingespart, indem der der Umschaltung dienende Stell ring selbst durch entsprechende Kupplungselemente in der Schnellgangstellung mit der Plangewindescheibe ge kuppelt wird.
Während bei der im Hauptpatent beschriebenen Spannfutterkonstruktion der der Umschaltung dienende erste Stellring eine einzige Raste aufweist, durch die er entgegen der Wirkung von auf ihn einwirkenden Federn in der Schnellgangstellung erhalten wird, kann der Stellring des erfindungsgemässen Spannfutters zweck- mässig am Innenumfang zwei umlaufende Rastnuten aufweisen, durch die seine beiden Schaltstellungen zum Beispiel mittels eines gehäusefesten Rastgliedes, z. B. einer oder mehrerer federbelasteter Kugeln, festgelegt ,werden.
Die Kupplungselemente an dem Stellring und an der Plangewindescheibe haben vorzugsweise die Form von Verzahnungen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch das eine Spannfutter entlang der in Figur 2 eingetragenen Linie I-I, und zwar oberhalb der Mittellinie in der Einstel lung auf Spanngang und unterhalb der Mittellinie in der Einstellung auf Schnellgang.
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der in Fig. 1 eingetragenen Linie II-II.
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 1 einen Axialschnitt entlang der in Fig. 2 eingetragenen Linie I-I des zweiten Spannfutters mit etwas abgeänderter Verriegelung zwischen dem Spannfuttergehäuse und dem Stellring.
Das Gehäuse des Spannfutters besteht aus zwei Teilen 1 und 2; es ist mit der (nicht dargestellten) Antriebswelle fest verbunden. Auf bzw. in dem Futterge häuse ist frei drehbar und axial verschiebbar ein Stellring 3 gelagert dessen Aussenseite zweckmässig mit einer Riffelung zur Erleichterung seiner Bewegung von Hand versehen ist. Der Stellring 3 hat am Innenumfang zwei umlaufende Rastnuten 4 und 5 zur Festlegung seiner beiden Schaltstellungen mittels Kugeln 6, die im Gehäu seteil 2 verschiebbar gelagert sind und durch Federn 6a nach aussen gedrückt werden.
Die Mittellinie der Aussenfläche der Nabe 7 des Stellringes 3 liegt exzentrisch zur Mittellinie des gesam ten Spannfutters. Auf der Nabe 7 ist frei drehbar, axial jedoch unverschiebbar, ein Zahnrad 8 gelagert, das eine Innenverzahnung 9 und eine Aussenverzahnung 10 aufweist. Die Innenverzahnung 9 steht bei Einschaltung des Spannganges mit einer zur Futterachse zentrischen, damit also zu der Innenverzahnung 9 exzentrischen, Aussenverzahnung 11 eines Halterades 12 in Eingriff, das mit dem Futtergehäuse 1, 2 fest verbunden ist.
Die Aussenverzahnung 10 des Zahnrades 8 steht in beiden Schaltstellungen des Stellringes 3 mit einer zur Futter achse zentrischen, somit also zur Mittellinie des Zahnra des 8 exzentrischen, Innenverzahnung 13 der Plangewin descheibe 14 in Eingriff. Sie ist gegenüber dem Futterge häuseteil 1 zentriert und trägt auf ihrer Stirnseite mehrere Gewindegänge 15, die an ihren inneren Enden und an ihren äusseren Enden offen sind, so dass ein Schäl- oder Drehwerkzeug unbehindert durch Endwan- dungen dieses Gewindes die Gewindegänge aus dem Material herausarbeiten bzw. nacharbeiten kann.
Die Gewindegänge können mit verhältnismässig gleichblei bendem Krümmungshalbmesser und gegebenenfalls mit parallelförmigem Verlauf ausgeführt sein. In diesen Gewindegängen sind die in dem Futtergehäuseteil 1 in radialer Richtung verschiebbar gelagerten Spannbacken 16, von denen entsprechend der Anzahl der Gewinde gänge auf den Umfang verteilt drei vorgesehen sind, mittels in ihrem Querschnitt der Form der Gewindegän ge 15 angepasster Keil oder Führungszähne 17 ge führt.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, unterscheiden sich die Durchmesser der Verzahnungen 9 und 11 einerseits sowie die Durchmesser der Verzahnungen 10 und 13 andererseits um etwa eine Zahnhöhe, so dass die Zähnezahlen der genannten Verzahnungspaare nur einen geringfügigen Unterschied aufweisen, beispielsweise in der Weise, dass die Verzahnung 9 einen Zahn mehr als die Verzahnung 11, und die Verzahnung 13 einen Zahn mehr als die Verzahnung 10 hat.
Der Stellring 3 weist eine Innenverzahnung 18, und die Plangewindescheibe 14 eine Aussenverzahnung 19 auf. Die beiden Verzahnungen sind zentrisch zueinander und haben die gleiche Zähnezahl, so dass man den Stellring 3 praktisch in jeder relativen Drehstellung gegenüber der Plangewindescheibe 14 mit dieser zu gemeinsamer Verdrehung kuppeln kann.
In Fig. 1 ist unterhalb der Mittellinie die Einstellung des Spannfutters auf Schnellgang -dargestellt. Hierbei liegen die Kugeln 6 in der linken Rastnut 4. Bei Verdrehung des Stellringes 3 nimmt dieser die Plange windescheibe 14 mit, so dass dabei unmittelbar die Spannbacken 16 entsprechend der Steigung der Gewin degänge 15 im Schnellgang radial nach innen oder nach aussen verstellt werden. Nach dem Anliegen der Spann backen 16 am Werkstück wird die der Stellring 3 axial in die in Fig. 1 oberhalb der Mittellinie dargestellte Einstel lung gebracht, wobei die Kugeln 6 in die rechte Rastnut 5 gelangen. Hierbei gelangen die Verzahnungen 18 und 19 ausser Eingriff, die Verzahnungen 9 und 11 dagegen, die im Schnellgang ausser Eingriff sind, in Eingriff.
Bei weiterer Verdrehung des Stellringes 3 in gleichbleibender Drehrichtung werden dann die Spannbacken 16 mit sehr starker Untersetzung, d. h. im Spanngang, weiter ange trieben, bis zum Erreichen der gewünschten endgültigen Spannkraft. Hierbei wälzt sich infolge der exzentrischen Lagerung des Zahnrades 8 dieses mittels seiner Verzah nung 9 auf der Verzahnung 11 des Halterades 12 ab, wobei es gleichzeitig mittels der eine entsprechende Abwälzbewegung ausführenden Verzahnung 10 die Plangewindescheibe 14 über deren Innenverzahnung 13 antreibt.
Wenn die Zähnezahldifferenz der Verzahnun gen 9 und 11 eins beträgt, so führt bei jeder Umdrehung des Stellringes 3 das sich einmal auf dem vollen Umfang der Verzahnung 11 abwälzende Zahnrad 8 eine Verdre hung um eine Zahnteilung aus. Diese Bewegung wird über die Verzahnungen 10, 13 auf die Plangewindeschei- be 14 übertragen, die sich in gleicher Drehrichtung wie der Stellring 3 dreht.
Zur Herabsetzung der Reibung im Spannfutter kön nen gegebenenfalls zwischen den eine Relativ-Verdre- hung zueinander ausführenden Teilen Wälzlager, zweck- mässig Nadellager, vorgesehen sein.
Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist durch das Vorhandensein nur eines einzigen Stellringes die Bedienung des Spannfutters gegenüber dem früher vor geschlagenen Spannfutter erleichtert, und Fehlbedienun gen sind praktisch ausgeschlossen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist anstelle der Kugeln 6 mit Belastungsfedern 6a ein in einer Umfangs nut des Gehäuseteils 1 sitzender Sprengring 6b vorgese hen, der wahlweise in eine der beiden Nuten 4a oder 5a des Stellringes 3 zum Einrasten gebracht werden kann. Diese Konstruktion ist etwas leichter zu montieren als diejenige nach Fig. 1, weil bei letzterer beim erstmaligen Aufschieben des Stellringes 3 sämtliche Kugeln 6 gleich zeitig nach innen gedrückt werden müssen, um das Aufschieben bewerkstelligen zu können.
Bei der Demon tage kann es geschehen, dass die Kugeln 6 und unter Umständen auch die Federn 6a aus dem Spannfutterge häuse herausspringen. Im übrigen entspricht aber das Spannfutter nach Fig. 4 genau der Ausführungsform nach Fig. 1.