DE10045256C1

DE10045256C1 - Tension chuck, for clamping workpieces, has chuck body with prismatic guide grooves on side faces of clamping jaws and guide strips of corresponding cross-section on jaw guides engaging therein

Info

Publication number: DE10045256C1
Application number: DE2000145256
Authority: DE
Inventors: Andre Uebele; Gerhard Michler
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2020-09-14

Abstract

The tension chuck has a chuck body with several radial jaw guides (2) for the clamping jaws (3). Guide grooves (4) are formed on the side faces of the clamping jaws and jaw guides and are either prismatic with an opening angle of at least 60 degrees or of circular section. Guide strips (5) which engage in the grooves have a corresponding prismatic or circular cross-section.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter, in dem mehrere radiale Backenführungen für jeweils eine Spannbacke ausgebildet sind, wobei an den Seitenflächen der Spannbacken und der Backenführungen Führungsnuten und damit in Eingriff stehende Führungsleisten ausgebildet sind, wobei an den Seitenflächen jeweils nur eine Füh rungsnut oder Führungsleiste vorgesehen ist und die Füh rungsnuten eine Tiefe von wenigstens 20% der Spannbac kenbreite besitzen.The present invention relates to a chuck, in which several radial jaw guides for one Clamping jaws are formed, being on the side surfaces the clamping jaws and the jaw guides, guide grooves and engaging guide strips formed therewith are, with only one foot on each side rungsnut or guide rail is provided and the Füh rungsnuten a depth of at least 20% of the Spannbac own width.

Spannfutter für Werkzeugmaschinen dieser Art sind bekannt und werden in der Praxis in erster Linie an Drehmaschinen eingesetzt, um die zu bearbeitenden Werkstücke zu span nen. Die herkömmlichen Spannfutter bestehen dabei aus ei nem formsteifen Futterkörper, der eine zentrale Aufnahme für die Werkstücke aufweist, sowie aus mehreren Spannbac ken, die in radialen Backenführungen des Futterkörpers verstellbar angeordnet sind. Bei bekannten Spannfuttern, wie sie beispielsweise aus der EP 0 810 049 A1 und der DE PS 800 201 bekannt sind, wird durch eine Mehrzahl von Führungsnuten und damit in Eingriff stehenden Führungs leisten an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Backenführungen und der Spannbacken ein Kippen wäh rend des Spannvorgangs verhindert. Hierbei treten zum Teil hohe Kippkräfte auf, die zu hohen Flächenpressungen und damit einem zum Teil hohen Verschleiß führen.Chucks for machine tools of this type are known and are in practice primarily on lathes used to machine the workpieces to be machined NEN. The conventional chucks consist of egg a rigid chuck body that holds a central part for the workpieces, as well as from several Spannbac ken in the radial jaw guides of the chuck body are arranged adjustable. With known chucks, as for example from EP 0 810 049 A1 and DE PS 800 201 are known by a plurality of Guide grooves and related guide perform on the opposite side faces the jaw guides and the jaws tilt prevented during the clamping process. Here come to Part of high tipping forces that lead to high surface pressures and thus lead to high wear.

Ein Spannfutter der eingangs genannten Art ist aus der DE 27 29 939 C3 bekannt. Dieses in üblicher Weise nach Art eines Dreibackenfutters ausgebildete Spannfutter be sitzt drei Spannbacken, die in entsprechenden radialen Backenführungen des Futterkörpers bewegbar angeordnet sind. Die Führung der Spannbacken in den Backenführungen erfolgt über entsprechende Führungsnuten und Führungslei sten, die an den Seitenflächen der Spannbacken und der körperseitigen Backenführungen ausgebildet sind. Konkret ist an jeder Seitenfläche der Spannbacken jeweils eine Führungsnut mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebil det, die mit einer entsprechenden Führungsleiste an der korrespondierenden Backenführung in Eingriff steht.A chuck of the type mentioned is from the DE 27 29 939 C3 known. This in the usual way Kind of a three-jaw chuck trained be sits three jaws in corresponding radial Jaw guides of the chuck body are arranged movably are. The guidance of the clamping jaws in the jaw guides takes place via appropriate management grooves and management most on the side surfaces of the jaws and the body-side jaw guides are formed. Concrete is one on each side surface of the jaws Guide groove with a rectangular cross section det with a corresponding guide bar on the corresponding jaw guide is engaged.

Ein Problem bei dieser Ausführungsform besteht darin, daß im Betrieb zum Teil hohe Kippkräfte auftreten können, die zu hohen Flächenpressungen und damit einem zum Teil hohen Verschleiß führen. Des weiteren besteht das Problem, daß die Flachführungen hochgenau gearbeitet werden müsse, da mit verhindert wird, daß die Spannbacken durch im Betrieb auftretende Kippmomente nach oben gezogen werden. Nur auf diese Weise läßt sich eine ausreichende Wiederholspannge nauigkeit erreichen.A problem with this embodiment is that high tilting forces can occur in operation, which too high surface pressures and thus a sometimes high Wear. There is also the problem that the flat guides have to be worked very precisely because with prevents the jaws from being in operation occurring tilting moments are pulled upwards. Only on a sufficient repetition voltage can be achieved in this way to achieve accuracy.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Verschleiß im Bereich der Führung gering ist und eine hohe Wiederholspanngenauigkeit erzielt wird.The invention is therefore based on the object To design chucks of the type mentioned at the beginning that the wear in the area of the guide is low and a high repeatability is achieved.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsnuten entweder prismaförmig mit einem Öffnungs winkel von wenigstens 60° oder kreisabschnittförmig aus gebildet sind und die Führungsleiste einen entsprechenden prismaförmigen oder kreisabschnittförmigen Querschnitt besitzt.This object is achieved in that the Guide grooves either prismatic with an opening angle of at least 60 ° or in the form of a circular segment are formed and the guide bar a corresponding prism-shaped or circular section-shaped cross section has.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die auftretenden Spannkräfte gut nach außen in den Fut terkörper abgeleitet werden können. Aufgrund der erfin dungsgemäßen prismatischen Geometrie mit einem Öffnungs winkel von 60° oder einer kreisabschnittförmigen Geome trie werden die Führungsleisten des Futterkörpers wesent lich stabiler, wodurch ein Aufbäumen des Körpers beim Spannvorgang gegenüber einer Flachführung deutlich ver ringert wird.The inventive design ensures that the clamping forces occurring well outwards into the fut body can be derived. Because of the invent prismatic geometry according to the invention with an opening angle of 60 ° or a circular geome The guide strips of the chuck body become essential Lich more stable, which makes the body grow up when Clamping process clearly ver compared to a flat guide is wrestled.

Des weiteren besteht durch die Schrägflächen bzw. ge krümmten Flächen eine Kraftkomponente in horizontaler Richtung, so daß es zu einem Zentriereffekt kommt, wenn die Spannbacken durch im Betrieb auftretende Kippmomente nach oben gezogen werden. Auf diese Weise wird eine er höhte Wiederholspanngenauigkeit erzielt. Furthermore, due to the inclined surfaces or ge curved surfaces a force component in the horizontal Direction so that there is a centering effect when the clamping jaws due to tilting moments occurring during operation be pulled up. That way he becomes one increased repeatability achieved.

Es hat sich herausgestellt, daß eine zufriedenstellende Abstützung mit hinreichend geringen Flächenpressungen er reicht wird, wenn die Führungsnuten und Spannbacken in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet sind. Bevorzug terweise werden jedoch prismatische Führungsnuten mit ei nem Öffnungswinkel von 90° oder Führungsnuten mit einem halbkreisförmigen Querschnitt vorgesehen. It has been found to be a satisfactory one Support with sufficiently low surface pressures is sufficient if the guide grooves and jaws in are designed in the manner according to the invention. Favor However, prismatic guide grooves with egg opening angle of 90 ° or guide grooves with a semicircular cross section provided.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigtWith regard to further advantageous embodiments of the Invention is based on the subclaims and the successor lowing description of an embodiment under Be reference to the attached drawing. In the Drawing shows

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannfutters in Frontsicht und Fig. 1 shows an embodiment of the chuck according to the invention in front view and

Fig. 2 eine Grundbacke des Spannfutters aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht und Fig. 2 shows a base jaw of the chuck from Fig. 1 in a perspective view

Fig. 3 die Grundbacke aus Fig. 2 in Frontansicht. Fig. 3 shows the base jaw of Fig. 2 in a front view.

In der Fig. 1 ist ein Spannfutter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, das beispielsweise zum Spannen von Werkzeugstücken an Drehmaschinen eingesetzt werden kann. Zu dem Spannfutter, das als Handspannfutter ausgebildet ist, gehört ein Futterkörper 1, der eine zylindrische Grundform besitzt und an der nicht dargestellten Spindel beispielsweise einer Drehmaschine befestigt werden kann. An der einen Stirnseite des Futterkörpers 1 sind drei ra diale Backenführungen 2 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt, d. h. mit jeweils 120° Versatz gegen einander angeordnet sind. In die Backenführungen 2 sind Spannbacken 3 eingesetzt, die jeweils aus einer Grundbac ke und einer daran anschraubbaren Aufsatzbacke bestehen. In der Zeichnung sind nur die Grundbacken der Spannbacken 3 dargestellt. Die drei Spannbacken 3 können durch einen Keilstangenmechanismus zum Spannen und Lösen von Werk stücken gemeinsam nach innen und außen verstellt werden.In FIG. 1, a chuck according to the present invention is shown, which can for example be used for clamping of tool pieces in lathes. The chuck, which is designed as a manual chuck, includes a chuck body 1 which has a cylindrical basic shape and can be attached to the spindle, not shown, for example of a lathe. At one end of the chuck body 1 three ra diale jaw guides 2 are provided, which are evenly distributed over the circumference, that is, with 120 ° offset against each other. In the jaw guides 2 jaws 3 are used, each consisting of a Grundbac ke and a screw-on top jaw. In the drawing, only the base jaws of the jaws 3 are shown. The three jaws 3 can be adjusted inwards and outwards together by a wedge bar mechanism for clamping and releasing workpieces.

Um die beim Spannen von Werkstücken und der Bearbeitung auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, sind an den Sei tenflächen der Spannbacken 3 und der Backenführungen 2 Führungsnuten 4 und damit in Eingriff stehende Führungs leisten 5 ausgebildet. Konkret ist in jeder Seitenfläche der Spannbacken 3 jeweils eine Führungsnut 4 vorgesehen, die einen prismatischen Querschnitt mit einem Öffnungs winkel von etwa 90° und einer Tiefe t, die etwa 25% der Gesamtbreite b der Spannbacke 3 ausmacht, besitzt (vgl. Fig. 2 und 3). An den Seitenflächen der Backenführungen 2 sind entsprechend groß und stabil ausgebildete Führungs leisten 5 vorgesehen, die in die Führungsnuten 4 eingrei fen. An ihrer Unterseite besitzt die Spannbacke 3 eine Verzahnung 6 zur Koppelung mit einer Keilstange, und an ihrer Oberseite sind eine Quernut 7 und zwei Vorsprünge 8 zur Verbindung mit einer Aufsatzbacke vorgesehen. Der tiefe Einschnitt in den Spannbacken 3 führt dabei zu ei ner Reduzierung der Masse bei gleich breiter Auflageflä che für die Aufsatzbacke und gleich breiter Verzahnung für die Keilstange. Die geringere Masse bedeutet geringere Fliehkräfte im Betrieb mit den damit verbundenen Vortei len.In order to be able to absorb the forces occurring during clamping of workpieces and machining, two guide grooves 4 and guideways engaged with them are formed on the side surfaces of clamping jaws 3 and jaw guides 5 . Specifically, a guide groove 4 is provided in each side surface of the clamping jaws 3 , which has a prismatic cross section with an opening angle of approximately 90 ° and a depth t, which makes up approximately 25% of the total width b of the clamping jaw 3 (see FIG. 2 and 3). On the side surfaces of the jaw guides 2 correspondingly large and stable guide 5 are provided, which are in the guide grooves 4 fen. On its underside, the clamping jaw 3 has a toothing 6 for coupling to a wedge bar, and on its upper side a transverse groove 7 and two projections 8 are provided for connection to a top jaw. The deep incision in the clamping jaws 3 leads to a reduction in mass with the same width of support surface for the top jaw and the same width of toothing for the wedge rod. The lower mass means lower centrifugal forces in operation with the associated advantages.

Durch die schrägen Flächen an den Führungsnuten 4 und Führungsleisten 5 entsteht beim Auftreten von Kippmomen ten bzw. Kippkräften T_Kipp im Betrieb, durch welche die Spannbacke 3 noch oben aus der Backenführung 2 gezogen wird, eine Kraftkomponente F_H in horizontaler Richtung. Hierdurch kommt es zu einem Zentriereffekt und damit ver bunden zu einer erhöhten Wiederholspanngenauigkeit, da das Horizontalspiel beim Spannen entfällt.Due to the inclined surfaces on the guide grooves 4 and guide strips 5 arises when Kippmomen ten or tilting forces T _tilt in operation, through which the jaw 3 is still pulled up from the jaw guide 2 , a force component F _H in the horizontal direction. This leads to a centering effect and thus to increased repeatability because the horizontal play is eliminated during tensioning.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Führungsbe reichs mit nur einer einzigen, dafür aber relativ großen Führungsnut, die eine entsprechend große Auflagefläche bildet, werden die beim Spannen von Werkstücken auftre tenden hohen Kippmomente über die aufgrund ihrer Geome trie sehr stabilen Führungsleisten 5 und die Führungsnu ten 4 aufgenommen und in den Futterkörper 1 abgeleitet, ohne daß hierbei hohe, einen erhöhten Verschleiß zur Fol ge habende Flächenpressungen auftreten können.The inventive construction of the Führungsbe kingdom with only a single, but relatively large guide groove which forms a corresponding large bearing surface, the ten during clamping of workpieces occurring defects Tenden high tilting moments on the trie because of their Geome very stable guide rails 5 and the Führungsnu 4 recorded and derived in the chuck body 1 , without this high, an increased wear to fol ge surface pressures can occur.

Die Führungsnuten 4 und Führungsleisten 5 können anstelle der prismatischen bzw. Trapezform auch beispielsweise ei ne halbrunde Kontur haben, die eine vergleichsweise gute Ableitung der Spannkräfte in den Futterkörper erlaubt.The guide grooves 4 and guide strips 5 can instead of the prismatic or trapezoidal shape, for example, egg ne semicircular contour that allows a comparatively good derivation of the clamping forces in the chuck body.

Claims

1. Chuck with a chuck body ( 1 ), in which several radial jaw guides ( 2 ) are each formed for a clamping jaw ( 3 ), whereby on the side surfaces of the clamping jaws ( 3 ) and the jaw guides ( 2 ) guide grooves ( 4 ) and thus engaging standing guide strips ( 5 ) are formed, only one guide groove ( 4 ) or guide strip ( 5 ) being provided on the side surfaces and the guide grooves ( 4 ) having a depth of at least 20% of the jaw width, characterized that the guide grooves ( 4 ) are either prism-shaped with an opening angle of at least 60 ° or a circular section and the guide strips ( 5 ) have a corresponding prism-shaped or circular section-shaped cross section.

2. Chuck according to claim 1, characterized in that the guide grooves ( 4 ) in the side surfaces of the jaws ( 3 ) and the guide strips ( 5 ) on the side surfaces of the jaw guides ( 2 ) are formed.

3. Chuck according to claim 1 or 2, characterized in that the prism-shaped guide grooves ( 4 ) have an opening angle of 90 °.

4. Chuck according to claim 1 or 2, characterized in that the guide grooves ( 4 ) have a semicircular cross-section.