DE1173308B - Spannzange fuer ein Futter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 23 b

Deutsche Kl.: 49 a-27/01

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

1173 308
G29720Ib/49a
19. Mai 1960
2. Juli 1964

Die Erfindung betrifft eine Spannzange für ein Futter, bestehend aus einem Halteteil, aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, längsgeschlitzten kegeligen Spannteilen und aus einem diese miteinander verbindenden federnden Zwischenstück.

Bei einer bekannten Spannzange dieser Art besteht das federnde Zwischenstück aus einem rohrförmigen Körper mit kurzen Querschlitzen, die in Achsrichtung und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Zwischen den Längsschlitzen der kegeligen Spannteile und diesen kurzen Querschlitzen müssen sich ungeschlitzte Abschnitte des rohrförmigen Körpers befinden, weil anderenfalls die zwischen den Schlitzen befindlichen Teile des rohrförmigen Körpers keinen Zusammenhang hätten. Aus diesem Grunde fallen auch die Längsschlitze der kegeligen Spannteile verhältnismäßig kurz aus. Das hat aber den Nachteil, daß die radiale elastische Verformbarkeit der längsgeschlitzten kegeligen Spannteile verhältnismäßig gering ist, so daß die Spannzange nur Werkstücke festzuspannen vermag, deren Durchmesser sich wenig unterscheiden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Spannzange so auszugestalten, daß sie bei gegebenen Abmessungen Werkstücke mit größeren Durchmesserunterschieden festzuspannen vermag als die bekannte Spannzange. Zu diesem Zweck soll die elastische Verformbarkeit der längsgeschlitzten kegeligen Spannteile in radialer Richtung erhöht werden, ohne daß dadurch die elastische Verformbarkeit in Achsrichtung verringert würde.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe nun dadurch gelöst, daß sich die Längsschlitze der kegeligen Spannteile durch das verbindende Zwischenstück hindurch erstrecken und es in federnde Zwischenglieder unterteilen, die je in der zugehörigen axialen Ebene gewölbt sind. Durch diese -Ausgestaltung ist erreicht, daß die von den längsgeschlitzten kegeligen Spannteilen der Spannzange gebildeten Finger einerseits stark genug sind, um hohe Kräfte in Achsrichtung aufnehmen zu können, andererseits aber leicht genug in radialer Richtung federn, um sich mit ihrer ganzen Oberfläche an die Gegenflächen des Halteteils des Werkstücks anlegen zu können, auch wenn die eingespannten Werkstücke größere Durchmesserunterschiede aufweisen. Dieser Erfolg ist erreicht, ohne daß die Lebensdauer der Spannzange durch Ermüdungsbrüche verkürzt wird.

Um die Auswölbung der federnden Zwischenglieder bei einem axialen Zusammendrücken der Spannzange zu begrenzen, weist der Körper des Futters eine für gewöhnlich in geringerem radialem Spannzange für ein Futter

Anmelder:

The Gleason Works, Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht;

München 2, Sendlinger Str. 55,

und Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal),

Patentanwälte

Als Erfinder benannt:

George Hessler, Pittsford, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. Mai 1959 (814 430) -

Abstand von den gewölbten Zwischengliedern befindliche gleichachsige Fläche auf, an die sich die Zwischenglieder anlegen können.

Das die erfindungsgemäß ausgebildete Spannzange aufnehmende Futter, das ebenso wie das bekannte Futter mit in axialem Abstand angeordneten kegeligen Gleitflächen ausgerüstet ist, ist erfindungsgemäß in der Weise ausgestaltet, daß der axiale Abstand der kegeligen Gleitflächen des Futters größer bemessen ist als der im entspannten Zustand der Spannzange gemessene Abstand der Kegelflächen ihrer längsgeschlitzten Spannteile.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mit einer Spannzange nach der Erfindung versehenes Futter für mit einem Schaft versehene Ritzel, wobei der Schnitt in den Ebenen 1-1 der Fig. 2 verläuft,

F i g. 2 eine Stirnansicht des in F i g. 1 gezeigten Futters,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht der Spannzange und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Spannzange für ein Spannfutter zur Aufnahme von mit einer Aufnahmebohrung versehenen Werkstücken.

Das in Fig. 1 gezeigte Spannfutter dient dem Einspannen eines für Fahrzeug-Hinterachsantriebe

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bestimmten Kegel- oder Hyperboloid-Triebritzels P sind durch Zwischenglieder 33 verbunden. Insgesamt in einer Läpp- oder Prüfmaschine. Der rohrförmige sind acht solcher Zwischenglieder vorhanden, von Körper 10 dieses Futters hat eine schwach kegel- denen je zwei ein hinteres Spannteil 29 mit zwei vorförmige Fläche 11, mit der er in die kegelige Boh- deren Spannteilen 28 verbinden. Diese Zwischenrung einer Werkstückspindel 12 der Maschine ein- 5 glieder 33 sind in einer axialen Ebene gekrümmt, gepaßt werden kann. Die Umlauf achse der Spindel z.B. in der Ebene der Fig. 1. Dieser Krümmung ist mit 13 bezeichnet. Am Körper 10 ist bei 15 eine zufolge sind die Zwischenglieder in Achsrichtung Stirnplatte 14 angeschraubt, die eine Sitzfläche 16 zur nachgiebig und gestatten daher eine begrenzte gegen-Anlage an der Rückseite des Kopfes des Ritzels P seitige axiale Verschiebung der beiden Gruppen der hat. Ferner hat die Platte 14 eine Bohrung 17, durch io Spannteile 28 und 29, die in axialem Abstand vondie der Schaft des Ritzels hindurchgeht. An der Spin- einander angeordnet sind. Diese Nachgiebigkeit kann del ist das Futter durch Schrauben 18 befestigt. natürlich dadurch vergrößert werden, daß man die Der Schaft des Ritzels P hat zylindrische Flächen Zwischenglieder 33 dünner macht und ihre Breite 5-1 und 5-2, die von dem Spannfutter zentriert und verringert, indem man die Längsschlitze 31, 32 verfestgespannt werden. Zu diesem Zweck sind diese 15 breiten, wie es in F i g. 3 bei 34 gezeigt ist. beiden Flächen von inneren kegeligen Gleitflächen 19 Im gewöhnlichen entspannten Zustand der Spann- und 20 des Futterkörpers 10 umgeben. Bei diesem zange befinden sich die Spannteile 28 und 29 in ihren Ausführungsbeispiel befinden sich die Gleitflächen 19 radial außen gelegenen Stellungen, in denen sie von und 20 an Ringen 21 und 22, die in Bohrungen des der Einspannlage aus zurückgezogen sind, so daß Futterkörpers 10 eingesetzt sind, gewünschtenfalls 20 _man den Schaft eines Werkstücks P bequem einaber auch am Körper 10 selbst vorgesehen sein kön- schieben oder herausziehen kann. Im entspannten nen. Die Achsen der Gleitflächen 19 und 20 fallen Zustande der gekrümmten Zwischenglieder 33 bejedenfalls mit der Achse 13 zusammen. finden sich die beiden Gruppen der Spannteile 28 Die Spannzange, die in den F i g. 2 und 3 wieder- und 29 in einem axialen Abstand voneinander, der gegeben ist, ist im Körper 10 um ein begrenztes 25 um einige hundertstel Millimeter kürzer ist als der Maß in Achsrichtung verschiebbar. Sie hat einen Abstand der Gleitflächen 19 und 20. Wird die Spannzylindrischen Schaft 24, der hinten im Körper 10 in zange mit Hilfe der Zugstange 25 mit Bezug auf dessen Längsbohrung verschiebbar geführt und mit F i g. 1 nach rechts zurückgezogen, dann werden die einem Gewinde zum Anschluß an eine Zugstange 25 Spannteile 28 früher radial nach innen bewegt und versehen ist. Diese ist an einen entsprechenden An- 30 an die Werkstückfläche 5-1 angeklemmt, bevor die trieb für das Futter angeschlossen. Dieser Antrieb Spannteile 29 in die Klemmstellung auf der Fläche kann z. B. aus einem von der Spindel getragenen 5-2 gelangen. Nachdem daher die Spannteile 28 das hydraulischen Zylinder und aus einem an der Zug- Werkstück zentriert und festgespannt haben, führen stange 25 sitzenden Kolben bestehen. Die Spann- die Spannteile 29 dank der Nachgiebigkeit der Zwizange ist gegen Drehung im Futterkörper 10 durch 35 schenglieder 33 noch einen weiteren kleinen axialen einen Keil 26 gesichert, der in eine Keilnut 27 des Hub aus, durch den die Spannteile 29 an die Werk-Schaftes 24 eingreift. Der Schaft 24 bildet einen stückfläche 5-2 fest angeklemmt werden. Fig. 1 Halteteil, von dem aus sich der rohrförmige Teil zeigt die Lage, in der die Spannteile 28 das Werkder Spannzange nach vorn erstreckt. Dieser rohr- stück ergreifen, aber die Spannteile 29 noch einen förmige Teil ist durch Längsschlitze in radial 40 geringen Abstand von der Fläche 5-2 des Werkstücks federnde Finger unterteilt und kann sich daher in haben. Praktisch beläuft sich dieser Abstand nur auf radialer Richtung ausdehnen und zusammenziehen. einige hundertstel Millimeter.

Die Finger bilden zwei Gruppen von Spannteilen, , Beim Ausspannen des Werkstücks bewegen sich nämlich eine vordere Gruppe 28, welche die Zylin- die Spannteile 28 und 29 in der entgegengesetzten derfläche5-l des Ritzelschaftes einspannt, und eine 45 Reihenfolge. Bei Verschiebung der Zugstange 25 nach hintere Gruppe 29, welche die Zylinderfläche 5-2 des links geben also zuerst die Spannteile 29 das Werk-Schaftes einspannt. Zu diesem Zweck sind die stück frei. Die Freigabe durch die Spannteile 28 ver-Spannteile 28 und 29 auf ihren Innenflächen so ge- zögert sich etwas infolge der Federung der Zwischenstaltet, daß sie den Flächen 5-1 und 5-2 entsprechen. glieder 33, die zu ihrer normalen Krümmung zurück-Zum Einspannen des Werkstücks wird die Spann- 50 kehren. Daß die Spannteile 28 zwangläufig gelöst zange im Futterkörper 10 in Achsrichtung rückwärts werden, ist indessen durch die folgenden Merkmale verschoben. Dabei drücken die Gleitflächen 19 und sichergestellt. Das eine Merkmal besteht darin, daß 20 die Spannteile 28 und 29 radial nach innen. Vor- der halbe Kegelwinkel A der Gleitfläche 19 und der zugsweise sind die Außenflächen dieser Spannteile sich daran anlegenden Fläche der Klemmbacken 28 so gestaltet, daß sie den Gleitflächen 19 und 20 ent- 55 größer bemessen ist als der statische Reibungswinkel sprechen. der Teile 23, 21, 22 (die aus gehärtetem Stahl be-Die Längsschlitze des rohrförmigen Zwischen- stehen). Bei dem veranschaulichten Ausführungsstücks der Spannzange beginnen sämtlich am vor- beispiel beläuft sich der Winkelt auf 15°, im Gederen Ende. Die mit 31 bezeichnete Hälfte der gensatz zum Winkel B, der den halben Kegelwinkel Schlitze verläuft von dort bis dicht an das hintere 60 der Fläche 20 darstellt und sich nur auf 7° beläuft, Halteteil der rohrförmigen Spannzange, während die also ungefähr dem statischen Reibungswinkel entmit 32 bezeichnete andere Hälfte der Schlitze, die spricht. Diese geringere Bemessung des Winkels hat sich mit den Schlitzen 31 abwechseln, kurz vor den zur Folge, daß die Spannteile 29 eine größere Klemm-Spannteilen 29 enden. Beim vorliegenden Ausfüh- kraft ausüben. Das zweite Merkmal besteht darin, rungsbeispiel teilen die Schlitze daher die rohr- 65 daß die Zylinderfläche der Bohrung 35 die Zwischenförmige Spannzange in acht vordere Spannteile 28 glieder 33 so eng umgibt, daß sie die radiale Ausdeh- und in vier hintere Spannteile 29. Die in Längsrich- nung der gekrümmten Zwischenglieder auf ein tung zueinander ausgerichteten Spannteile 28 und 29 sicheres Maß begrenzt. Infolgedessen können die

Zwischenglieder 33 auf der Zylinderfläche gleiten, bevor ihre Elastizitätsgrenze überschritten ist. Auf diese Weise ist die Spannzange gegen ein zu starkes Verbiegen der Zwischenglieder 33 gesichert, was andernfalls zu befürchten wäre, wenn die Spannteile 28 aus irgendeinem Grunde beim Lösen der Spannzange hängenbleiben.

Die Freigabebewegung der Spannzange ist dadurch begrenzt, daß sie mit ihren vorderen Enden 36 an die Vorderwand der Aussparung 37 der Stirnplatte 14 anstößt. Die Außenflächen der Enden 36 bilden eine im wesentlichen zylindrische Fläche, die in Berührung mit einem der Abdichtung dienenden Schnurring 38 steht. Dieser befindet sich in einer ringförmigen Nut der Stirnplatte 14 und ist in dieser Nut gesichert. Das Innere des Futters ist ferner durch eine gummiartige Füllung abgedichtet, die in F i g. 2 bei 39 angedeutet ist, aber in den F i g. 1 und 3 weggelassen ist und die Längsschlitze 31, 32 verschließt.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel der Spannzange stellt eine Umkehrung der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform dar. Sie dient zum Einspannen eines Werkstücks P' mit einer Innenbohrung, die zylindrische Spannflächen 5-3 und 5-4 aufweist. Der Körper 40 des Spannfutters hat eine Sitzfläche 41, an die sich die Rückfläche des Werkstücks anlegen kann. Außerdem hat der Körper 40 zwei in axialem Abstande voneinander angeordnete kegelige Gleitflächen 42 und 43, deren halber Kegelwinkel sich auf 7,5 bzw. 15° beläuft. Diese Gleitflächen dienen dem Zweck, die Spannzange 44 aufzuspreizen, damit sie das Werkstück an den Flächen 5-3 und 5-4 zentriert und einspannt. Die Spannzange hat einen Boden 45, der am vorderen Ende einer Zugstange 47 befestigt ist. Der durch Längsschlitze in federnde Finger unterteilte rohrförmige Abschnitt erstreckt sich von dem Boden 45 aus rückwärts und bildet eine vordere Gruppe von Spannteilen 48 und eine hintere Gruppe von Spannteilen 49, die durch gekrümmte Zwischenglieder 51 verbunden sind. Die Spannteile 48 und 49 stehen in einer solchen Beziehung zueinander und zu den Gleitflächen 42 und 43, daß bei Verschiebung der Spannzange durch die Zugstange 47 nach rückwärts, d. h. mit Bezug auf Fig. 1 nach rechts, die Spannteile 49 die Werkstückfläche 5-4 zentrieren und ergreifen, bevor die Spannteile 48 die Werkstückfläche 5-3 ergreifen. Wird die Spannzange zum Lösen des Futters nach vorn verschoben, dann geben die Spannteile 48 das Werkstück zuerst frei, bevor sich die Spannteile 49 lösen. F i g. 4 zeigt die Lage, in der die Spannteile 49 die Werkstückfläche 5-4 festspannen, aber die Spannteile 48 noch einen geringen Abstand von der Werkstückfläche 5-3 haben.

Diese schrittweise Klemmwirkung, die bei jedem der beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung eintritt und durch die axiale Nachgiebigkeit der gebogenen Zwischenglieder 33, 51 ermöglicht ist, bietet Gewähr dafür, daß sowohl die vorderen als auch die hinteren Spannteile 28, 29 bzw. 48, 49 das Werkstück zuverlässig einspannen, obgleich die Werkstückflächen 5-1 und 5-2 oder 5-3 und 5-4 möglicherweise einen etwas zu kleinen oder zu großen Durchmesser im Rahmen der zulässigen Toleranzen aufweisen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spannzange für ein Futter, bestehend aus einem Halteteil, aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, längsgeschlitzten kegeligen Spannteilen und aus einem diese miteinander verbindenden federnden Zwischenstück, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längsschlitze (31) der kegeligen Spannteile (28, 29) durch das verbindende Zwischenstück hindurch erstrecken und es in federnde Zwischenglieder (33) unterteilen, die je in der zugehörigen axialen Ebene gewölbt sind.

2. Spannzange für ein Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Nachgiebigkeit der Zwischenglieder (33) in ihrem mittleren Bereich durch Verbreiterung der Schlitze (31) erhöht ist.

3. Spannzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den durchgehenden Längsschlitzen (31) und im Wechsel mit diesen Längsschlitze (32) angeordnet sind, die sich nur durch die vorderen kegeligen Klemmbacken (28) und das federnde Zwischenstück erstrecken.

4. Spannzange für ein Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Kegelwinkel (A) der vom Halteteil (24) entfernteren Klemmbacken (28) größer als der halbe Kegelwinkel (B) der anderen Klemmbacken (29) und größer als der Reibungswinkel der Ruhe der kegeligen Paßflächen bemessen ist.

5. Futter mit einer Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) des Futters eine für gewöhnlich in geringerem radialem Abstand von den gewölbten Zwischengliedern (33) befindliche gleichachsige Fläche (35) aufweist, an die sich zur Begrenzung der Auswölbung die Zwischenglieder anlegen.

6. Futter mit einer Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und mit in axialem Abstand angeordneten kegeligen Gleitflächen, an denen die Spannzange anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der kegeligen Gleitflächen (19, 20) des Futters (10,14) größer bemessen ist als der im entspannten Zustand der Spannzange gemessene Abstand der Kegelflächen ihrer längsgeschlitzten Spannteile (28, 29).

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 610 066, 2 708 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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