DD219407A1 - Spannzange fuer drehmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannzange, zum Einsatz auf Drehmaschinen und Drehautomaten bestimmt, die geeignet ist, Werkstoffe mit grosser Aussendurchmessertoleranz wie sie beispielsweise bei gewalztem Stangenmaterial vorkommen mit Sicherheit zu spannen. Das Wesen der Erfindung besteht in der entsprechenden mathematisch und konstruktiven (entspr. Gleichung I bis III) Auslegung der elastischen Schenkel so, dass die biegesteifen Koepfe der Spannzangensegmente ueber die gesamte grosse Spanntoleranz sich mit Sicherheit in ihrer ganzen Laenge am Werkstoff anlegen. Das Anwendungsgebiet ist der Werkzeugmaschinenbau. Fig. 1

Description

Spannzange für Drehmaschinen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannzange für Drehmaschinen, die geeignet ist, Werkstoffe mit größeren Außendurchmessertoleranzen, ζ. Ba warm gewalztes Halbzeug mit hoher Sicherheit zu spannen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei gegenwärtig bekannten Lösungen für Spannzangen, beschrieben im Katalogmaterial einer Reihe von Herstellern von Spannwerkzeugen,

besteht eine Spannzange aus drei bis sechs elastischen Schenkeln mit einem biegesteifen Kopf. Diese Schenkel sind an einem Bund angelenkt und werden beim Spannvorgang durch eine geeignete und bekannte Zugvorrichtung in den Innenkegel der Drehspindel gezogen und der Werkstoff festgeklemmt. Um eine sichere Funktion beim Entspannvorgang zu gewährleisten, müssen die elastischen Schenkel der Spannzange eine hinreichende Steife besitzen·

Diese Steife ist notwendig,um die Reibwiderstände und Klemmkräfte im Spindelkopf zu überwinden.

Diese notwendige Steife der elastischen Schenkel führt aber dazu, daß die Spannzange nicht in der Lage ist, Durchmessertoleranzen größer als 0,2 mm zu überbrücken· Die dafür nötigen hohen Zugkräfte in der Spanneinrichtung werden zu groß,

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so daß die biegesteifen Köpfe der Spannzange nicht mehr exakt am Werkstoff anliegen, d_e h. eine sichere Spannung ist nicht gewährleistet«

Werden hingegen die elastischen Schenkel für eine größere Biegung ausgeführt, sind sie zwar in der Lage»größere als die genannten Toleranzen zu überbrücken, aber der Entspannvorgang ist nicht mehr gesichert, d> h, die Zange öffnet _: sich nicht selbsttätige

Bei einer weiteren bekannten Lösung»beschrieben in OS B23B 31/20 2732677 und 283114-0 mit einem ähnlichen Funkt.i ons. prinzip wie vorgenannt, besteht die Spannzange aus einem nicht elastischen Grundkörper, an welchem mehrere Segmente federnd gekuppelt sind» Das garantiert einerseits einen großen Spannweg und läßt andererseits auch eine selbst tätig® öffauag zu* Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß der Zangendurchlaß empfindlich eingeschränkt ist. Wird der Zangendurchlaß größer benötigt, muß die gesamte Drehspindel und damit letztlich auch die Drehspindelaufnahme der Werkzeugmaschine größer ausgeführt werden» Das führt zu erheblichen Verlusten in der Materialökonomie beim Bau der Werkzeugma» schine* Außerdem steigert der kompliziertere Aufbau einer 'solchen. Spannzange.die Kosten.« "' ' . '

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es,eine Spannzange zu entwickeln, die in'materialökonomisch günstiger Ausführung und hoher BetriebsSicherheit in der Lage ist, bei Beibehaltung der optimal berechneten Abmessungen der Drehspindel einen erheblich vergrößerten Toleranzbereich am zu spannenden Werkstoff wie z« B* bei Walzmaterial zu überbrücken bei sicherer Übertragung der Spannkräfte® Darüber hinaus wird ermöglicht _$ den billigeres gewalzten Werkstoff einzusetzen·

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird. Die Lösung der technischen Aufgabe geschieht dadurch, daß die einzelnen Elemente der Spannzange so gestaltet werden, .5i daß sie unter den Bedingungen maximaler Kraftübertragung und selbsttätiger Entspannung eine an den Werkstoff mit großer Toleranz des Außendurchmessers angepaßte Verformbarkeit hat·

Merkmale der Erfindung ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die eIastischen Schenkel der Segmente der Spannzange so angeordnet sind, daß der biegesteife Kopf eines jeden Segmentes parallel bewegbar ist·

Zur Erreichung dieser Punktion sind die, die Konstruktion: bestimmenden Maße nach den Gleichungen I bis III berechnet und ausgeführt .: .„,___."' .._.

j.- (H^Ii)(OrCi) t sin*) - ⁾ (tj- f/* - entsprechend Abmessung™} (J)

a,b,c,d,r,f(,r > Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. _v In den zugehörigen Zeichnungen zeigt» Fig. 1: Längsschnitt der Spannzange Fig. 2s Vorderansicht gemäß Fig, \ Fig. 3: Darstellung eines Segmentes

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Figo 4s Draufsicht gemäß Fig* 3 Fig· 5$ Schnitt.Δ-Δ gemäß Fig.'3

Die Spannzange 2 wird axial in der Drehspindel 4 über den Bund 3 geführt und zum Spannen durch das Zugrohr und an sich bekannte Zugmittel in Bewegungsrichtung χ in den Spindelkegel 6 hineingezogen*

Die Segmente 7 werden dabei radial auf die' Achse der Drehspindel 4 hins in Bewegungsrichtung'y, bewegt» Der zu spannende Werkstoff 9 wird durch die biegesteifen Köpfe 11 festgeklemmte Hat der Werkstoff 9 in seinem Außendurchmesser die obere Toleranz cL_ö__ eingehalten, auf die die Spannzange 2 mit der Zangenbohrung 10 ausgelegt ist ₉ so wird der Werkstoff 9 über die gesamte Länge des biegesteifen Kopfes 11 gleichmäßig gespannt«

Besitzt hingegen der Werkstoff 9 In seinem Außendurehmesser die untere Toleranz &_mj__n$. geht ^edes Segment 7 mit seinem biegesteifen Kopf 11 um den Betrag

radial in Richtung 8 nach innen«

Da der biegesteife Kopf 11 an einem elastischen Schenkel 12 angeordnet ist, läßt sich jedes Segment 7 als ein Freiträger ansehen, der unter der Belastung durch die Normalkraft Q^ radial in Sichtung 8 gebogen wird» Dabei wird das Segment 7 beim Spannen des Kleinstmaßes d. zusätzlich um den Betrag f verformt, so daß eine zusätzliche Klemmkraft 'Q₂ am vorderen Ende der Spannzange auftritt und den elastischen Schenkel 12 zwingt,unter.Einwirkung der beiden Kräfte (L· und Qp die Lage 13 einzunehmen«, Wird jedoch der Betrag f zu groß oder der elastische Schenkel 12 zu .steif _s. d«, h® in seinem ü?rägheitsmoment zu groß^ ist die durch dia Spanneinrichtung auf- ' gebrachte Zugkraft Fa nicht mehr in dex» Lage die biegesteifen Köpfe 11 der Segmente 7 mit Sicherheit in die Lage 13 zu bringen, da' dann der biegesteife Kopf 11 nur noch an den Angriffsteilen der Hormalkraft Q^ und der Klemmkraft Q₉ am

. — 5 — '·'

Werkstoff 9 anliegt, ist eine sichere KLemmung des Werkstoffes 9 nicht mehr möglich·

Sind nun aber a, b, c, R, r, *f die für die elastische Verformung der Schenkel 12 zutreffenden Abmessungen und ist f das Maß für die zusätzliche Biegung bzw. für die Werkstoff , toleranz, dann geben die Gleichungen I und II

₃.-fl£l?)(orcQ»sin*)- ⁾ (T₁* */*·· entiprechenc/Abmessungen) a,h,c,d,f,R,r * Abmessungen zurDim&nsionierung der Spannzange

die G-renzbedingung anibei welcher eine Anlage sowohl im Spindelkegel 6 als auch der Zangenbohrung 10 am Werkstoff 9 gegeben ist. Dabei wird das Trägheitsmoment eines biegesteifen Schenkels 12 mit Hilfe der Gleichung III bestimmt·

Die Kräfte Q^ und Q₂ stehen mit der axialen Zugkraft Fa im Gleichgewicht.

Es ist also möglich bei bekannten Bedingungen hinsichtlich der maximalen Spanntoleranz und der vorliegenden bekannten bzw. zu wählenden Abmessungen die erforderliche Spannzange nach Maß mittels der Gleichungen I, II und III hinsichtlich der ¹Sicherheit der Spannung und der Steife der elastischen Schenkel auszulegen.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   1. Spannzange für Drehmaschinen zum Spannen von Werkstoff vorwiegend von größeren Durchmessertoleranzen dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Schenkel (12) der Segmente (7) der Spannzange (2) so angeordnet sind und die die Konstruktion bestimmenden Maße (a)_s (b>, (c)₉ (r-)» CR)* Cf) ^⁰- C^ä _max) ^so ausgelegt sind_f daß der biegesteife Kopf (11)-eines' Jeden Segmentes (7) unter Einleitung der Zugkraft (^a) über das Biegemäß (f) ein© parallele Anlage an den Werkstoff (9) einnehmen und die mathematischen ZusaiameiahäDg® igelten·

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