DE1064782B - Spannvorrichtung, insbesondere Dehndorn, Schrumpfhuelse od. dgl., fuer Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen od. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung, insbesondere Dehndorn, Schrumpfhülse für Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, lösbare Verbindungen für Maschinenelemente od. dgl., und bezweckt, mit einheitlichen, einfachen Bauelementen die zahllosen, oft sehr schwierigen Spannprobleme und Kupplungsprobleme auf einfache, schnelle, rationelle und preisgünstige Weise zu lösen.

Bekannt sind Spannvorrichtungen zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück mittels Ringfederelementen. Ein solches besteht aus zwei ineinanderliegenden kegeligen Spannhülsen, deren beiderseitige Stirnflächen im entspannten Zustand zueinander seitlich um einen bestimmten Betrag versetzt sind. Mehrere dieser Ringfederlelemente werden nebeneinander angeordnet und sind in Serie hintereinandergeschaltet, d. h., beim Spannen geht die Spannkraft abwechselnd von der Außenhülse auf die Innenhülse und von da wieder auf die Außenhülse usw. über. Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß sich die Spannkraft von Spannhülse zu Spannhülse stufenförmig je um 5O°/o vermindert. Im weiteren ergeben sich bei dieser Anordnung sehr große Reibungswerte zwischen den Kegelflächen sowie zwischen Spannhülse und Welle bzw. Spannhülse und Ausdrehung. Eine weitere Folge ist, daß solche Spanngeräte sich schlecht spannen und vor allem sehr schwer wieder lösen. Im weiteren ergibt sich bei diesen Spannvorrichtungen zwischen den Außenspannhülsen bzw. Innenspannhülsen ein Ringspalt, der sich beim Spannen verkleinert. Dieser Ringspalt gibt zu laufenden Betriebsstörungen Anlaß, weil sich darin Metallspäne, Schleifstaub, Schleifwasser, Abfälle u. dgl. festsetzen. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist die zu geringe Rundlaufgenauigkeit, weshalb sie für die zahlreichen Spann-Probleme in der Serienfertigung von hochwertigen Maschinenteilen nicht in Betracht kommt.

Demgegenüber vermeidet die Erfindung die vorgenannten Nachteile dadurch, daß das Spannelement aus zwei ineinanderliegenden Spannhülsen besteht, die sich längs axial erstreckender Kegelflächen berühren und durch axiale Druckeinwirkung radial elastisch derart verformbar sind, daß sich beide Spannhülsen eines Ringpaares im entspannten Zustand über ihre ganze Länge decken und die Stirnflächen beider Hülsen in gleichen Ebenen senkrecht zur Achse liegen. Beim Spannen werden die beiden Spannhülsen durch ein Stellmittel gegeneinander axial verschoben, so daß nunmehr die Stirnflächen beider Hülsen nicht mehr in einer Ebene liegen, sondern um einen bestimmten Betrag seitlich verschoben sind.

Im weiteren ist das Spannelement dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise eine der beiden Kegelflächen der Spannringe gleichmäßig am Umfang ver-Spannvorrichtung, insbesondere Dehndorn,

Schrumpfhülse od. dgl.,

für Werkzeugmaschinen,

Vorrichtungen od. dgl.

Anmelder:

Hans Johann Hofer,

Berlin -Wilmersdorf,

Aßmannshauser Str. 26

Hans Johann Hofer, Berlin-Wilmersdorf,
ist als Erfinder genannt worden

teilte Längsabflachungen bzw. Längsausnehmungen aufweist. Mittels dieser Anordnung wird erreicht, daß die sich elastisch verformende Spannhülse infolge des entstehenden Dehnbogens wesentlich stärker elastisch verformen läßt, ohne das Material überzubeanspruchen. Mit derartigen Spannhülsen können ohne Bedenken Werkstücke bzw. Maschinenteile mit einer Passung von H 6, H 8, HH gespannt bzw. gekuppelt werden, und es können ferner Gewinde in ihrer Flanke einwandfrei und zentrisch gespannt bzw. gekuppelt werden.

Mittels des vorstehend beschriebenen Spannelementes lassen sich nunmehr durch Anordnung mehrerer Spannhülsenpaare die verschiedensten wSpannvorrichtungen entwickeln. Spannvorrichtungen dieser Bauart sind dadurch gekennzeichnet, daß die zueinandergekehrten Stirnflächen von zwei und mehreren kegelstumpf förmigen Ringpaaren, die mit gleichsinnig verlaufenden Kegelflächen nebeneinander angeordnet sind, sich stets berühren und zum Spannen entweder die Außenringe oder Innenringe durch ein Stellmittel axial verschiebbar, die Innenringe bzw. die Außenringe dagegen axial unverschieblich angeordnet sind.

Entsprechend der Erfindung werden erstmalig beim Spannen, im Gegensatz zu der Ringfederspannung, sämtliche Außenspannhülsen bzw. Innenspannhülsen durch das Stellmittel um den gleichen Betrag axial verschoben, während sämtliche Innenspannhülsen bzw.

S09 610/111

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Außenspannhülsen unverschieblich angeordnet sind. Abb. 7 und 8 zeigen den Aufbau von zwei neben-Die Außenspannringe sind zu den Innenspannringen einander angeordneten Spannhülsenpaaren (Parallelparallel geschaltet. Mittels dieser Anordnung wird schaltung) und

erstmalig erreicht, daß sämtliche Außenspannringe Abb. 9 und 10 den Aufbau mehierer nebeneinander

bzw. Innenspannringe beim Spannen vollkommen 5 angeordneter Spannhülsenpaare und dazwischen-

gleichmäßig elastisch verformt werden. Damit ist eine liegender Distanzhülsen;

der Grundbedingungen für den Aufbau von Dehn- Abb. 11 und 12 zeigen den Aufbau eines Spanndornen bzw. Schrumpfhülsen erfüllt. Ein weiterer hülsenpaares mit schlanken Kegeln;
Vorteil liegt darin, daß im Gegensatz zu den Ring- Abb. 13 zeigt den Aufbau eines Spitzenspanndornes federspannvorrichtungen beim Spannen der Kraftfluß io und

ohne Umleitung von der Außenspannhülse zur fol- Abb. 14 den Aufbau eines Schrumpffutters im

genden Außenspannhülse bzw. von der Innenspann- Schnitt bzw. in Ansicht.

hülse zur folgenden Innenspannhülse erfolgt und sich Wie aus Abb. 1 und 2 ersichtlich, besteht das diese gleichmäßige Anpressung über die gesamte Spannelement stets aus zwei ineinanderliegenden Spannlänge erstreckt. Dabei ist besonders zu beachten, 15 Spannhülsen 1 und 2 mit gemeinsamen Kegelflächen, daß beim Spannen, d. h. axialen Verstellen der einen Im entspannten Zustand liegen die beiden Hülsen so Spannhülse zur anderen Spannhülse, nur eine axiale ineinander, daß die Stirnflächen in einer Ebene senk-Verschiebung auf den kegeligen Flächen erfolgt. Es recht zur Achse liegen. Im gespannten Zustand wertritt also nur zwischen den kegeligen Flächen Reibung den die Spannhülsen um einen bestimmten Betrag inauf. Dies ist auch die Ursache, daß sich die Spann- 20 einander verschoben, so daß die Stirnflächen nunmehr vorrichtung nach der Erfindung im Gegensatz zu den in zwei verschiedenen Ebenen liegen. Dabei werden Ringfederspannvorrichtungen leicht spannen und beim die beiden Spannhülsen im Durchmesser elastisch ver-Entspannen leicht und selbst lösen läßt. Der Wir- formt, d. h., der zylindrische Durchmesser der Außenkungsgrad dieser Spannvorrichtungen ist dement- hülse vergrößert sich, und der zylindrische Durchsprechend wesentlich höher. 25 messer der Innenhülse verkleinert sich.

Entsprechend dem Aufbau der Spannvorrichtungen In Abb. 3 und 4 ist ein Spannelement im Schnitt nach der Erfindung ergibt sich auch bei mehreren dargestellt, bei dem die Kegelfläche der Innenhülse 1 nebeneinander angeordneten Spannhülsen, Distanz- gleichmäßig am Umfang verteilt Längsabflachungen ringen, Druckringen, eine vollkommen dichte, glatte 3 aufweist. Dadurch ergibt sich in der Spannhülse 2 Spann- oder Kupplungsfläche, Es ist somit dafür 30 die gleiche Zahl von Dehnbogen, die beim Spannen Sorge getragen, daß Betriebsstörungen infolge Ein- elastisch verformt und zur Vergrößerung des Spanndringens von Fremdkörpern, Spänen, Schleifstaub, bereiches dienen.

Schleifwasser in bzw. zwischen den Spannhülsen- In Abb. 5 und 6 ist ein Spannelement im Schnitt

flächen nicht eintreten. dargestellt, bei dem die Außenspannhülse 2 mehrere

Sämtliche axial verschiebbaren Spannringe werden 35 gleichmäßig am Umfang verteilte Längsausnehmungen durch ein axial verschiebbares Führungsglied auf den bzw. -aussparungen aufweist. Die dadurch in der nicht verschiebbaren, d.h. festen Spannringen zwang- Außenspannhülse 2 entstehenden Dehnbogen 3 dienen läufig mit höchster Präzision verschoben, und damit beim Spannen als elastisches Glied, so daß der Spannwird eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit erreicht. Die bereich vergrößert wird.

Spannvorrichtung kann gleichzeitig zum Spannen 40 In Abb. 7 und 8 ist der grundsätzliche Aufbau einer nach außen wie auch zum Spannen nach innen aus- Spannvorrichtung mit mehreren nebeneinander angegebildet bzw. angeordnet sein. Zur Übertragung von ordneten Spannhülsenpaaren 1, 2 und 3, 4 dargestellt, großen Drehmomenten können sämtliche axial ver- In der entspannten Lage liegen die sich berührenden schiebbaren Spannringe gegen gegenseitige Verdre- Stirnflächen der beiden Spannelemente in einer Ebene, hung zum Spanndorn bzw. Schrumpffutter gesichert 45 In der gespannten Lage werden die Außenspannhülsen sein. Von wesentlicher Bedeutung ist, daß, sofern gegen die Innenspannhülsen verstellt, so daß nunmehr erforderlich, beim Spannen wie auch beim Entspannen die Stirnflächen der Außenhülsen gegenüber den Stirnkeine Verschiebung zwischen der zylindrischen Außen- flächen der Innenhülsen um den Betrag Λ axial verflache der Spannhülse und dem zu spannenden Teil schoben sind. Beide Spannhülsenpaare werden da- bzw. zwischen der zylindrischen Innenfläche der 50 durch im Durchmesser elastisch verformt.
Spannhülse und dem zu spannenden Teil eintritt. In Abb. 9 und 10 sind gleichfalls zwei Spannhülsen-

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Spann- paare 1,2 und 1', 2' unter Zwischenschaltung von zwei vorrichtungen, insbesondere Dehndorn, Schrumpf- Distanzringen 3 und 4 gleicher Höhe im Schnitt darhülse für Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen usw., gestellt. Während die beiden Innenspannringe sowie sondern erstreckt sich auf sämtliche denkbaren An- 55 das Distanzrohr 3 auf der Welle 6 fest und axial unwendungsgebiete. verschiebbar angeordnet sind, werden die beiden

In den Abb. 1 bis 14 ist der Gegenstand der Er- Außenspannringe und der Distanzring 4 durch die

findung im Schnitt und Seitenansicht dargestellt. In Bundhülse 5 axial nach links verstellt und dadurch

jeder Schnittzeichnung wird die Spannvorrichtungs- die beiden Außenspannhülsen 2, 2' sowie die beiden art in zwei verschiedenen Betriebsstellungen, und zwar 60 Innenspannhülsen 1,1' im Durchmesser elastisch ver-

oben in Stellung »entspannt« und unten in Stellung formt. Auf einfache Weise wird eine feste, jedoch

>:gespannt« gezeigt. jederzeit lösbare Verbindung zwischen der Welle 6

Abb. 1 und 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau und der Hülse 5 hergestellt. Bei der Rückstellung der

eines Spannelementes, Hülse 5 nach rechts lösen die Außenspannhülsen bzw.

Abb. 3 und 4 den grundsätzlichen Aufbau eines 65 die Innenspannhülsen von selbst. Aus dem Festsitz

Spannelementes mit Längsabflachungen auf dem wird wieder ein Gleitsitz, so daß die Welle wie auch

Kegel der Innenspannhülse, Hülse 5 leicht demontiert werden können.

Abb. 5 und 6 den grundsätzlichen Aufbau eines In Abb. 11 und 12 ist eine Spannvorrichtung, be-

Spannelementes mit Längsausnehmungen in der stehend aus einem Spannhülsenpaar mit schlanken Außenspannhülse; 70 Kegeln im Schnitt dargestellt. Diese Bauart hat den

Claims (6)

Vorteil, daß man mit geringen axialen Stellkräften sehr hohe radiale Spannkräfte bzw. hohe Drehmomente von der Welle 3 auf die Hülse 5 übertragen kann. Die Anordnung ist nicht selbstlösend, d. h., das Lösen muß durch ein besonderes Stellmittel in Richtung Pe bis zum Anschlagring 4 erfolgen. Entsprechend können auch mehrere Spannhülsenpaare nach Abb. 11 und 12 nebeneinander auf einer Welle angeordnet sein. Durch ein gemeinsames Stellmittel werden sämtliche axial verschiebbaren Außenspannhülsen auf den nicht verschiebbaren Innenspannhülsen in Richtung Ps gespannt bzw. durch ein weiteres Stellmittel in Richtung Pi? entspannt. Die gleiche Anordnung kann für das Spannen nach »Innen« verwendet werden. In Abb. 13 ist ein Spitzenspanndorn (Dehndorn) zum Teil im Schnitt dargestellt. Auf dem genau laufenden Dorn 1 sind mehrere Spannhülsenpaare 2, 3, 2', 3' sowie die Distanzringe 4, S,, ferner ein Führungsring 6 und eine Spannmutter 8 abstandslos nebeneinander angeordnet. Auf den Außenspannhülsen ist ein Werkstück 10 passend aufgeschoben. Beim Spannen werden sämtlicheAußenspannhülsen sowie der Distanzring 5 gleichmäßig um einen bestimmten Betrag axial verstellt und dadurch das Werkstück auf den Spannhülsen fest mit höchster Laufgenauigkeit gespannt. Beim Lösen der Stellmutter 8 bis zum Anschlagring 9 lösen sich die Außenspannringe, und das Werkstück kann wieder abgeschoben werden. Sowohl im entspannten wie auch im gespannten Zustand werden die sämtlichen Spannelemente usw. an ihren Stirnflächen zusammengepreßt, so daß keine Verunreinigungen, Metallspäne, Schleifstaub, Schleifwasser usw., eindringen können. Abb. 14 zeigt ein Spannfutter (Schrumpffutter) zum Teil im Schnitt. In der zentrisch laufenden Ausdrehung des Flansches 1 sind die beiden Außenspannhülsen 2 mittels des Sperringes 5 fest, die beiden Innenspannhülsen 3 axial verschiebbar angeordnet. Mittels der Stellmutter 4 werden die Innenhülsen gleichmäßig axial verstellt und dadurch das Werkstück 6 genau und fest gespannt. Beim Entspannen lösen sich die Spannhülsen 3 von selbst. Mit Spannvorrichtungen nach der Erfindung können so gut wie sämtliche Spann- und Kupplungsprobleme gelöst werden. An Stelle der Handspannung tritt die Spannung mittels Preßluft, Drucköl, elektrischer Energie, Kraftspeicher u. dgl. PatentansPEücHE:

1. Spannvorrichtung, insbesondere Dehndorn, Schrumpfhülse od. dgl., mit aus ineinanderliegenden Ringen bestehenden Spannhülsen, die sich längs axial erstreckender Kegelflächen berühren und durch axiale Druckeinwirkung radial elastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Spannhülsen eines Ringpaares im entspannten Zustand über ihre ganze Länge decken, derart, daß die Stirnflächen beider Hülsen in gleichen Ebenen senkrecht zur Achse liegen.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinandergekehrten Stirnflächen von zwei und mehreren kegelstumpfförmigen Ringpaaren, die mit gleichsinnig verlaufenden Kegelflächen nebeneinander angeordnet sind, sich stets berühren und zum Spannen entweder die Außenringe oder Innenringe durch ein Stellmittel axial verschiebbar, die Innenringe bzw. die Außenringe dagegen axial unverschieblich angeordnet sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Innen- und Außenspannen sowohl die Außen- als auch die Innenringe gegeneinander axial verschieblich sind.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Kegelflächen der Spannringe gleichmäßig am Umfang verteilte Längsabflachungen bzw. Längsausnehmungen aufweist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Spannringe gegen gegenseitige Verdrehung gesichert sind.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellmittel und dem anliegenden verschiebbaren Spannring eine Zwischenhülse liegt, welche axial verschiebbar, gegen Verdrehung aber gesichert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 825 479, 838 983;
USA.- Patentschrift Nr. 2 573 928.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 898 982.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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