CH637049A5 - CLAMPING PIN FOR COAXIAL EXTERNAL MACHINING OF WORKPIECES WITH DEFINED INTERNAL TOOTHING. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spanndorn für die koaxiale Aussenbearbeitung von Werkstücken mit definierter Innenverzahnung, mit einer Aufnahmehülse mit einer der Werkstückverzahnung entsprechenden Aussenverzahnung, die innerhalb ihrer Spannlänge einteilig ausgebildet und mit Ausnehmungen versehen ist, die sich nur auf einen Teil des Umfangs der Aufnahmehülse erstrecken, sowie mit einem in den Ausnehmungen angeordneten und in die Werkstückverzahnung eingreifenden, gegenüber der Aufnahmehülse mittels einer innerhalb der Aufnahmehülse angeordneten Stange und mittels Tangentialspiel verdrehbaren Klemmkörper, durch den die Innenverzahnung des Werkstücks gegen die Aussenverzahnung der Aufnahmehülse in einer Umfangsrichtung zur Anlage bringbar ist und der in der Weise durch die Ausnehmungen hindurchgeführt ist, dass sich die in die Werkstückverzahnung eingreifenden Enden des Klemmkörpers und Umfangsteile der Aufnahmehülse abwechseln. The invention relates to a mandrel for the coaxial external machining of workpieces with a defined internal toothing, with a receiving sleeve with an external toothing corresponding to the workpiece toothing, which is formed in one piece within its clamping length and is provided with recesses which extend only over part of the circumference of the receiving sleeve , as well as with a clamping body arranged in the recesses and engaging in the workpiece toothing, which can be rotated relative to the receiving sleeve by means of a rod arranged within the receiving sleeve and by means of tangential play, by means of which the internal toothing of the workpiece can be brought into abutment in a circumferential direction against the external toothing of the receiving sleeve and which is passed through the recesses in such a way that the ends of the clamping body engaging in the workpiece toothing and peripheral parts of the receiving sleeve alternate.
Bekannt ist ein Spanndorn, dessen Klemmkörper eine verdrehbare Verlängerung der Aufnahmehülse darstellt. Durch Verdrehen des Klemmkörpers wird die Innenverzahnung des Werkstücks tangential gegen die Aussenverzahnung der Aufnahmehülse gepresst. Infolge der Tatsache, A mandrel is known, the clamping body of which represents a rotatable extension of the receiving sleeve. By turning the clamping body, the internal toothing of the workpiece is pressed tangentially against the external toothing of the receiving sleeve. Due to the fact
dass die Aufnahmehülse nicht über die gesamte Spannlänge durchgehend ausgebildet, sondern um das Mass des Klemmkörpers verkürzt ist, führt ein äusserer Kraftangriff zu einem Schiefstellen des Werkstücks. Durch die geringe Länge der Aufnahmehülse ist ausserdem die achsparallele Ausrichtung des Werkstücks schlecht. that the receiving sleeve is not designed to be continuous over the entire clamping length, but is shortened by the dimension of the clamping body, an external application of force leads to the workpiece being skewed. Due to the short length of the receiving sleeve, the axis-parallel alignment of the workpiece is also poor.
Man hat daher einen derartigen Spanndorn bereits in der Weise modifiziert, dass vor dem Klemmkörper ein Druckstück angeordnet ist, dessen Profil mit demjenigen der Aufnahmehülse identisch ist. Durch die notwendige Relativbeweglichkeit aller Teile zueinander und die Anordnung merklicher Toleranzen kann jedoch gleichfalls keine starre Aufspannung des Werkstücks erreicht werden. Such a mandrel has therefore already been modified in such a way that a pressure piece is arranged in front of the clamping body, the profile of which is identical to that of the receiving sleeve. Due to the necessary relative mobility of all parts to each other and the arrangement of noticeable tolerances, however, no rigid clamping of the workpiece can be achieved.
Durch die US-PS 3 701 539 ist ein Spanndorn der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei dem die Aufnahmehülse über die gesamte Spannlänge einteilig ausgebildet ist. Die hülsenförmige Gestalt ist jedoch nur bis zum Beginn des Klemmkörpers vorhanden; von dort ab ist sie bis zu ihrem freien Ende unter Bildung sogenannter Finger mit breiten Schlitzen versehen, in die radial vorspringende Finger des Klemmkörpers in axialer Richtung eingeschoben sind. Durch die axiale Schlitzung der Aufnahmehülse und die infolgedessen nicht mehr bestehende Verbindung jenseits des Klemmkörpers weisen die Finger zwangsläufig eine grosse Elastizität auf, der auch durch eine Passung gegenüber dem freien Ende der Betätigungsstange nicht mehr entgegengewirkt werden kann. Es lässt sich auch mit diesem bekannten Spanndorn nicht vermeiden, dass das Werkstück unter einem hohen Bearbeitungsdruck zusammen mit den Fingern des Spanndorns seitlich ausweicht. From US Pat. No. 3,701,539 a mandrel of the type described in the opening paragraph is known in which the receiving sleeve is formed in one piece over the entire span. However, the sleeve-like shape is only available up to the beginning of the clamping body; from there it is provided with wide slots up to its free end to form so-called fingers, into which radially projecting fingers of the clamping body are inserted in the axial direction. Due to the axial slit of the receiving sleeve and the consequent no longer existing connection beyond the clamping body, the fingers inevitably have a great elasticity, which can no longer be counteracted by a fit to the free end of the actuating rod. Even with this known mandrel, it cannot be avoided that the workpiece, together with the fingers of the mandrel, dodges sideways under high machining pressure.
Die weggenommenen Teile der Finger tragen keine Fehlerstellen, die in der Innenverzahnung des Werkstücks unvermeidbar vorhanden sind, so dass es zu keiner Mittelwertbildung aller Fehler kommt, wie dies bei einer Keilwelle für die endgültige Montage der Fall wäre. The removed parts of the fingers do not have any flaws that are inevitably present in the internal toothing of the workpiece, so that no errors are averaged, as would be the case with a spline shaft for the final assembly.
Zum Verständnis der Zusammenhänge sei auf folgendes verwiesen: Bei allen Werkstücken weicht die reale Form der Werkstückverzahnung mehr oder weniger stark von der idealen Form ab, so dass nicht alle Zahnflanken zur Anlage kommen können. Die Folge ist, dass in der Regel nur drei Flanken am Zahnwellenprofil anliegen, und zwar die Flanken der kleinsten effektiven Zahnlücken. Dies ist auch bei der endgültigen Montage des Werkstücks auf einer Keilwelle der Fall, so dass für den Spanndorn die grundlegende Forderung gilt, dass dessen äussere Form möglichst weitgehend der Form der Keilwelle entspricht, auf der das Werkstück letztendlich montiert wird. Wenn aber der Spanndorn an den entscheidenden Stellen, die sich die Bedienungsperson nicht aussuchen kann, entweder keine Verzahnung aufweist oder eine solche, die seitlich ausweichen kann, dann sind die Bedingungen für eine eindeutige Aufnahme auf dem Spanndorn nicht erfüllt, so dass sich zwangsläufig, insbesondere unter grossen Bearbeitungskräften, eine Lage des Werkstücks einstellt, die nicht mit der endgültigen Lage des Werkstücks im Gebrauchszustand übereinstimmt. Dies führt zu Fehlern in der Rundlaufgenauigkeit, die eine merkliche Geräuschentwicklung von Maschinen zur Folge hat, in die derartige Werkstücke eingebaut worden sind. Rundlauffehler bei Zahnrädern führen zu Geräuschen, die heute vom Abnehmer eines Getriebes wegen des gesetzlich vorgeschriebenen Lärmschutzes nicht mehr toleriert werden. To understand the relationships, please refer to the following: For all workpieces, the real shape of the workpiece toothing deviates more or less from the ideal shape, so that not all tooth flanks can come into contact. The result is that there are usually only three flanks on the spline profile, namely the flanks of the smallest effective tooth gaps. This is also the case with the final assembly of the workpiece on a spline shaft, so that the basic requirement for the mandrel is that its external shape corresponds as far as possible to the shape of the spline shaft on which the workpiece is ultimately mounted. However, if the mandrel at the decisive points, which the operator cannot choose, either has no teeth or one that can deflect laterally, then the conditions for a clear mounting on the mandrel are not met, so that inevitably, in particular under high machining forces, a position of the workpiece is set which does not match the final position of the workpiece in the state of use. This leads to errors in the concentricity, which results in a noticeable noise from machines in which such workpieces have been installed. Concentricity errors in gearwheels lead to noises that are no longer tolerated by the customer of a gearbox due to the legally prescribed noise protection.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spanndorn anzugeben, auf dem das Werkstück bei der Bearbeitung ähnlich zuverlässig gehalten wird wie nach seiner Endmontage. Insbesondere liegt dem Erfindungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, einen Spanndorn anzugeben, mit dem ein Höchstmass an Zentrierung im Hinblick auf die Innenverzahnung des Werkstücks erreicht wird, bei dem ein Kippen oder Schiefstellen des Werkstücks auf der Aufnahmehülse auch bei grossen äusseren Kräften mit Sicherheit vermieden wird, der einfach im Aufbau und in der Herstellung ist und nicht zum Absetzen von Verschmutzungen neigt, die die Funktion des Spanndorns beeinträchtigen. The invention is therefore based on the object of specifying a mandrel on which the workpiece is held during machining as reliably as after its final assembly. In particular, the object of the invention is to provide a mandrel with which a maximum degree of centering is achieved with regard to the internal toothing of the workpiece, in which a tilting or skewing of the workpiece on the receiving sleeve is avoided with certainty even with large external forces, which is simple in construction and manufacture and does not tend to deposit contaminants that impair the function of the mandrel.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist der eingangs beschriebene Spanndorn erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass a) die Aufnahmehülse bis über den Klemmkörper hinaus mit Ausnahme der Ausnehmungen als Hülse ausgebildet ist, To achieve the stated object, the mandrel described at the outset is characterized according to the invention in that a) the receiving sleeve is designed as a sleeve beyond the clamping body, with the exception of the recesses,
b) der Klemmkörper als flache Lasche ausgebildet und diametral durch die Stange und durch die Aufnahmehülse hindurchgeführt ist und c) der Klemmkörper zusätzlich mit Radialspiel in der Aufnahmehülse angeordnet ist. b) the clamping body is designed as a flat tab and is guided diametrically through the rod and through the receiving sleeve and c) the clamping body is additionally arranged with radial play in the receiving sleeve.
Bei der erfindungsgemässen Lösung ist die Aufnahmehülse somit sowohl vor als auch hinter dem Klemmkörper als in Umfangsrichtung geschlossene Hülse vorhanden und nicht etwa als Finger, der mit den benachbarten Fingern an seinem freien Ende keine feste Verbindung mehr hat. Infolgedessen sind beim Erfindungsgegenstand vor und hinter den Ausnehmungen noch Zähne mit einer nicht unbeträchtlichen Teillänge vorhanden, die zur Führung des Werkstücks und zur Mittelwertbildung aller Fehler beitragen. Die Aufnahmehülse stellt infolgedessen ein Bauteil grösstmöglicher Starrheit gegenüber radialen und tangentialen Kräften dar, die nicht mehr überboten werden kann. In the solution according to the invention, the receiving sleeve is thus present both in front of and behind the clamping body as a sleeve which is closed in the circumferential direction and not as a finger, for example, which no longer has a fixed connection with the adjacent fingers at its free end. As a result, teeth with a not inconsiderable part length are present in front of and behind the recesses in the subject matter of the invention, which contribute to guiding the workpiece and averaging all the errors. As a result, the receptacle is a component with the greatest possible rigidity to radial and tangential forces that can no longer be surpassed.
Die Ausbildung des Klemmkörpers als flache Lasche und die diametrale Hindurchführung sowohl durch die Stange als auch durch die Hülse ermöglichen eine nachträgliche Montage, ohne dass die Hülse unter Bildung einzelner Finger geschlitzt werden müsste, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Der Klemmkörper liegt somit innerhalb der Spannlänge, ohne jedoch die Festigkeit der Aufnahmehülse nennenswert zu beeinträchtigen, da die für die Aufnahme des Klemmkörpers vorgesehenen Ausnehmungen sich nur über einen geringen Teil des Umfangs der Aufnahmehülse erstrecken. The design of the clamping body as a flat tab and the diametrical passage through both the rod and the sleeve enable subsequent assembly without the sleeve having to be slit to form individual fingers, as is the case with the prior art. The clamping body is thus within the span, but without appreciably affecting the strength of the receiving sleeve, since the recesses provided for receiving the clamping body only extend over a small part of the circumference of the receiving sleeve.
Durch das Radialspiel des Klemmkörpers, gegebenenfalls zusammen mit der ihn antreibenden Stange, übt der Klemmkörper selbst bei Oberflächenungenauigkeiten der Verzahnung keine radialen Kräfte auf das Werkzeug aus, sondern ausschliesslich tangentiale Kräfte, so dass zur Zentrierung des Werkstücks selbst ausschliesslich die aussenver-zahnte Hülse dient. Die Aufnahmehülse hat, da sie ebenso wie die Innenverzahnung des Werkstücks den DIN-Normen Due to the radial play of the clamping body, possibly together with the rod driving it, the clamping body does not exert any radial forces on the tool, even if the teeth are inaccurate, but only tangential forces, so that only the externally toothed sleeve is used for centering the workpiece itself. The mounting sleeve has the DIN standards as well as the internal toothing of the workpiece
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10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
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40 40
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5480 bzw. 5482 entspricht, auf das Werkstück eine selbstzentrierende Wirkung, die auch durch äussere Kräfte nicht aufgehoben werden kann. 5480 or 5482 corresponds to a self-centering effect on the workpiece, which cannot be canceled even by external forces.
Die selbstzentrierende Wirkung wird durch den üblichen Flankenwinkel von ca. 30 Grad gegenüber dem Radius des Teilkreises der Verzahnung noch zusätzlich begünstigt. Als Präzisionsteil ist im wesentlichen nur die Aufnahmehülse mit ihrer Aussenverzahnung bzw. sind gegebenenfalls solche Teile auszuführen, welche die Verbindung der Aufnahmehülse mit der betreffenden Werkzeugmaschine herbeiführen. Die übrigen Teile des Spanndorns können mit erheblichen Toleranzen ausgeführt werden, ohne dass dies auf die Funktion einen nachteiligen Einfluss hat. The self-centering effect is further enhanced by the usual flank angle of approx. 30 degrees compared to the radius of the pitch circle of the toothing. As a precision part, essentially only the receptacle sleeve with its external toothing or, if necessary, such parts are to be designed which bring about the connection of the receptacle sleeve with the machine tool in question. The remaining parts of the mandrel can be designed with considerable tolerances without this having an adverse effect on the function.
Die Zahl der schmutzsammelnden Abstreifkanten, die sich quer zur Aufsteckrichtung des Werkstücks erstrecken, wurde auf ein Minimum begrenzt. Die unvermeidbaren Spalte können zu dem noch ohne Beeinträchtigung der Funktion mit einem elastomeren Werkstoff ausgefüllt werden, so dass eine Verschmutzung vollständig verhindert wird. The number of dirt-collecting scraping edges, which extend transversely to the direction of insertion of the workpiece, has been kept to a minimum. The unavoidable gaps can also be filled with an elastomeric material without impairing their function, so that contamination is completely prevented.
Da im Normalfall sämtliche Zähne der Aufnahmehülse an der Innenverzahnung des Werkstücks zur Anlage kommen, findet auch keine schädliche Beeinflussung eines späteren Messvorganges statt, die dadurch eintreten könnte, dass die Innenverzahnung beim Messen an einer anderen Stelle der Verzahnung aufgenommen wird. Schwimmende Teile, die zu einem mangelnden Rundlauf des Werkstücks führen, sind nicht vorhanden. Mit dem Spanndorn können auch grössere Toleranzen der Innenverzahnung überbrückt werden. Die Stange für den Drehantrieb des Klemmkörpers unterliegt ausschliesslich einem Drehmoment durch die Klemmkraft und nicht einem Drehmoment durch Bearbeitungskräfte, so dass eine Vergrösserung der Torsion durch äussere Kräfte nicht erfolgen kann. Der Erfindungsgegenstand arbeitet darüber hinaus praktisch vollkommen ver-schleissfrei. Since normally all teeth of the receiving sleeve come into contact with the internal toothing of the workpiece, there is also no harmful influence on a later measuring process, which could occur if the internal toothing is picked up at another point on the toothing during measurement. Floating parts, which lead to a lack of concentricity of the workpiece, are not available. Larger tolerances of the internal toothing can also be bridged with the mandrel. The rod for the rotary drive of the clamping body is subject exclusively to a torque due to the clamping force and not to a torque due to machining forces, so that the torsion cannot be increased by external forces. The subject of the invention also works practically completely wear-free.
Die Verdrehbarkeit des Klemmkörpers bedingt einen entsprechenden Antrieb, für den in der Regel die maschinen-seitigen Voraussetzungen vorhanden sind. Ein solcher Antrieb ist gemäss der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Klemmkörper abgekehrten Ende der Stange eine durch Axialkräfte betätigbare Verdrehvorrichtung angeordnet ist, die aus mindestens zwei mit der Stange verbundenen, in bezug auf die Dornachse A-A schiefen Ebenen und aus einem Druckstück besteht, das über mindestens zwei in ihrer Gesamtheit unverdrehbare, entsprechende schiefe Ebenen mit den schiefen Ebenen der Stange in Verbindung steht. Bei einer Druckbeaufschlagung des Druckstücks schrauben sich die paarweise zusammengehörigen schiefen Ebenen ineinander, wobei die Stange eine rotierende Ausweichbewegung vollführt, die sich dem Klemmkörper mitteilt. Eine derartige Verdrehvorrichtung lässt sich, insbesondere bei einem Spanndorn, der für die Aufnahme zwischen Spitzen vorgesehen ist, ausserordentlich kompakt ausführen. The rotatability of the clamping body requires a corresponding drive, for which the machine-side requirements are usually present. Such a drive is characterized in accordance with the further invention in that at the end of the rod facing away from the clamping body there is arranged a twisting device which can be actuated by axial forces and which consists of at least two planes connected to the rod, which are inclined with respect to the mandrel axis AA, and consists of a pressure piece , which is connected to the inclined planes of the rod via at least two, in their entirety, non-rotatable, corresponding inclined planes. When the pressure piece is pressurized, the inclined planes which belong together in pairs screw into one another, the rod executing a rotating evasive movement which communicates itself to the clamping body. Such a twisting device can be designed to be extremely compact, in particular in the case of a mandrel which is provided for receiving between tips.
Eine hinsichtlich der aufeinandergleitenden Berührungsflächen besonders verschleissarme Verdrehvorrichtung, mit der grosse Drehmomente erzeugt werden können, ist gemäss der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ende der Stange verdrehfest eine Scheibe angeordnet ist, in deren freier Stirnfläche die schiefen Ebenen angeordnet sind, und dass sich gegenüber der Scheibe eine in bezug auf die Aufnahmehülse verdrehfeste Lagerplatte befindet, in der mindestens zwei Druckstifte angeordnet sind, die parallel zur Dornachse A-A verschiebbar sind, an ihrem einen Ende eine schiefe Ebene aufweisen, deren Lage und Neigung auf die entsprechende schiefe Ebene der Scheibe abgestimmt ist, und an ihrem anderen Ende an dem Druckstück anliegen. A twisting device which is particularly wear-resistant with regard to the contact surfaces sliding on one another and with which large torques can be generated is characterized in accordance with the further invention in that a disc is arranged on the end of the rod in a rotationally fixed manner, in the free end face of which the inclined planes are arranged, and that opposite the disc there is a bearing plate which is non-rotatable with respect to the receiving sleeve and in which at least two pressure pins are arranged, which can be displaced parallel to the mandrel axis AA, have an inclined plane at one end, the position and inclination of which are matched to the corresponding inclined plane of the disc and rest on the pressure piece at its other end.
Die Druckstifte, die - mit Ausnahme der schiefenen Ebenen - zweckmässig als Zylinderstifte ausgeführt sind, können sich mit der Scheibe, die eine Drehbewegung ausführt, während die Druckstifte auf ihren schiefen Ebenen gleiten, ent-s sprechend mitdrehen, so dass jederzeit eine flächige Anlage gewährleistet ist. Die beiden schiefen Ebenen in der Scheibe werden zweckmässig von den Flanken einer V-förmigen diametralen Ausnehmung in der Scheibe gebildet. Die Druckstifte haben zweckmässig zwei symmetrische Dachschrägen, io deren Öffnungswinkel auf den Offnungswinkel der Ausnehmung in der Scheibe abgestimmt ist. The pressure pins, which - with the exception of the inclined planes - are expediently designed as cylindrical pins, can rotate with the disc, which rotates while the pressure pins slide on their inclined planes, so that a flat contact is guaranteed at all times is. The two inclined planes in the disk are expediently formed by the flanks of a V-shaped diametrical recess in the disk. The push pins advantageously have two symmetrical roof slopes, the opening angle of which is matched to the opening angle of the recess in the pane.
Um jedweden Einfluss radialer Kraftkomponenten der Verdrehvorrichtung auf die Stange und den Klemmkörper auszuschalten, wird gemäss der weiteren Erfindung vorge-15 schlagen, die Scheibe auf dem Ende der Stange radial verschiebbar anzuordnen, wobei die Verschieberichtung senkrecht zu den Radien verläuft, die in den schiefen Ebenen liegen. Ein etwaiger Versatz eines oder beider Druckstifte führt infolgedessen lediglich zu einem Nachrücken der Scheibe ge-20 genüber der Stange, wodurch sogar erhebliche massliche Abweichungen ausgeglichen werden können. In order to eliminate any influence of radial force components of the twisting device on the rod and the clamping body, it is proposed according to the further invention to arrange the disk on the end of the rod in a radially displaceable manner, the direction of displacement being perpendicular to the radii which lie in the inclined planes lie. Any misalignment of one or both of the pressure pins consequently only results in the disc moving upward relative to the rod, which can even compensate for significant dimensional deviations.
Um bei Fehlbedienungen etwaige Überlastungen der Verdrehvorrichtung zuverlässig auszuschalten, wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Druckstück von einer Drackhül-25 se umgeben ist, die sich über ein Federelement auf dem Druckstück abstützt, und dass das eine Ende der Druckhülse mit einer Anschlagfläche am Spanndorn zusammenwirkt, wobei die Längen der Druckhülse und des Federelements in der Weise aufeinander abgestimmt sind, dass die Druckhülse 30 an der Anschlagfläche anliegt, ohne dass das Federelement vollständig komprimiert ist. Aufgrund einer solchen konstruktiven Massnahme wird die maximale Axialkraft, die auf die Verdrehvorrichtung einwirkt, durch die Federkraft bei gegebener Kompression gebildet. In order to reliably prevent any overloading of the twisting device in the event of incorrect operation, it is further proposed that the pressure piece be surrounded by a drain sleeve, which is supported on the pressure piece via a spring element, and that one end of the pressure sleeve cooperates with a stop surface on the mandrel. the lengths of the pressure sleeve and the spring element being matched to one another in such a way that the pressure sleeve 30 bears against the stop surface without the spring element being fully compressed. Due to such a constructive measure, the maximum axial force that acts on the twisting device is formed by the spring force for a given compression.
35 Falls die Aufnahmehülse nicht zwischen Spitzen gelagert werden soll, wird sie zweckmässig mittels Schrumpfsitz in einem mit einem Befestigungsflansch versehenen Grundkörper befestigt, der die Verdrehvorrichtung mindestens teilweise umschliesst. Der Schrumpfsitz hat den Vorteil, dass es ledig-40 lieh auf eine exakte zylindrische Bearbeitung der Aufnahmehülse und der entsprechenden Gegenbohrung im Grundkörper ankommt. Eine solche Bearbeitung ist im allgemeinen leicht auszuführen. 35 If the receiving sleeve is not to be stored between tips, it is expediently fastened by means of a shrink fit in a base body provided with a fastening flange, which at least partially surrounds the twisting device. The shrink fit has the advantage that single-borrowed, precise cylindrical machining of the receiving sleeve and the corresponding counter-bore in the base body are important. Such processing is generally easy to do.
Der als flache Lasche ausgeführte Klemmkörper kann 45 verschiedene Gestalt besitzen. Bei einer Aufnahmehülse mit einer geraden Zähnezahl besitzt der Klemmkörper an beiden Enden ein Profil, welches dem Zwischenraum zwischen zwei Zähnen der Werkstückverzahnung entspricht. Wenn jedoch die Aufnahmehülse mit einer ungeraden Zähnezahl versehen so ist, besitzt der Klemmkörper an einem Ende ein Profil, welches dem Zwischenraum zwischen zwei Zähnen der Werkstückverzahnung entspricht, während er am anderen Ende mit einem gabelförmigen Profil versehen ist, welches dem Zahnprofil entspricht. Wenn hierbei die Berührungsflächen 55 zwischen Klemmkörper und Stange auch noch ballig ausgebildet sind, kann der Klemmkörper jede massliche Abweichung an den Berührungsstellen ausgleichen, die zu einer radialen Reaktionskraft auf das Werkstück führen könnten. The clamping body, which is designed as a flat tab, can have 45 different shapes. In the case of a receiving sleeve with an even number of teeth, the clamping body has a profile at both ends which corresponds to the space between two teeth of the workpiece toothing. If, however, the receiving sleeve is provided with an odd number of teeth, the clamping body has a profile at one end which corresponds to the space between two teeth of the workpiece toothing, while it is provided at the other end with a fork-shaped profile which corresponds to the tooth profile. If in this case the contact surfaces 55 between the clamping body and the rod are also spherical, the clamping body can compensate for any dimensional deviation at the contact points that could lead to a radial reaction force on the workpiece.
Um einen ungleichen Kraftangriff auf die Verdrehvor-60 richtung zusätzlich auszugleichen, kann in vorteilhafter Weise zwischen dem Druckstück und den Druckstiften ein Kardangelenk angeordnet werden, welches im einfachsten Fall aus einer Kugelkalotte besteht, welche in einer kugel- oder kegelförmigen Ausnehmung gelagert ist. 65 Die vorstehend beschriebene Drehvorrichtung wird im allgemeinen auf Maschinen mit einer Kraftspannanlage verwendet. Für den Fall, dass eine Werkzeugmaschine keine eigene Anlage dieser Art besitzt, kann die Verdrehvorrichtung In order to additionally compensate for an uneven force attack on the twisting device, a cardan joint can advantageously be arranged between the pressure piece and the pressure pins, which in the simplest case consists of a spherical cap which is mounted in a spherical or conical recess. 65 The turning device described above is generally used on machines with a power clamping system. In the event that a machine tool does not have its own system of this type, the turning device can
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entweder zusätzlich oder ausschliesslich mit einer von Hand betätigbaren Verdrehvorrichtung ausgerüstet sein. Ein solcher Spanndorn ist gemäss der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Klemmkörper abgekehrten Ende der Stange eine durch Radialkräfte betätigbare Verdrehvorrichtung angeordnet ist, die aus einer an der Stange angreifenden Scheibe besteht, an der sich eine radiale Nase befindet, an deren einer Flanke ein federbelasteter Druckstift und an deren gegenüberliegender Flanke eine Gewindespindel angreifen. Diese Gewindespindel ist von Hand beispielsweise mittels eines Inbusschlüssels verstellbar. Damit die Verstellkraft zu keiner Überlastung der Verdrehvorrichtung führen kann, ist es zweckmässig, die Gewindespindel nur zum Entspannen zu verwenden, während das Spannen durch den federbelasteten Druckstift erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kraftrichtung des federbelasteten Druckstiftes so ausgerichtet ist, dass der Klemmkörper in die Stellung «Spannen» bringbar ist. Dabei ist es besonders zweckmässig, die Scheibe über einen in Umfangsrichtung wirkenden «toten Gang» mit der Stange zu koppeln, wobei der tote Gang nur in Richtung «Entspannen» wirksam ist. Wird nämlich die Gewindespindel von Hand zu weit eingeschraubt, so verhindert der tote Gang ein Überdrehen der Stange über die Mittellage des Klemmkörpers hinaus in eine andere Stellung, in denen wieder ein Klemmvorgang erfolgen würde. either additionally or exclusively equipped with a manually operated twisting device. Such a mandrel is characterized in accordance with the further invention in that on the end of the rod facing away from the clamping body there is arranged a turning device which can be actuated by radial forces and which consists of a disc acting on the rod, on which there is a radial nose, on the flank of which engage a spring-loaded thrust pin and a threaded spindle on the opposite flank. This threaded spindle is adjustable by hand, for example using an Allen key. So that the adjusting force cannot lead to an overload of the twisting device, it is expedient to use the threaded spindle only for relaxing, while the tensioning is carried out by the spring-loaded pressure pin. This is achieved in that the direction of force of the spring-loaded pressure pin is aligned so that the clamping body can be brought into the «tension» position. It is particularly expedient to couple the disc to the rod via a “dead gear” acting in the circumferential direction, the dead gear being effective only in the “relaxing” direction. If the threaded spindle is screwed in too far by hand, the dead gear prevents the rod from being over-rotated beyond the central position of the clamping body into another position in which a clamping process would take place again.
Bei einer Ausbildung des Spanndorns für die Aufnahme zwischen Spitzen fehlt in der Regel der mit Flansch versehene Grundkörper, der auch zur Aufnahme der Verdrehvorrichtung dient. Infolgedessen muss die Verdrehvorrichtung in einer entsprechend verlängerten Aufnahmehülse untergebracht werden. Dies geschieht in besonders zweckmässiger Weise dadurch, dass das Druckstück als Gewindebolzen ausgeführt ist und dass zwischen den schiefen Ebenen der Stange und dem Druckstück ein kolbenförmiges Übertragungsglied angeordnet ist, welches in bezug auf die Aufnahmehülse unverdrehbar aber längsbeweglich gelagert ist und zwei schiefe Ebenen aufweist, die nach Lage und Steigung niit den schiefen Ebenen der Stange übereinstimmen. Das Übertragungsglied wird dabei zweckmässig pendelnd in der Aufnahmehülse gelagert. If the mandrel is designed to be received between the tips, the flange with the base body, which also serves to accommodate the twisting device, is usually missing. As a result, the twisting device must be accommodated in a correspondingly elongated receiving sleeve. This takes place in a particularly expedient manner in that the pressure piece is designed as a threaded bolt and that a piston-shaped transmission element is arranged between the inclined planes of the rod and the pressure piece, which is non-rotatably but longitudinally movable with respect to the receiving sleeve and has two inclined planes which position and incline do not coincide with the inclined planes of the bar. The transmission member is expediently pivoted in the receiving sleeve.
Bei einem drehbaren Spanndorn besteht die Forderung, dass er exakt um seine Achse umläuft, d.h. dass die Achse weder eine Exzentrizität noch eine Schiefstellung aufweist. Um die hierzu erforderlichen Einstellungen der Maschine vornehmen zu können, wird gemäss der weiteren Erfindung vorgeschlagen, dass der Grundkörper, der auf der Vorderseite die Aufnahmehülse enthält, an seiner Rückseite eine teilweise Kugelfläche aufweist, deren Mittelpunkt M in der Dornachse A-A liegt, dass der Kugelfläche eine koaxiale Scheibe mit einer kegelförmigen Ausnehmung für die Kugelfläche zugeordnet ist und dass die Scheibe in einer entsprechenden Ausnehmung eines Aufnahmekörpers radial einstellbar gelagert ist. Mittels entsprechender Stellschrauben ist es hierdurch möglich, sämtliche Lageabweichungen der Achse des Spanndorns optimal und auf einfache Weise auszugleichen. With a rotatable mandrel, there is a requirement that it rotates exactly around its axis, i.e. that the axis is neither eccentric nor skewed. In order to be able to make the machine settings required for this, it is proposed according to the further invention that the base body, which contains the receiving sleeve on the front side, has a partial spherical surface on its rear side, the center point M of which lies in the mandrel axis AA, that of the spherical surface a coaxial disk with a conical recess for the spherical surface is assigned and that the disk is mounted in a corresponding recess of a receiving body in a radially adjustable manner. By means of appropriate adjusting screws, it is thereby possible to optimally and easily compensate for all positional deviations of the axis of the mandrel.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 12 näher beschrieben. Exemplary embodiments of the subject matter of the invention and their mode of operation are described in more detail below with reference to FIGS. 1 to 12.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Spanndorn mit Grundkörper und Befestigungsflansch, 1 is an axial section through a mandrel with base body and mounting flange,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1, jedoch um 90 Grad versetzt, 2 shows an axial section through the object according to FIG. 1, but offset by 90 degrees,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2 von links, 3 is a plan view of the object of FIG. 2 from the left,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 entlang der Linie IV-IV, 4 shows a section through the object according to FIG. 1 along the line IV-IV,
Fig. 5 eine Variante des Gegenstandes nach Fig. 4 für ein Werkstück mit ungerader Zähnezahl, 5 shows a variant of the object according to FIG. 4 for a workpiece with an odd number of teeth,
Fig. 6 einen Axialschnitt durch einen Spanndorn mit Grundkörper und Befestigungsflansch analog Fig. 1, jedoch mit einer zusätzlichen, von Hand betätigbaren Verdrehvorrichtung, 6 shows an axial section through a mandrel with base body and fastening flange analogous to FIG. 1, but with an additional, manually operated twisting device,
Fig. 7 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 6 um 90 Grad versetzt, 7 shows an axial section through the object according to FIG. 6 offset by 90 degrees,
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 6 von links, 8 is a top view of the object of FIG. 6 from the left,
Fig. 9 einen Axialschnitt durch einen Spanndorn für die Verwendung zwischen Spitzen, 9 is an axial section through a mandrel for use between tips,
Fig. 10 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 9 um 90 Grad versetzt, 10 shows an axial section through the object according to FIG. 9 offset by 90 degrees,
Fig. 11 einen Schnitt durch den Gegenstand gemäss Fig. 10 entlang der Linie XI-XI und 11 shows a section through the object according to FIG. 10 along the line XI-XI and
Fig. 12 einen Axialschnitt durch einen Spanndorn mit Grundkörper und Befestigungsflansch und zusätzlichen Einrichtungen für den Ausgleich von Lageabweichungen der Dornachse. Fig. 12 shows an axial section through a mandrel with base body and mounting flange and additional devices for compensating for positional deviations of the mandrel axis.
Der Spanndorn gemäss den Fig. 1 bis 4 besteht aus einer einteiligen, kompakten Aufnahmehülse 20, die in einem Grundkörper 21 mit einem Befestigungsflansch 22 mittels eines Schrumpfsitzes koaxial gelagert ist. Er besteht ferner aus einem Klemmkörper 23 und einer Stange 24, wobei der Klemmkörper 23 als flache Lasche ausgebildet ist, die sowohl die Aufnahmehülse 20 als auch die Stange 24 diametral und mit allseitigem Spiel durchdringt. Das dem Klemmkörper 23 abgekehrte Ende der Stange 24 ist mit einem Kopf 25 versehen, der einen rechteckigen Querschnitt besitzt und in eine Scheibe 26 eingreift, die mit einer diametralen Nut 27 versehen ist, in welche der Kopf 25 eingreift. Die Scheibe 26 kann sich in Richtung der Nut 27 bzw. der längsten Achse des Kopfes 25 um ein gewisses Mass bewegen. 1 to 4 consists of a one-piece, compact receiving sleeve 20, which is mounted coaxially in a base body 21 with a mounting flange 22 by means of a shrink fit. It also consists of a clamping body 23 and a rod 24, the clamping body 23 being designed as a flat tab which penetrates both the receiving sleeve 20 and the rod 24 diametrically and with play on all sides. The end of the rod 24 facing away from the clamping body 23 is provided with a head 25 which has a rectangular cross section and engages in a disk 26 which is provided with a diametrical groove 27 into which the head 25 engages. The disk 26 can move to a certain extent in the direction of the groove 27 or the longest axis of the head 25.
Auf der Nut 27 gegenüberliegenden Seite weist die Scheibe 26 eine V-förmige diametrale Nut 28 auf, die zur Nut 27 senkrecht verläuft. Die Nut 28 wird von zwei schiefen Ebenen 29 und 30 begrenzt (Fig. 2). Die Scheibe 26 ist Teil einer Verdrehvorrichtung 31, zu der ausserdem zwei zylindrische Druckstifte 32 und 33 sowie ein Druckstück 34 gehören. Die Druckstifte 32 und 33 sind in einer Lagerplatte 35 längsverschiebbar gelagert, wobei die Achsen der Druckstifte parallel zur Dornachse A-A verlaufen. Die Druckstifte sind an ihrem einen Ende mit dachförmigen Anschrägungen versehen, die gleichfalls zwei schiefe Ebenen 36 und 37 bilden, deren Neigung der schiefen Ebenen 29 und 30 entspricht. Die jeweils gegenüberliegenden, nicht näher bezeichneten schiefen Ebenen der Druckstifte sind für die Wirkungsweise der Vorrichtung belanglos. Die Druckstifte 32 und 33 sind gegenüber der Nut 28 bei entspannter Stellung der Scheibe 26 in Umfangsrichtung etwas versetzt angeordnet, wie dies aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Auf diese Weise kommt der eine Druckstift 32 mit der schiefen Ebene 29 und der andere Druckstift 33 mit der schiefen Ebene 30 in Berührung (Fig. 2). Werden die Druckstifte nunmehr durch das Druckstück 34 aus der dargestellten entspannten Stellung in die gespannte Stellung bewegt, wobei das Druckstück 34 einen Hub nach rechts ausführt, so wird die Scheibe 26 aufgrund des Aufeinandergleitens der schiefen Ebenen 29/36 und 30/37 um einen bestimmten Winkel verdreht, wobei sich die Drehbewegung über die Stange 24 dem Klemmkörper 23 mitteilt. Die Druckstifte 32 und 33 selbst sind in Umfangsrichtung festgelegt, da die Lagerplatte 35 mittels eines Zylinderstifts 38 und einer Schraube 39 verdrehfest im Grundkörper 21 angeordnet ist. On the opposite side of the groove 27, the disk 26 has a V-shaped diametrical groove 28 which is perpendicular to the groove 27. The groove 28 is delimited by two inclined planes 29 and 30 (Fig. 2). The disk 26 is part of a twisting device 31, which also includes two cylindrical pressure pins 32 and 33 and a pressure piece 34. The pressure pins 32 and 33 are mounted for longitudinal displacement in a bearing plate 35, the axes of the pressure pins running parallel to the mandrel axis A-A. The pressure pins are provided at one end with roof-shaped bevels, which also form two inclined planes 36 and 37, the inclination of which corresponds to the inclined planes 29 and 30. The opposite, inclined planes of the pressure pins, which are not described in more detail, are irrelevant to the mode of operation of the device. The pressure pins 32 and 33 are arranged somewhat offset in relation to the groove 28 when the disk 26 is in a relaxed position in the circumferential direction, as can be seen from FIGS. 2 and 3. In this way, one pressure pin 32 comes into contact with the inclined plane 29 and the other pressure pin 33 with the inclined plane 30 (FIG. 2). If the pressure pins are now moved by the pressure piece 34 from the relaxed position shown into the tensioned position, the pressure piece 34 executing a stroke to the right, then the disk 26 is due to the sliding of the inclined planes 29/36 and 30/37 by a certain amount Angle rotated, the rotational movement communicates via the rod 24 to the clamping body 23. The pressure pins 32 and 33 themselves are fixed in the circumferential direction, since the bearing plate 35 is arranged in the base body 21 in a torsion-proof manner by means of a cylinder pin 38 and a screw 39.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
637 049 637 049
Das Druckstück 34 besitzt einen Gewindezapfen 40, mit dem es mit einer maschinenseitigen Kraftspannanlage verbindbar ist. Hierbei wird der Befestigungsflansch 22 durch Schrauben 41 mit einem entsprechenden Maschinenflansch verbunden. The pressure piece 34 has a threaded pin 40 with which it can be connected to a machine-side power clamping system. Here, the mounting flange 22 is connected by screws 41 to a corresponding machine flange.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 4 hervorgeht, besitzt die Aufnahmehülse 20 eine Aussenverzahnung 42, die der Innenverzahnung eines strichpunktiert dargestellten Werkstücks 43 entspricht. Die Länge des aus dem Grundkörper 21 herausragenden Teils der Aufnahmehülse 20, die für das Aufspannen des Werkstücks zur Verfügung steht, wird als sogenannte Spannlänge «L» bezeichnet (Fig. 2). Das Werkstück 43 kommt in der Endlage an einer exakt radialen Anschlagfläche 44 des Grundkörpers 21 zur Anlage. Die diametral gegenüberliegenden Enden des Klemmkörpers 23 weisen ein Profil auf, welches dem Profil der Aussenverzahnung 42 möglichst weitgehend entspricht und das Profil der Aussenverzahnung 42 in entspannter Stellung ergänzt (Fig. 4). Zum Zwecke der Hindurchführung des Klemmkörpers 23 durch die Aufnahmehülse 20 ist diese an diametral gegenüberliegenden Stellen mit Ausnehmungen 45 versehen, deren Querschnitt etwas grösser ist als der Querschnitt des Klemmkörpers 23, so dass dieser in den Ausnehmungen eine geringfügige Drehbewegung um die Achse A ausführen kann. Die Aufnahmehülse 42 besitzt eine Längsbohrung 46, die geringfügig grösser ist als der Aussendurchmesser der Stange 24. Dadurch kann der Klemmkörper 23, der in der Stange 24 gegen seitliches Herausrutschen durch eine Madenschraube 47 gesichert ist, zusammen mit der Stange 24 eine geringfügige radiale Bewegung ausführen, so dass sich der Klemmkörper As can be seen from FIGS. 1, 2 and 4, the receiving sleeve 20 has an external toothing 42 which corresponds to the internal toothing of a workpiece 43 shown in broken lines. The length of the part of the receiving sleeve 20 which protrudes from the base body 21 and which is available for clamping the workpiece is referred to as the so-called clamping length “L” (FIG. 2). The workpiece 43 comes to rest in the end position on an exactly radial stop surface 44 of the base body 21. The diametrically opposite ends of the clamping body 23 have a profile which corresponds as far as possible to the profile of the external toothing 42 and supplements the profile of the external toothing 42 in a relaxed position (FIG. 4). For the purpose of passing the clamping body 23 through the receiving sleeve 20, the latter is provided with recesses 45 at diametrically opposite locations, the cross section of which is somewhat larger than the cross section of the clamping body 23, so that it can carry out a slight rotary movement about the axis A in the recesses. The receiving sleeve 42 has a longitudinal bore 46 which is slightly larger than the outer diameter of the rod 24. As a result, the clamping body 23, which is secured in the rod 24 against slipping out laterally by a grub screw 47, can perform a slight radial movement together with the rod 24 so that the sprag
23 mit beiden Enden etwaigen Ungenauigkeiten der Werkstückverzahnung anpassen kann. Der Klemmkörper 23 übt infolgedessen keine radiale Kraftkomponente auf das Werkstück 43 aus, so dass sich dieses optimal auf der Aussenverzahnung 42 zentrieren kann. Eine der Berührungsflächen zwischen Klemmkörper 23 und Stange 24 ist in vorteilhafter Weise zusätzlich ballig ausgeführt, so dass der Klemmkörper nach Art eines Kugelgelenks innerhalb der Stange 24 geführt ist und sich restlos der Oberflächengeometrie der Werkstückverzahnung anpassen kann. 23 can adjust any inaccuracies of the workpiece toothing with both ends. As a result, the clamping body 23 does not exert any radial force component on the workpiece 43, so that it can be optimally centered on the external toothing 42. One of the contact surfaces between the clamping body 23 and the rod 24 is advantageously also spherical, so that the clamping body is guided in the manner of a ball joint within the rod 24 and can completely adapt to the surface geometry of the workpiece toothing.
Sobald auf das Druckstück 34 eine Kraft ausgeübt wird, wird die Scheibe 26 über die Druckstifte 32 und 33 verdreht. Diese Drehbewegung wird auf den Kopf 25 und die Stange As soon as a force is exerted on the pressure piece 34, the disk 26 is rotated via the pressure pins 32 and 33. This rotary motion is applied to the head 25 and the rod
24 sowie auf den Klemmkörper 23 übertragen, der infolgedessen gegenüber der Aussenverzahnung 42 eine Drehbewegung um die Dornachse A-A ausführt. Hierbei wird die Werkstückverzahnung mit sämtlichen Flanken, die auf einer Seite liegen, gegen sämtliche Flanken der Aussenverzahnung 42, die gleichfalls auf einer Seite liegen, gepresst, wobei die weiter oben beschriebene Selbstzentrierung erfolgt. Da die Verspannung in Richtung des Kraftangriffs erfolgt, übertragen sich die durch den Bearbeitungsvorgang hervorgerufenen Kräfte ausschliesslich vom Werkstück 43 auf die Aussenverzahnung 42. Der Klemmkörper 23 und die Stange 24 bleiben von dem äusseren Kraftangriff unbeeinflusst. Durch ein Zurückziehen des Druckstücks 34 kann der Spanndorn wieder entspannt und das Werkstück abgenommen werden. Aus Fig. 4 ist noch ersichtlich, dass sich an der Durchdringungsstelle von Klemmkörper 23 und Aufnahmehülse 20 - in Umfangsrichtung gesehen - die Enden des Klemmkörpers 23 und der Umfangsteile bzw. Segmente der Aufnahmehülse 20 abwechseln. Dadurch, dass die Aufnahmehülse 20 über den Klemmkörper 23 hinaus vorgezogen ist, kann ein Verkippen bzw. Schiefstellen des Werkstücks 43 auf der Aufnahmehülse 20 nicht erfolgen. Besonders zweckmässig liegt der Klemmkörper 23 etwa in der Mitte der Spannlänge «L», wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. 24 and transferred to the clamping body 23, which consequently performs a rotational movement about the mandrel axis A-A with respect to the external toothing 42. In this case, the workpiece toothing with all flanks lying on one side is pressed against all flanks of the outer toothing 42, which likewise lie on one side, the self-centering described above taking place. Since the bracing takes place in the direction of the force application, the forces caused by the machining process are transmitted exclusively from the workpiece 43 to the external toothing 42. The clamping body 23 and the rod 24 remain unaffected by the external force application. By retracting the pressure piece 34, the mandrel can be relaxed again and the workpiece can be removed. 4 that the ends of the clamping body 23 and the peripheral parts or segments of the receiving sleeve 20 alternate at the point of penetration of the clamping body 23 and the receiving sleeve 20, viewed in the circumferential direction. Because the receiving sleeve 20 is advanced beyond the clamping body 23, the workpiece 43 cannot be tilted or skewed on the receiving sleeve 20. The clamping body 23 is particularly expedient approximately in the middle of the span length “L”, as shown in FIG. 2.
6 6
Eine Aufnahmehülse 20 in Verbindung mit einem Klemmkörper 23, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, ist für die Aufnahme von Werkstücken 43 mit gerader Zähnezahl in der Innenverzahnung vorgesehen, Fig. 5 zeigt die erforderli-5 chen Abwandlungen des Querschnitts von Aufnahmehülse 20a und Klemmkörper 23a, wenn der Spanndorn für die Aufnahme eines Werkstücks mit ungerader Zähnezahl verwendet werden soll. In diesem Fall entspricht das Profil des einen Endes des Klemmkörpers 23a dem Profil beider Enden io des Klemmkörpers 23 in Fig. 4. Das andere Ende weist jedoch ein gabelförmiges Profil 48 auf, welches dem Zahnprofil entspricht. Die übrigen Konstruktionsprinzipien des Ausführungsbeispiels gemäss den Fig. 1 bis 4 werden auch bei dem Gegenstand gemäss Fig. 5 unverändert beibehalten. A receiving sleeve 20 in connection with a clamping body 23, as shown in FIG. 4, is provided for receiving workpieces 43 with an even number of teeth in the internal toothing. FIG. 5 shows the required modifications of the cross section of the receiving sleeve 20a and Clamping body 23a if the mandrel is to be used to hold a workpiece with an odd number of teeth. In this case, the profile of one end of the clamping body 23a corresponds to the profile of both ends io of the clamping body 23 in FIG. 4. However, the other end has a fork-shaped profile 48 which corresponds to the tooth profile. The remaining construction principles of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4 are also retained unchanged for the object according to FIG. 5.
15 Eine Variante im Hinblick auf die Ausbildung des Druckstücks 34 ist in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellt. Das dort gezeigte Druckstück 34a ist von einer Druckhülse 49 umgeben, die auf einem Teil ihrer Länge zwischen sich und dem Druckstück 34a einen Ringraum 50 ein-20 schliesst, in dem ein aus mehreren Tellerfedern bestehendes Federelement 51 untergebracht ist. Die Druckhülse 49, an der ein Gewindezapfen 40a befestigt ist, kann gegenüber dem Druckstück 34a Längsbewegungen ausführen, sobald die Axialkraft, mit der das Federelement 51 vorgespannt ist, 25 überschritten wird. 15 A variant with regard to the design of the pressure piece 34 is shown in the lower half of FIG. 1. The pressure piece 34a shown there is surrounded by a pressure sleeve 49 which, over part of its length, encloses an annular space 50 between itself and the pressure piece 34a, in which a spring element 51 consisting of several disc springs is accommodated. The pressure sleeve 49, to which a threaded pin 40a is attached, can perform longitudinal movements with respect to the pressure piece 34a as soon as the axial force with which the spring element 51 is preloaded 25 is exceeded.
Ein Gewindezapfen 40a ist an der Druckhülse 49 befestigt und verschiebt mit dieser das Druckstück 34a nach rechts, solange die Vorspannkraft beim Spannen eines 30 Werkstücks nicht überschritten wird. Wird jedoch die Vorspannkraft überschritten, so kommt das Druckstück 34a zur Ruhe, und die Druckhülse 49 bewegt sich unter zunehmender Kompression des Federelements 51 nach rechts, bis das Ende der Druckhülse 49 mit einer Anschlagfläche 52 am 35 Spanndorn zur Anlage kommt, die mit einer Stirnfläche der Lagerplatte 35 identisch ist. Die Längen von Druckhülse 49 und Federelement 51 sowie dessen Federcharakteristik sind in der Weise aufeinander abgestimmt, dass die Druckhülse an der Anschlagfläche anhegt, bevor das Federelement voll-40 ständig komprimiert wird. Die gezeigte Anordnung hat die Wirkung, dass die Verdrehvorrichtung 31 nur mit einer Maximalkraft beaufschlagt werden kann, die der Federkraft bei maximaler Kompression entspricht und infolgedessen beherrschbar ist. Das Federelement 51 stützt sich einerseits an 45 einem Flansch 53 des Druckstücks 34a und anderseits an einer abgesetzten Fläche 54 der Druckhülse 49 ab. A threaded pin 40a is fastened to the pressure sleeve 49 and, with this, moves the pressure piece 34a to the right as long as the preload force is not exceeded when clamping a workpiece. However, if the pretensioning force is exceeded, the pressure piece 34a comes to rest and the pressure sleeve 49 moves to the right with increasing compression of the spring element 51 until the end of the pressure sleeve 49 comes to rest with a stop surface 52 on the mandrel 35, which has an end face the bearing plate 35 is identical. The lengths of the pressure sleeve 49 and the spring element 51 and its spring characteristics are matched to one another in such a way that the pressure sleeve is attached to the stop surface before the spring element is fully compressed. The arrangement shown has the effect that the twisting device 31 can only be subjected to a maximum force which corresponds to the spring force at maximum compression and is therefore controllable. The spring element 51 is supported on the one hand on a flange 53 of the pressure piece 34a and on the other hand on a stepped surface 54 of the pressure sleeve 49.
Bei dem Gegenstand gemäss den Fig. 6,7 und 8 sind die wesentlichen Teile von Aufnahmehülse 20, Klemmkörper 23 und Stange 24 unverändert. Beibehalten wurden gleichfalls so das maschinengetriebene Antriebsprinzip der Verdrehvorrichtung 31 mittels der Druckstifte 32 und 33. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Verdrehvorrichtung 31 durch eine zusätzliche Einrichtung ergänzt, die ein manuelles Spannen und Entspannen des Werkstücks 43 55 erlaubt. Zu diesem Zweck ist zunächst eine abgeänderte Scheibe 26a vorhanden, die durch zwei Ausfräsungen eine radiale Nase 55 mit zwei parallelen Flanken 56 und 57 erhalten hat (Fig. 6 und 8). Auf die Flanke 56 wirkt ein Druckstift 58 ein, der längsbeweglich in einer Bohrung 59 im Grund-6o körper 21a angeordnet ist und unter der Wirkung eines vorgespannten Federelements 60 aus Tellerfedern besteht. Die Bohrung 59 ist am Ende durch einen Gewindering 61 verschlossen, der gleichzeitig zur Führung des Druckstiftes 58 und als Widerlager für das Federelement 60 dient. Als weite-65 res Führungselement dient ein Kragen 62, gegen den sich das andere Ende des Federelements 60 abstützt. Der Druckstift 58 hat die Tendenz, die Scheibe 26a entgegen dem Uhrzeigersinne zu verdrehen. 6, 7 and 8, the essential parts of the receiving sleeve 20, the clamping body 23 and the rod 24 are unchanged. The machine-driven drive principle of the rotating device 31 by means of the pressure pins 32 and 33 was also retained in this way. In the exemplary embodiment shown here, however, the rotating device 31 is supplemented by an additional device which allows the workpiece 43 55 to be clamped and relaxed manually. For this purpose, a modified disk 26a is initially present, which has been given a radial nose 55 with two parallel flanks 56 and 57 by two cutouts (FIGS. 6 and 8). A pressure pin 58 acts on the flank 56, which is arranged in a longitudinally movable manner in a bore 59 in the base body 21a and, under the action of a prestressed spring element 60, consists of plate springs. The bore 59 is closed at the end by a threaded ring 61, which simultaneously serves to guide the pressure pin 58 and as an abutment for the spring element 60. A collar 62, against which the other end of the spring element 60 is supported, serves as a further guide element. The push pin 58 tends to rotate the disc 26a counterclockwise.
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637049 637049
Auf die gegenüberliegende Flanke 57 wirkt eine Gewindespindel 63 ein, die in einer entsprechenden Gewindebohrung 64 im Grundkörper 21a gelagert ist. Die Bohrung 59 und die Gewindebohrung 64 sind koaxial ausgerichtet und liegen parallel und seitlich versetzt neben einem Durchmesser des Grundkörpers 21a. Beim Anziehen der Gewindespindel 63 lässt sich die Scheibe 26a unter Kompression des Federelements 60 im Uhrzeigersinne verdrehen und umgekehrt. Die Betätigung der Gewindespindel 63 erfolgt mittels eines Inbusschlüssels über das Innensechskant 65. A threaded spindle 63 acts on the opposite flank 57 and is mounted in a corresponding threaded bore 64 in the base body 21a. The bore 59 and the threaded bore 64 are aligned coaxially and lie parallel and laterally offset next to a diameter of the base body 21a. When the threaded spindle 63 is tightened, the disk 26a can be rotated clockwise with compression of the spring element 60 and vice versa. The threaded spindle 63 is actuated by means of an Allen key via the hexagon socket 65.
Die Scheibe 26a besitzt auf der der Nase 55 gegenüberliegenden Seite eine radiale Ausnehmung 66 mit parallelen Flanken 67 und 68. In diese Ausnehmung ragt ein Kurbelarm 69, der starr mit der Stange 24 verbunden ist (Fig. 7 und 8). Der Kurbelarm 69 verjüngt sich nach aussen hin, so dass zwischen ihm und der Flanke 68 ein toter Gang 70 gebildet wird, d.h. die Scheibe 26a kann sich gegenüber dem Kurbelarm 69 um einen Winkel frei drehen, der der Grösse des toten Ganges 70 entspricht. The disc 26a has on the side opposite the nose 55 a radial recess 66 with parallel flanks 67 and 68. A crank arm 69 projects into this recess and is rigidly connected to the rod 24 (FIGS. 7 and 8). The crank arm 69 tapers outwards so that a dead gear 70 is formed between it and the flank 68, i.e. the disc 26a can rotate freely with respect to the crank arm 69 by an angle which corresponds to the size of the dead aisle 70.
Der Spanndorn gemäss den Fig. 6,7 und 8 hat folgende Wirkungsweise: es wird vorausgesetzt, dass der Antrieb der Verdrehvorrichtung 31a nicht über die Druckstifte 32 und 33 erfolgt. Beim Herausdrehen der Gewindespindel 63 dreht der Druckstift 58 die Scheibe 26a unter der Wirkung des Federelements 60 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Flanke 67 drückt hierbei auf den Kurbelarm 69 und verdreht die Stange 24 und damit den Klemmkörper 23 in Richtung «Spannen». Zum Zwecke des Entspannens wird die Gewindespindel 63 in den Grundkörper 21a hineingeschraubt, wobei sich die Scheibe 26a im Uhrzeigersinne dreht und hierbei über die Nase 55 und den Druckstift 58 das Federelement 60 komprimiert. Gleichzeitig wird der Kurbelarm 69 freigegeben, so dass mit ihm die Stange 24 und der Klemmkörper 23 in die Stellung «Entspannt» gelangen kann. Wird jetzt die Gewindespindel 63 noch weiter in den Grundkörper 21a hineingedreht, so wird zwar das Federelement 60 durch Drehung der Scheibe 26a weiter komprimiert, jedoch kann der Kurbelarm 69 dieser Bewegung nicht mehr folgen, da die Flanke 68 sich nunmehr unter Ausnutzung des toten Ganges 70 dem Kurbelarm 69 annähert. Ein unbeabsichtigtes Spannen in der Gegenrichtung ist damit ausgeschlossen. The mandrel according to FIGS. 6, 7 and 8 has the following mode of operation: it is assumed that the rotating device 31a is not driven via the pressure pins 32 and 33. When the threaded spindle 63 is unscrewed, the pressure pin 58 rotates the disk 26a counterclockwise under the action of the spring element 60. The flank 67 presses on the crank arm 69 and rotates the rod 24 and thus the clamping body 23 in the direction of «tensioning». For the purpose of relaxation, the threaded spindle 63 is screwed into the base body 21a, the disk 26a rotating clockwise and compressing the spring element 60 via the nose 55 and the pressure pin 58. At the same time, the crank arm 69 is released so that the rod 24 and the clamping body 23 can reach the “relaxed” position with it. If the threaded spindle 63 is now turned further into the base body 21a, the spring element 60 is compressed further by rotating the disk 26a, but the crank arm 69 can no longer follow this movement, since the flank 68 now uses the dead gear 70 approximates crank arm 69. This prevents accidental tensioning in the opposite direction.
Bei dem Spanndorn gemäss den Fig. 6 bis 8 befindet sich zwischen dem Druckstück 34b und den Druckstiften 32 und 33 ein Kardangelenk 71, welches aus einer Kugelkalotte 72 und einer entsprechenden Gegenfläche 73 im Druckstück 34b besteht. Die Kugelkalotte wird mit begrenzter Beweglichkeit am Druckstück 34b durch eine Schraube 74 gehalten. Durch das Kardangelenk 71 wird bewirkt, dass die Druckstifte 32 und 33 mit gleichen Axialkräften beaufschlagt werden, so dass die Kraftkomponenten an den schiefen Ebenen in Umfangsrichtung ein reines Drehmoment ausüben. 6 to 8 there is a universal joint 71 between the pressure piece 34b and the pressure pins 32 and 33, which consists of a spherical cap 72 and a corresponding counter surface 73 in the pressure piece 34b. The spherical cap is held on the pressure piece 34b by a screw 74 with limited mobility. The universal joint 71 causes the pressure pins 32 and 33 to be subjected to the same axial forces, so that the force components on the inclined planes exert a pure torque in the circumferential direction.
Der Gegenstand der Fig. 9,10 und 11 ist als Spanndorn für die Aufnahme zwischen Spitzen ausgebildet. Die Aufnahmehülse 20d besitzt eine entsprechend grössere Länge und ist an beiden Enden mit kegelförmigen Ausdrehungen 76 und 77 zur Aufnahme der Spitzen versehen. Ein Grundkörper und ein Befestigungsflansch sind nicht vorhanden; vielmehr ist auf der Aufnahmehülse 20d ein Anschlagring 78 mit einer Anschlagfläche 79 angeordnet. In der Aufnahmehülse 20d ist ein Druckstück 34d angeordnet, welches als Gewindebolzen ausgeführt und mit einem Innensechskant The subject of FIGS. 9, 10 and 11 is designed as a mandrel for the reception between tips. The receiving sleeve 20d has a correspondingly greater length and is provided at both ends with conical bores 76 and 77 for receiving the tips. A base body and a mounting flange are not available; rather, a stop ring 78 with a stop surface 79 is arranged on the receiving sleeve 20d. A pressure piece 34d is arranged in the receiving sleeve 20d, which is designed as a threaded bolt and with an internal hexagon
80 versehen ist. Das Druckstück 34d ist in einem Gewinde 81 gelagert und besitzt eine kugelförmige Druckfläche 82, mit der er sich gegen ein kolbenförmiges Übertragungsglied 83 abstützt. Dieses ist längsbeweglich in einer Bohrung 84 gelagert, trägt jedoch nur auf einer geringfügig vorspringenden Ringfläche 85, so dass es Kippbewegungen ausführen kann. Eine Verdrehung des Übertragungsgliedes 83 gegenüber der Aufnahmehülse 20d wird durch einen Zylinderstift 86 verhindert, der das Übertragungsglied 83 diametral durchdringt und in entsprechenden Langlöchern 87 in der Aufnahmehülse 20d geführt ist. Das Übertragungsglied 83 besitzt an seinem nach rechts zeigenden Ende zwei spiegelsymmetrisch angeordnete schiefe Ebenen 36 und 37, die mit entsprechenden schiefen Ebenen 29 und 30 zusammenwirken, die um 180 Grad auf dem Umfang versetzt am linken Ende der Stange 24d angeordnet sind. Um die schiefen Ebenen ausreichend voneinander zu trennen, ist zwischen ihnen eine Bohrung 88 angeordnet. Die schiefen Ebenen 29 und 30 sind an einem Kopf 89 angeordnet, der mit der Stange 24d einstük-kig verbunden ist. Die Stange 24d und die Aufnahmehülse 20d sind etwa in der Mitte der Spannlänge «L» in Übereinstimmung mit dem Gegenstand der Fig. 1 bis 4, 6 und 7 von einem Klemmkörper 23d durchdrungen. Da dieser Klemmkörper die gleiche Ausbildung und Wirkungsweise hat, kann auf eine Wiederholung der Erläuterungen verzichtet werden. Die Wirkungsweise der Verdrehvorrichtung 3 ld in den Fig. 9 bis 11 ist folgende: beim Hineindrehen des Druckstücks 34d wird das Übertragungsglied 83 nach rechts bewegt, wobei seine schiefen Ebenen 36 und 37 auf den schiefen Ebenen 29 und 30 am Kopf 89 der Stange 24d abgleiten. Da das Übertragungsglied 83 keine Drehbewegung ausführen kann, wird zwangsläufig die Stange 24d mit dem Klemmkörper 23d in Drehung versetzt und führt zu einem Verspannen des nichtdargestellten Werkstücks mit Innenverzahnung in der bereits beschriebenen Weise. Der in Fig. 12 dargestellte Spanndorn hat in seinem Innern im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Spanndorn. Eine abweichende Gestaltung weist lediglich der Grundkörper 21e auf, der an seiner der Aufnahmehülse 20 abgekehrten Rückseite 90 eine um die Achse A-A geschlossene, teilweise Kugelfläche 91 (Kugelsegment) aufweist, deren Mittelpunkt M in der Dornachse A-A liegt, und zwar etwa in der Mitte der Spannlänge L. Der Kugelfläche 91 ist eine koaxiale Scheibe 92 zugeordnet, die eine der Kugelfläche entsprechende kegelförmige Ausdrehung 93 für die Kugelfläche aufweist. Der Grundkörper 21e ist gegenüber der Scheibe 92 mit Hilfe mehrerer, auf den Umfang verteilter Schrauben 94 verspannt. Durch unterschiedliches Anziehen dieser Schrauben sowie in gewissen Grenzen durch deren Elastizität ist es möglich, den Grundkörper 21 in der Scheibe 92 um den Mittelpunkt «M» zu schwenken und dadurch die Dornachse A-A auszurichten. Die Scheibe 92 ist wiederum mit entsprechendem Radialspiel in einem Aufnahmekörper 95 gelagert, wobei sich die Scheibe 92 und der Aufnahmekörper 95 in einer radialen Ebene 96 berühren. In dem Aufnahmekörper 95 befinden sich mehrere auf den Umfang verteilte Stellschrauben 97, mit deren Hilfe es möglich ist, die Scheibe 92 in einer Ausnehmung 98 des Aufnahmekörpers 95 radial zu verstellen. Auf die angegebene Weise ist es möglich, etwaige Exzentrizitäten der Dornachse «A-A» zu beseitigen. 80 is provided. The pressure piece 34d is mounted in a thread 81 and has a spherical pressure surface 82 with which it is supported against a piston-shaped transmission member 83. This is mounted for longitudinal movement in a bore 84, but only bears on a slightly projecting annular surface 85, so that it can perform tilting movements. A rotation of the transmission member 83 relative to the receiving sleeve 20d is prevented by a cylindrical pin 86, which penetrates the transmission member 83 diametrically and is guided in corresponding elongated holes 87 in the receiving sleeve 20d. The transmission link 83 has two mirror-symmetrically arranged inclined planes 36 and 37 at its end pointing to the right, which cooperate with corresponding inclined planes 29 and 30 which are arranged offset by 180 degrees on the circumference at the left end of the rod 24d. In order to separate the inclined planes sufficiently from one another, a bore 88 is arranged between them. The inclined planes 29 and 30 are arranged on a head 89 which is connected in one piece to the rod 24d. The rod 24d and the receiving sleeve 20d are penetrated by a clamping body 23d approximately in the middle of the span length “L” in accordance with the subject of FIGS. 1 to 4, 6 and 7. Since this clamping body has the same design and mode of operation, the explanations can be omitted. 9 to 11 is as follows: when the pressure piece 34d is screwed in, the transmission member 83 is moved to the right, its inclined planes 36 and 37 sliding on the inclined planes 29 and 30 on the head 89 of the rod 24d . Since the transmission member 83 cannot perform any rotational movement, the rod 24d is inevitably set in rotation with the clamping body 23d and leads to a clamping of the workpiece (not shown) with internal toothing in the manner already described. The mandrel shown in FIG. 12 has essentially the same structure in its interior as the mandrel shown in FIGS. 6 to 8. Only the base body 21e has a different design, which on its rear side 90 facing away from the receiving sleeve 20 has a partially spherical surface 91 (spherical segment) which is closed about the axis AA and whose center M lies in the mandrel axis AA, approximately in the middle of the Clamping length L. A coaxial disk 92 is assigned to the spherical surface 91 and has a conical recess 93 corresponding to the spherical surface for the spherical surface. The base body 21e is braced relative to the disk 92 with the aid of a plurality of screws 94 distributed over the circumference. By tightening these screws differently and within certain limits by their elasticity, it is possible to pivot the base body 21 in the disk 92 around the center point “M” and thereby align the mandrel axis A-A. The disk 92 is in turn mounted with a corresponding radial play in a receiving body 95, the disk 92 and the receiving body 95 touching in a radial plane 96. In the receiving body 95 there are a plurality of adjusting screws 97 distributed over the circumference, with the aid of which it is possible to radially adjust the disk 92 in a recess 98 in the receiving body 95. It is possible to eliminate any eccentricities of the mandrel axis «A-A» in the specified manner.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
S S
2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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