DE1263455B - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B23b

49 a -38-

1263 455
W19910Ib/49a

13. Oktober 1956

14. März 1968

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit einer einteiligen, an ihren beiden Enden konische Spannflächen aufweisenden Spreizhülse mit in Umfangsrichtung abwechselnd vom einen und anderen Hülsenende ausgehenden Längsschlitzen und an den konischen Spannflächen anliegenden Spannkonen.

Bein einer bekannten derartigen Spannvorrichtung sind die Spannflächen der Spreizhülse durch kegelförmige Innenkonen gebildet, die auf ebenfalls mit kegelförmigem Mantel versehenen Spannkonen anliegen. Wegen der kegelförmigen Ausbildung der Spannkonen und der an ihnen anliegenden Spannflächen ist eine gegenseitige flächenförmige Anlage über den gesamten Spreizbereich nicht gewährleistet. Vielmehr liegt meistenteils zwischen den Spannflächen und den Spannkonen eine nur teilweise, vorwiegend linienförmige Berührung vor, die bei der hohen Druckbelastung, denen eine Spannvorrichtung unterworfen wird, zu einem erheblichen Verschleiß führt, welcher die Arbeitsgenauigkeit der Spannvorrichtung erheblich herabsetzt sowie ihre Lebensdauer verkürzt.

Eine weiterhin bekannte Spannvorrichtung vermeidet die vorstehend geschilderten Nachteile, indem bei ihr an Stelle einer einstückigen Spreizhülse mehrere durch Spiralfedern zusammengehaltene, parallel zueinander verlaufende Spannstäbe verwendet werden, an deren stirnseitigen Enden ebene Spannflächen angearbeitet sind, die auf entsprechend geneigten, ebenen Druckflächen von Spannkonen anliegen. Die Spannkonen weisen hierbei das Aussehen von Pyramidenstümpfen auf, deren Seitenflächen die Druckflächen sind. Bei diesen Spannvorrichtungen wird der Verschleiß der aneinanderliegenden Flächen von Spannstäben und Spannkonen im Vergleich zu der anderen Spannvorrichtung zwar herabgesetzt, die bei ihnen verwendeten Spannfutter haben jedoch den wesentlichen Nachteil eines mehrteiligen, sehr komplizierten Aufbaues. Die Spannfedern zum Zusammenhalten der Spannstäbe können leicht beschädigt und daher in ihrer Funktionsfähigkeit herabgesetzt werden. Darüber hinaus dringt bei gespreiztem Spannfutter sehr leicht Schmutz in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Spannstäben ein, der dann auch zwischen die aufeinandergleitenden Teile dringt und dort zu Verschleißerscheinungen führt.

Es sind weiterhin Spreizhülsen für Außenspannung bekannt, die einerseits einstückig ausgebildet sind und andererseits eine flächenförmige Anlage zwischen ihren Spannflächen und den Spannkonen gewährleisten. Zu diesem Zweck weist die Oberfläche der Spannflächen der einzelnen Spreizhülsensegmente Spannvorrichtung

Anmelder:

N. A. Woodworth Company, Ferndale, Mich.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Wetzel, Patentanwalt,

8500 Nürnberg, Hefnersplatz 3

Als Erfinder benannt:

George Hohwart,

Ernest Frederick Hohwart, Ferndale, Mich.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Oktober 1955
(541 633)

eine zylinderförmige Krümmung auf. Die Herstellung derartiger zylinderförmiger Krümmungen auf konischen Spannflächen bzw. Spannkonen ist fertigungstechnisch außerordentlich schwierig, insbesondere, wenn eine hohe Fertigungsgenauigkeit gefordert wird, die Voraussetzung für eine flächenförmige Anlage ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art mit einstückiger Spreizhülse zu schaffen, deren Spannfläche über den gesamten Spannbereich in flächenförmiger Anlage an dem Mantel des Spannkonus steht und darüber hinaus fertigungstechnisch mit hoher Genauigkeit einfach herzustellen ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die konischen Spannflächen aus polygonartig verlaufenden Teilebenen bestehen, die je im Bereich der geschlossenen Enden der Schlitze angeordnet sind, und daß die zugeordneten Spannkonen den Spannflächen entsprechende ebene Druckflächen aufweisen.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind zur Begrenzung der gegenseitigen axialen Verstellung von Spreizhülse und Spannkonen Anschlage vorgesehen, die zusammen mit der Nachgiebigkeit der Spannhülse eine dauernde flächenförmige Berührung zwischen den aufeinandergleiten-

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den Flächen schaffen, um ein Eindringen von Fremd- flächen 26, 28 versehen, die zu den Spannflächen 22, körpern zu verhindern. 24 der Spreizhülse 10 parallellaufen und mit diesen

Gemäß weiterer Ausbildung sind die Schlitze der zusammenwirken. Die Spannflächen 24 der Spreiz-Spannhülse bis in die Spannflächen durchgeführt. hülse 10 sind jeweils im Bereich der geschlossenen Hierdurch wird der Spreizbereich der Spannhülse 5 Enden der Längsschlitze 12,14 angeordnet. Werden vergrößert. Die Erfindung wird an Hand einiger in nun die Spannglieder 18, 20 axial gegeneinanderden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele geschoben, so drücken die Druckflächen 26, 28 der näher beschrieben. Es zeigt Spannkonen 18, 20 gegen die Spannflächen 24 der

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch ein druck- Spreizhülse 10 und dehnen die letztere so weit aus, luftbetätigtes Spannfutter gemäß der Erfindung, io daß sie eine Spannwirkung auf das Werkstück 16

F i g. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf das Spann- ausübt. Werden die Spannkonen 18, 20 hingegen futter entsprechend Pfeil 2 in F i g. 1, axial voneinander wegbewegt, so wird der gegen die

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht Spannflächen 24 einwirkende Druck aufgehoben. Die einer abgewandelten Ausführungsform einer Spann- Spreizhülse 10 zieht sich infolge ihrer inneren Elastivorrichtung, 15 zität zusammen und löst das Werkstück 16. Die axiale

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht Verschiebbarkeit zwischen den beiden Spannkonen einer zwischen Spitzen zentrierten Spannvorrichtung 18, 20 ist durch entsprechende Einrichtungen begemäß der Erfindung, grenzt, um.zu bewirken, daß die Druckflächen 26, 28 F i g. 5 eine stimseitige Draufsicht auf die Spann- immer auf den Spannflächen 24 der Spreizhülse 10 vorrichtung nach F i g. A, 20 aufliegen und diese folglich nicht freigeben. Auf diese Fig. 6 einen Längsschnitt entsprechend der Weise wird das Eindringen von Fremdkörpern zwi-Linie 6-6, sehen die Druckflächen 26, 28 und die Spannflächen F i g. 7 einen Schnitt durch eine druckluftbetätigte 24 verhindert.

Innenspannvorrichtung gemäß der Erfindung, Die Axialverschiebung der Spannkonen 18, 20

F i g. 8 einen Schnitt entsprechend der Linie 8-8 25 gegeneinander wird bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 7, nach F i g. 1 durch einen Druckluftzylinder 38 mit

F i g. 9 die Seitenansicht einer Spreizhülse für die einem Kolben 40 vorgenommen, wobei der Zylinder Spannvorrichtung nach F i g. Ί, 38 mit dem Spannkonus 18 und der Kolben 40 mit

Fig. 10 die Seitenansicht einer Spannvorrichtung dem Spannkonus20 in Wirkverbindung stehen. Um zur Einspannung innengezahnter Werkstücke, 30 die Gleitführung für die relative Axialbewegung zwi-

F i g. 11 einen Schnitt entsprechend der Linie 11-11 sehen den Spannkonen 18, 20 vor einem Eindringen in F i g. 10. von Fremdkörpern, Schmutz od. dgl. zu bewahren,

Die in den Fig. 1 und 2 mit 10 bezeichnete Spreiz- ist diese durch eine Buchse 62 aus flexiblem, gummihülse besteht aus einem verhältnismäßig dünn- artigem Werkstoff abgedeckt. Diese Buchse 62 ist auf wandigen, rohrförmigen Teil, welcher in regel- 35 einen Ansatz 60 aufgeschoben, der in fester Verbinmäßigen Abständen mit in Hülsenlängsrichtung ver- dung mit dem Spannkonus 18 steht. Der Ansatz 60 laufenden Längsschlitzen 12,14 versehen ist, die in dient darüber hinaus zur Beschränkung der An-Umfangsrichtung abwechselnd vom einen und ande- näherungsmöglichkeit zwischen den beiden Spannren Hülsenende ausgehen. Die Längsschlitze 12,14 konen 18, 20, um ein übermäßiges Aufspreizen der erstrecken sich folglich nur über einen Teil der ge- 40 Spreizhülse 10 zu verhindern.

samten Länge der Spreizhülse 10 und bewirken eine ' Um beim Montieren der Spannvorrichtung den radiale Expansions- bzw. Kompressionsmöglichkeit äußeren Spannkonus 20 gegenüber dem inneren der Hülse. Es kann dabei eine beliebige Anzahl von Spannkonus 18 entsprechend der gegenseitigen Ver-Längsschlitzen 12,14 in der Hülse 10 vorgesehen setzung der Spannflächen 22* 24 in Umfangsrichtung sein, wobei die Schlitzzahl den Erfordernissen des 45 verdrehen zu können, besitzt der äußere Spannkonus besonderen Verwendungszweckes angepaßt ist. Bei , 20 einen Schlitz 74 zum Einführen eines Schraubendem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die ziehers od. dgl.

Spreizhülse 10 sechs Längsschlitze 12 und ebenfalls In F i g. 3 ist eine Spreizhülse 98 beispielsweise

sechs Längsschlitze 14, so daß sich insgesamt zwölf dargestellt, die der Spreizhülse 10 im wesentlichen Schlitze ergeben, die in gleichem Abstand über den 50 ähnlich ist, jedoch den Unterschied aufweist, daß Umfang der Hülse verteilt sind. Nebeneinander- am vorderen und hinteren Spreizhülsenende geneigte liegende Längsschlitze 12, 14 gehen jedoch von Spannflächen 100,102 vorgesehen sind, die eine unterschiedlichen Stirnseiten der Hülse aus. Das in gleiche und gleichgerichtete Neigung aufweisen, der-Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutete rohr- art, daß die Spannflächen 100 gewissermaßen eine förmige Werkstück 16 ist auf die Spreizhülse 10 auf- 55 Fortsetzung der Spannflächen 102 unter Zwischengeschoben und wird von dieser in aufgespreiztem schaltung eines Absatzes darstellen. Die Spreizhülse Zustand gespannt. 98 stützt sich dabei auf entsprechend geneigten und

An den einander gegenüberliegenden Enden der mit Abstand voneinander angeordneten Spann-Spreizhülse 10 sind zwei Spannkonen 18, 20 koaxial gliedern 106,108 ab. Die Spannkonen 106,108 sind zueinanderstehend angeordnet, die zum Festspannen 60 einstückig ausgebildet. Sie sind umfangsseitig mit des Werkstückes 16 eine radiale Ausdehnung der . den Spannflächen 100,102 der Spreizhülse 98 entSpreizhülse 10 bewirken. Zu diesem Zweck besitzt sprechenden und mit diesen zusammenwirkenden, gedie Spreizhülse 10 auf ihrer Innenseite im Bereich neigten Druckflächen 110, 112 versehen. Diese ihrer einander gegenüberliegenden Enden sich nach Druckflächen bilden die einzige Berührung zwischen außen zur Stirnfläche hin konisch erweiternde ebene 65 den Spannkonen 106,108 und der Spreizhülse 98. Spannflächen 22, 24, die sich dort polygonartig über Die Druckflächen 112 des Spannkonus 108 sind den inneren Spreizhülsenumfang erstrecken. Die gegenüber den Druckflächen 110 des Spannkonus Spannkonen 18, 20 sind mit entsprechenden Druck- 106 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, und

zwar um das Maß des Abstandes zwischen zwei benachbarten Nuten 12,14 der Spreizhülse 98. Eine Zugstange 114 ragt nun durch die Spannkonen 106, 108 hindurch. Diese Zugstange ist an ihrem freien Ende mit einem breiten Kopfstück 116 versehen, mit welchem es sich an die benachbarte Stirnseite der Spreizhülse 98 anlegt. Mit seinem anderen Ende ist die Zugstange 114 mit einem nicht näher dargestellten Betätigungsorgan verbunden, welches die Axialverschiebung der Zugstange und damit das Aufspreizen bzw. Zurückfedern der Spreizhülse 98 bewirkt. Bei dieser Antriebsvorrichtung für die Zugstange 114 sind wiederum Vorrichtungen zur Begrenzung der Längsbewegung der Zugstange vorgesehen, die verhindern sollen, daß sich die Spannflächen 100,102 der Spreizhülse 98 von den entsprechenden Druckflächen 110,112 der Spannkonen 106,108 lösen. Es sind weiterhin Anschläge zur Verhinderung einer Überdehnung der Spreizhülse vorgesehen.

In den Fig.4 bis 6 ist eine Spannvorrichtung gezeigt, die mittels eines Gewindes betätigt wird und zwischen den Spitzen einer Drehbank befestigt werden kann. Diese Spannvorrichtung ist ähnlich der Die Spreizhülse 160 ist in zwei Spanngliedern 170, gehalten. Diese dienen dazu, die Spreizhülse 160 zusammenzudrücken, um das nicht dargestellte Werkstück festzuspannen. Dieses Werkstück wird in die Hülse hineingesteckt. Das Spannglied 170 besitzt eine ringförmige Ausbildung und umgibt die Spreizhülse 160. Es weist innenliegende ebene Druckflächen 174 auf, die den Spannflächen 166 entsprechen und mit diesen zusammenwirken. Das Spannglied 172 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und in gleicher Weise wie das Spannglied 170 mit konisch geneigten, ebenen Druckflächen 176 versehen, die den Spannflächen 168 der Spreizhülse 160 entsprechen und mit diesen zusammenwirken.

Die Spannglieder 170,172 werden durch im einzelnen nicht beschriebene Mittel in axialer Richtung gegeneinanderbewegt, wodurch der Klemm- bzw. Lösevorgang der Spreizhülse 160 durchgeführt wird.

Die Spannvorrichtung entsprechend F i g. 10 und ist für innengezahnte Werkstücke od. dgl. bestimmt. Dieses Spannfutter entspricht im wesentlichen dem in den F i g. 4 bis 6 dargestellten Spannfutter, jedoch mit dem Unterschied, daß hier eine Spreizhülse 226 Verwendung findet, deren Segmente

zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung 25 nach außen gerichtete Zähne 228 aufweisen. In aufgebaut, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugs- Fig. 11 besitzt jeder Teil der Hülse 226 einen besonderen Zahn 228, wobei die Zähne 228 derart geformt sind, daß sie mit der Innenverzahnung 230 des Werkstückes 224 zusammenwirken.
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zeichen versehen sind. Der Spannkonus 18 ist an seiner dem Spannkonus 20 zugewandten Stirnseite mit einem Schaft 138 versehen, welcher durch eine in den Spannkonus 20 angeordnete Bohrung hindurchreicht. Der Schaft 138 ist endseitig, insbesondere in seinem außenseitig über den Spannkonus 20 hinausragenden Bereich mit einem Gewinde versehen, auf welches eine Spannmutter 142 aufschraubbar ist. Die Mutter 142 legt sich gegen das Ende des Spannkonus 20 und schiebt diesen bei weiterem Anziehen in Richtung auf den Spannkonus 18, wodurch gleichzeitig die Spreizhülse 10 ausgedehnt wird. Die Zustellbewegung der Spannmutter 142 nach innen wird durch die mit den Spannkonen 18, 20 verbündenen Ansätze 136,140 begrenzt, um ein Überdehnen der Spreizhülse 10 zu verhindern. Andererseits wird die Rückbewegung der Spannmutter 142 durch einen Anschlag 144 begrenzt, der in dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel als mit Preßsitz auf das Gewinde des Schaftes 138 aufgebrachte Mutter ausgebildet ist. Sämtliche vorstehend beschriebenen Ausbildungsformen der Erfindung betreffen Innenspannfutter. Das nunmehr beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Außenspannfutter. Dieses Spannfutter enthält eine Spreizhülse 160, die im Gegensatz zu den Spreizhülsen 10, 98 auf ihrer Außenseite in ihren Stirnkantenbereichen mit je einem Spannkonus 162,164 versehen ist, welche durch eine Anzahl polygonartig über den Spreizhülsenumfang verteilt angeordneter, ebener Flächen 166,168 gebildet werden. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, sind die Spannflächen 166,168 an den Enden der Längsschlitze der Nuten vorgesehen, so daß die Spannflächen 168 des einen Konus 164 gegenüber den Spannflächen 166 des anderen Konus 162 umfangsmäßig gegeneinander versetzt sind, und zwar um den Abstand zweier voneinander benachbarter Längsschlitze. Wie bei den Spreizhülsen 10,98 erstrecken sich auch bei der

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung mit einer einteiligen, an ihren beiden Enden konische Spannflächen aufweisenden Spreizhülse mit in Umfangsrichtung abwechselnd vom einen und anderen Hülsenende ausgehenden Längsschlitzen und an den konischen Spannflächen anliegenden Spannkonen, dadurchgekennzeichnet, daß die konischen Spannflächen (22, 24; 100, 102; 166, 168) aus polygonartig verlaufenden Teilebenen bestehen, die je im Bereich der geschlossenen Enden der Schlitze (12,14) angeordnet sind und daß die zugeordneten Spannkonen (18, 20; 106,108; 170, 172) den Spannflächen (22, 24; 100,102; 166, 168) entsprechende ebene Druckflächen (26, 28; 110,112; 174,176) aufweisen.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der gegenseitigen axialen Verstellung von Spreizhülse (10, 98,160) und Spannkonen (18, 20; 106,108; 170, 172) Anschläge (60, 72; 136,140) vorgesehen sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12,14) der Spreizhülse (10, 98,160) bis in die konischen Spannflächen (22, 24; 100,102; 166,168) durchgeführt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 307 393; USA.-Patentschriften Nr. 1 873 515,2 270 661, 383 036, 2 462 155, 2 529 218, 2 601 419; Fertigungstechnik, Heft 1, Januar 1953,

Spreizhülse 160 die Längsschlitze bis in den Bereich 65 S. 25, 26; Bild 3, 4,10, und Heft 8, August 1953,
der konischen Spannflächen 166,168. S. 326, Bild 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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