DE102004006213B3 - Niederzug-Schnellspannvorrichtung - Google Patents

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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    • B23Q3/06Work-clamping means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q1/0063Connecting non-slidable parts of machine tools to each other
    • B23Q1/0081Connecting non-slidable parts of machine tools to each other using an expanding clamping member insertable in a receiving hole
    • B23Q1/009Connecting non-slidable parts of machine tools to each other using an expanding clamping member insertable in a receiving hole the receiving hole being cylindrical or conical

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung zum Spannen von zu bearbeitenden Werkstücken, bei denen eine Spannhülse in eine Bohrung des Werkstückes eingreift, wobei die Spannhülse mit geneigten Innenflächen als schmaler geschlitzter Ring ausgebildet ist und dieser über ein hülsenförmiges Kegelelement mit einer Zugstange aufweitbar ist, wobei die Zugstange am oberen Ende hutförmig ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung zum Spannen von zu bearbeitenden Werkstücken, bei denen eine Spannhülse in eine Bohrung des Werkstücks eingreift, wobei die Spannhülse geneigte Innenflächen aufweist und die Spannhülse durch ein Zugstange aufweitbar ist.
  • Beim Spannen von zu bearbeitenden Werkstücken ist es bekannt, daß eine an einer Seite geschlitzte Spannhülse in eine Bohrung des Werkstücks eingreift, wobei diese Spannhülse einen Innenkegel aufweist, womit der konische Spannkopf die Spannhülse, die sich unter Reibschluß an die Innenwand der Bohrung im Werkstück anlegt.
  • Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist es, daß durch den Reibschluß nur verhältnismäßig geringe Haltekräfte erzielt werden können. Die einseitig geschlitzte Spannhülse läßt sich nur geringfügig spreizen, so daß sie jeweils der Bohrung im Werkstück angepaßt werden muß.
  • Der kegelige Spannkopf legt sich nur in einer Stellung flächig an die konische Innenfläche der Spannhülse an. Bei der axialen Verschiebung der Zugstange ergibt sich eine linienförmige Berührung zwischen Spannkopf und Innenfläche der Spannhülse, wobei ein erheblicher Werkstoffverschleiß auftritt.
  • Desweiteren ist aus der DE 40 20 981 A1 eine Spannvorrichtung zum Spannen von zu bearbeitenden Werkstücken bekannt, bei der eine Spannhülse mit Spannsegmenten mit geneigten Innenflächen in eine Bohrung des Werkstücks eingreift und zum Festspannen durch einen konischen Spannkopf einer kraftbetriebenen Zugstange gespreizt wird.
  • Da die zusammenwirkenden Kontaktflächen der Spannsegmente und des Spannkopfes eben sind, ergibt sich eine geringe Flächenbelastung der Kontaktflächen. Eine Verzahnung an den Außenflächen der Spannsegmente führt beim Spannen zwischen Spannhülse und Werkstück zu einem Formschluß, der eine hohe Spannkraft und damit hohe Bearbeitungskräfte gewährleistet.
  • Der Nachteil der vorbekannten Lösungen liegt darin, daß diese anfällig gegenüber Verschmutzungen sind. In die Schlitze der Spannhülsen bzw. der vier getrennten Spannsegmente können Späne eindringen, die die Funktion der Spannvorrichtung beeinträchtigen bis hin zum Funktionsausfall. Weiterhin sind diese aufwendig in ihrer Herstellung.
  • Weiterhin bekannt ist aus der DE 33 13 028 A1 eine Schnellspannvorrichtung mit konischer Aufspannfläche. Die Verspannung erfolgt hier durch eine Verschiebung der Spannzange unter Einwirkung einer Kraft, wobei die längsgeschlitzte Spannzange auf das eingeführte Werkstück in dem Maße drückt, wie sie in den Konus hineingezogen wird.
  • Aus der DE 38 77 930 T2 ist eine hydraulische Spannvorrichtung vom Zylinder-Typ mit einem hydraulischem Zylinder und einem Spannmittel bekannt. Die Kolbenstange der Hydraulikzylindereinheit ist an ihrem oberen Abschnitt mit einem Spannmittel, einer Kontraktionsfeder und einem Expansionsneigungsnocken versehen. Das Spannmittel wird nachgiebig durch die Kontraktionsfeder in Richtung auf eine nichtspannende zurückgezogene Position gezwungen und umgekehrt durch ein Zusammenwirken mit der Expansionsschräge in Richtung auf die vorgerückte Einspannposition gedrückt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist und bei wirtschaftlicher Herstellung eine möglichst hohe Spannkraft erreichbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem bei dieser Niederzug-Schnellspannvorrichtung die Spannhülse als schmaler geschlitzter Spannring ausgebildet ist und dieser über ein hülsenförmiges Kegelelement mit einer Zugstange aufweitbar ist, wobei die Zugstange am oberen Ende hutförmig ausgebildet ist.
  • Der Spannring ist zweiteilig ausgeführt und zwar derart, daß dieser aus einem inneren Ring und einem äußeren Ring besteht, wobei die Schlitze des inneren Rings und des äußeren Rings zueinander versetzt sind. Der Versatz beträgt vorzugsweise 180°.
  • Der innere geschlitzte Ring ist konusförmig ausgebildet.
  • Der äußere geschlitzte Ring weist eine annähernd rechteckige Form auf und die äußere Mantelfläche ist glatt ausgeführt oder mit Erhebungen versehen.
  • Auf der äußeren Mantelfläche des äußeren Ringes und der inneren Mantelfläche des inneren Ringes sind Erhebungen bzw. Vertiefungen angeordnet, wobei diese miteinander korrespondierend den inneren und äußeren Ring in ihrer Lage zueinander halten.
  • Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 – Schnitt durch die erfindungsgemäße Niederzug-Schnellspannvorrichtung
  • 2 – Einzelheit der Spannvorrichtung
  • Die 1 zeigt eine Niederzug-Schnellspannvorrichtung, auf der ein Werkstück 1 über eine Bohrung aufspannbar ist. Dazu greift in eine Bohrung des Werkstückes ein Spannring 3 ein.
  • Die Niederzug-Schnellspannvorrichtung ist auf einem nicht näher dargestellten Maschinentisch befestigt. Diese besteht im wesentlichen aus dem Vorrichtungsgehäuse 7, einer Hydraulik-Druckzylindereinheit 6; 8, der hutförmig ausgebildeten Zugstange 2, dem hülsenförmig ausgebildeten Kegelelement 4 und einem zweigeteilten Spannring 3.
  • Das hülsenförmig ausgebildete Kegelelement 4 ist über eine Abstandsscheibe 5 mit dem Vorrichtungsgehäuse 7 verbunden. Auf dem Kegelelement 4 ist der Spannring 3 angeordnet. Durch die Bohrung im Kegelelement 4 ist die Zugstange 2 geführt, wobei diese mit der Hydraulik-Druckzylindereinheit 6; 8 verbunden ist.
  • Der Spannring 3 weist einen inneren Ring 3b auf, der geschlitzt und konusförmig ausgeführt ist. Umfaßt wird der innere Ring 3b von einem geschlitzten annähernd einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden äußeren Ring 3a. Die Schlitze von inneren 3b und äußeren Ring 3a sind um 180° versetzt. Der äußere Ring 3a weist auf seiner Mantelfläche umlaufende Zahnringe auf, die beim Aufweiten in die Wandung der Bohrung eingreifen.
  • Um zu verhindern, daß beide Ringe sich in ihrer Lage zueinander verschieben, ist auf der äußeren Mantelfläche eine Erhebung in Form eines umlaufenden Steges und in der inneren Mantelfläche des äußeren Ringes 3a eine dazu korrespondierende Nut vorgesehen.
  • Der Spannring 3 gleitet mit seinem inneren Konus auf dem Kegelelement 4, sobald die Zugstange 2 über die Hydraulik-Druckzylindereinheit 6; 8 in Richtung Maschinentisch bewegt wird. Der hutförmige Teil der Zugstange 2 drückt dabei auf den Spannring 3 und dieser wird dabei über das Kegelelement 4 gleitend aufgeweitet. (2)
  • Durch das Absenken der Zugstange 2 wird zum einem ein Formschluß zwischen Verzahnung und Werkstück 1 erreicht und zum anderen wird das Werkstück 1 auf der Auflagefläche fixiert.
  • Durch diese Anordnung der Bestandteile der Niederzug-Schnellspannvorrichtung wird bewirkt, daß Verschmutzungen in Form von Abrieb, Spänen, usw. nicht in die bewegten Bestandteile eindringen können. Durch die hutförmige Ausbildung der Zugstange 2 wird zum einen ein gleichmäßiges Niederdrücken des Spannringes 3 erreicht und zum anderen ein Eindringen von Schmutz in Schlitze verhindert.

Claims (5)

  1. Niederzug-Schnellspannvorrichtung zum Spannen von zu bearbeitenden Werkstücken, bei denen eine Spannhülse in eine Bohrung des Werkstücks eingreift, wobei die Spannhülse geneigte Innenflächen aufweist und die Spannhülse durch eine Zugstange aufweitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse als schmaler geschlitzter Spannring (3) ausgebildet ist und dieser über ein hülsenförmiges Kegelelement (4) mit der Zugstange (2) aufweitbar ist, wobei die Zugstange (2) am oberen Ende hutförmig ausgebildet ist.
  2. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (3) zweiteilig ausgeführt ist und zwar derart, daß dieser aus einem inneren Ring (3b) und einem äußeren Ring (3a) besteht, wobei die Schlitze des inneren Rings (3b) und des äußeren Rings (3a) zueinander versetzt sind.
  3. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere geschlitzte Ring (3b) konusförmig ausgebildet ist.
  4. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere geschlitzte Ring (3a) eine annähernd rechteckige Form aufweist und die äußere Mantelfläche glatt ausgeführt oder mit Erhebungen versehen ist.
  5. Niederzug-Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeren Mantelfläche des inneren Ringes (3b) und der inneren Mantelfläche des äußeren Ringes (3a) Erhebungen bzw. Vertiefungen angeordnet sind, wobei diese miteinander korrespondierend den inneren (3b) und äußeren Ring (3a) in ihrer Lage zueinander halten.
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