DE1295318B - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, be- .. tungskräften nach innen durchbiegen, und eine einstehend aus einem zylindrischen Spannkörper und wandfreie Bearbeitung wäre damit unmöglich, einer konzentrisch hierzu angeordneten zylindrischen Außerdem kann durch die zwischen den Segmen-Spannhülse, die je eine Mehrzahl von am Umfang ten vorgesehenen Schlitze Staub, Späne u. dgl. einversetzt zueinander angeordneten und einander züge- 5 dringen und die Konusflächen beschädigen, kehrten Zahnreihen aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eine Spannvorrichtung dieser Art ist (USA.- Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Bauart zu Patentschrift 2 859 041) in zwei Ausführungen be- schaffen, die ein einwandfreies Spannen von Werkkannt, die im Prinzip jedoch dieselbe Wirkungsweise stücken in einem größeren Spanndurchmesserbereich aufweisen. Bei der einen Ausführungsform kann io ermöglicht und die unempfindlich ist gegenüber durch Axialverschiebung der Zahnreihen des Spann- Staub, Spänen u. dgl.

körpers gegenüber den Zahnreihen der Spannhülsen Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß letztere aufgeweitet werden, was das Spannen eines die Spannhülse in an sich bekannter Weise durch eine mit einer Bohrung versehenen Werkstückes ermög- Mehrzahl von sich über einen Teil ihrer Länge erlicht. Bei der anderen Ausführungsform wird durch 15 streckenden axialen Schlitzen in mehrere Segmente die Relativverschiebung der Zahnreihen die Spann- aufgeteilt ist, die durch schmale Stege abwechselnd hülse verkleinert, so daß ein zylindrisches Werkstück an den entgegengesetzten axialen Enden verbunden an seinem Außenumfang gespannt werden kann. sind, daß an jedem Segment wenigstens eine Zahn-Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist die Tat- reihe vorgesehen ist und daß im Bereich jedes sache, daß die Spannhülse ein in sich geschlossenes ao Schlitzes in den einander zugekehrten Flächen von Bauteil bildet, um das Eindringen von Staubabrieb Spannkörper und Spannhülse je eine Nut vorgesehen u. dgl. zu den Zahnreihen zu verhindern. Da sich ist, die zusammen einen sich in Achsrichtung erjedoch die Aufweitung bzw. Zusammendrückung der streckenden Kanal bilden, wobei in diesem Kanal Spannhülse innerhalb des elastischen Bereiches der- ein Keil eingesetzt ist. Der Ausdruck Keil wird in selben halten muß, ist diese bekannte Spannvorrich- 25 diesem Zusammenhang nicht in der Bedeutung eines tung nur für bestimmte Spanndurchmesser verwend- Bauteiles verwendet, dessen gegenüberliegende Bebar. Aus diesem Grund muß ein Werkstück, welches grenzungsflächen miteinander einen Winkel einmittels dieses Spanndornes gespannt werden soll, schließen, sondern in der Bedeutung eines Maschinenschön mit engen Toleranzen bearbeitet sein, damit elementes, welches zwischen einer Welle und einer man es überhaupt spannen kann. Ein Spannen von 30 Nabe eingesetzt ist und eine die Kraftübertragung Werkstücken unterschiedlichen Durchmessers mit ermöglichende Formschlußverbindung darstellt. Die ein- und derselben Spannvorrichtung ist überhaupt zwischen Spannkörper und Spannhülse eingesetzten nicht möglich. Man benötigt deshalb für jeden Spann- Keile haben bei der erfindungsgemäßen Spanndurchmesser eine eigene Spannvorrichtung. Außer- vorrichtung jedoch eine zweifache Funktion. Sie diedem ist die bekannte Spannvorrichtung teuer in der 35 nen nicht nur zur Übertragung des Drehmomentes, Herstellung. sondern auch als Schutzvorrichtung, die das Ein-Ferner ist (USA.-Patentschrift 2 383 036) ein dringen von Staub, Spänen u. dgl. zu den empfind-Spanndorn bekannt, bei dem die Spannhülse durch liehen Zahnreihen verhindert. Hiermit ist eine lange eine Mehrzahl von sich über einen Teil ihrer Länge Lebensdauer der Spannvorrichtung mit hoher Beerstreckenden axialen Schlitzen in mehrere Segmente 40 triebssicherheit gewährleistet. Außerdem besitzt diese aufgeteilt ist, die durch schmale Stege abwechselnd den Vorteil, daß auch Werkstücke, deren Durchan entgegengesetzten axialen Enden verbunden sind. messer in einem größeren Bereich voneinander ab-An beiden Enden der Spannhülse sind innen konische weichen, mit ein und derselben Spannvorrichtung Flächen vorgesehen, die mit entsprechenden koni- gespannt werden können.

sehen Flächen am Spanndorn zusammenwirken. 45 Vorteilhaft bestehen die Keile aus gummi-Durch Axialverschiebung des Spanndornes gegenüber elastischem Material und werden unter Vorspannung der Spannhülse kann diese im Durchmesser verändert eingesetzt. Hierdurch wird in allen Stellungen von werden. Durch die Konusflächen sind jedoch die Spannhülse und Spannkörper eine einwandfreie AbSegmente jeweils nur an ihren Enden unterstützt. dichtung der zwischen den Segmenten vorgesehenen Die Segmente können sich infolgedessen unter Be- 50 Schlitze gewährleistet. Außerdem wird die Herstellung lastung in der Mitte nach innen durchbiegen und von Spannhülse, Spannkörper und den Keilen vereinliegen somit nicht mehr mit gleichmäßiger Kraft an facht, denn Bearbeitungsungenauigkeiten werden allen Stellen der Bohrung des Werkstückes an. Die durch die elastischen Keile ausgeglichen. Kraftverteilung ist vielmehr so, daß die stärksten In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Kräfte in der Nähe der Enden der Spannhülse auf- 55 Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt treten, während in der Mitte keine oder nur eine Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsgeringe Spannkraft erzielt wird. Diese Erscheinung beispieles einer erfindungsgemäßen Spannvorrichmacht sich um so stärker bemerkbar, je länger die tung.

Spannhülse ausgebildet ist. Die ungleichmäßige Kraft- F i g. 2 einen Axialschnitt nach der Linie II-II der

verteilung kann zu einer Verformung des Werk- 60 Fig. 1,

Stückes, wenn nicht sogar zu einem Bruch führen, Fig. 3 einen teilweisen Axialschnitt nach der

da gerade an den Enden des Werkstückes, beispiels- Linie III-III der Fig. 1,

weise der Nabe eines Rades, die größten Kräfte auf F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV

diese einwirken. Würde man außerdem auf den be- der Fig. 1,

kannten Spanndorn ein Werkstück mit geringer 65 F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der

axialer Länge spannen, so wäre dieses nicht einwand- Fig. 1,

frei gehalten. Die Spannhülsensegmente können sich F i g. 6 einen Teilschnitt durch die Spannhülse

nämlich infolge ihrer Elastizität unter den Bearbei- nach der Linie VI-VI der F i g. 4,

Fig. 7 einen Teilschnitt durch die Spannhülse nach der Linie VII-VII der F i g. 4,

Fig. 8 einen Teilaxialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

F i g. 9 einen Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.

In F i g. 1 ist mit 1 ein zylindrischer Spannkörper bezeichnet, der von einer ebenfalls zylindrischen Spannhülse 2 konzentrisch umgeben ist. Die Spannhülse ist durch eine Mehrzahl von sich über einen Teil ihrer Länge erstreckenden axialen Schlitzen 16, 17 in mehrere Segmente 18 aufgeteilt, die durch schmale Stege 19 bzw. 20 (vgl. insbesondere F i g. 6 und 7) abwechselnd an entgegengesetzten axialen Enden verbunden sind. An jedem Segment 18 ist wenigstens eine Zahnreihe 21 vorgesehen, wobei jede Zahnreihe durch mehrere axial hintereinander angeordnete Zähne 23 gebildet wird. Diese Zahnreihen stützen sich an entsprechenden am Spannkörper 1 vorgesehenen Zahnreihen 8 ab, die ebenfalls aus ein- »o zelnen Zähnen 9 bestehen. Die Zähne 23 und 9 bilden somit die aneinander zugekehrten Flächen von Spannkörper und Spannhülse. Im Bereich jedes Schlitzes 16, 17 ist in den einander zugekehrten Flächen 9, 23 von Spannkörper 1 und Spannhülle 2 je eine Nut 12 bzw. 22 vorgesehen, die zusammen einen in Achsrichtung sich erstreckenden Kanal 49 bilden. In jedem dieser Kanäle 49 ist, wie insbesondere aus F i g. 5 zu entnehmen ist, ein Keil 25 eingesetzt, der vorzugsweise aus gummielastischem Material besteht. In diesem Fall ist der Keil 25 unter Vorspannung in den Kanal 49 eingesetzt.

Gegebenenfalls könnte der Keil auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise Metall, bestehen, und zwar insbesondere dann, wenn die Übertragung eines größeren Drehmomentes erforderlich ist.

In der Regel reichen jedoch Keile aus gummielastischem Material aus, da ein wesentlicher Teil des Drehmomentes durch Reibschluß zwischen den zusammenwirkenden Zahnreihen 8 und 21 übertragen wird.

Vorzugsweise sind die einzelnen Keile 25 an ihrem einen Ende mit einem am Ende der Spannhülse 2 vorgesehenen Staubschutzring 26 verbunden. Dieser Staubschutzring ist in einer Ausnehmung 27 der Spannhülse 2 vorgesehen und dient ebenfalls wie die Keile 25 dazu, das Eindringen von Staub, Spänen u. dgl. zu verhindern.

Da, wie erwähnt, ein wesentlicher Teil des Drehmomentes durch die Zahnreihen 8, 21 übertragen wird, genügt es in der Regel, wenn die Keile 25 aus einem elastischen Material, wie z. B. Neoprene oder Vinylharz, bestehen.

Um mit der beschriebenen Vorrichtung eine Spannwirkung zu erzielen, ist eine gegenseitige axiale Verschiebung von Spannhülse 2 und Spannkörper 1 erforderlich. Zu diesem Zweck ist am Ende des Spannkörpers 1 auf ein Gewinde 31 eine Mutter 32 aufgeschraubt, die sich über eine Scheibe 33 an der Spannhülse 2 abstützt. Durch Verdrehen der Mutter kann die Spannhülse 2 gegenüber dem Spannkörper 1 nach links verschoben werden, wodurch ihre Segmente 18 nach außen gespreizt werden. Bei Bewegung der Mutter 32 in entgegengesetzter Richtung bewegt sich die Spannhülse 2 nach rechts, was teils auf ihre eigene Elastizität und teils auf die Elastizität des Staubschutzringes 26 zurückzuführen ist.

In F i g. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die sägezahnartig ausgebildeten Zahnreihen 8, 21 des ersten Ausführungsbeispieles durch Zahnreihen ersetzt sind, deren Zahnflanken a, 11a und 23 a an Spannkörper 1 α und Spannhülse 2a symmetrisch ausgebildet sind.

Diese Ausbildung ermöglicht es, eine Spreizung der Spannhülse sowohl bei Verschiebung nach rechts als auch bei Verschiebung nach links herbeizuführen.

In F i g. 9 ist ein Spannfutter gezeigt, welches das Spannen eines Werkstückes am Außenumfang ermöglicht. Der Spannkörper 36 weist Zahnreihen 38 auf, die mit entsprechenden Zahnreihen 44 an der Spannhülse 41 zusammenwirken. Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel weist die Spannhülse 41 Segmente 43 auf, die durch eine Mehrzahl von sich über einen Teil ihrer Länge erstreckenden axialen Schlitzen 42 gebildet sind. An den entgegengesetzten axialen Enden sind die Segmente 43 durch schmale Stege 43 α miteinander verbunden. Die axiale Verschiebung von Spannhülse 41 und Spannkörper 36 wird durch eine Mutter 46 bewirkt. Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind auch hier nicht näher bezeichnete Kanäle zwischen den Zahnreihen gebildet, und in diese Kanäle sind Keile eingesetzt, die der Drehmomentübertragung und der Abdichtung dienen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung, bestehend aus einem zylindrischen Spannkörper und einer konzentrisch hierzu angeordneten zylindrischen Spannhülse, die je eine Mehrzahl von am Umfang versetzt zueinander angeordneten und einander zugekehrten Zahnreihen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (2, 41) in an sich bekannter Weise durch eine Mehrzahl von sich über einen Teil ihrer Länge erstreckenden axialen Schlitzen (16, 17, 42) in mehrere Segmente (18, 43) aufgeteilt ist, die durch schmale Stege (19, 20, 43 α) abwechselnd an den entgegengesetzten axialen Enden verbunden sind, daß an jedem Segment (18, 43) wenigstens eine Zahnreihe (21, 44) vorgesehen ist und daß im Bereich jedes Schlitzes (16,17, 42) in den einander zugekehrten Flächen (9, 23) von Spannkörper (1, 36) und Spannhülse (2, 41) je eine Nut (12, 22) vorgesehen ist, die zusammen einen sich in Achsrichtung erstreckenden Kanal (49) bilden, wobei in diesem Kanal ein Keil (25) eingesetzt ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (25) aus gummielastischem Material bestehen und unter Vorspannung eingesetzt sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (25) an ihrem einen Ende mit einem am Ende der Spannhülse (2) vorgesehenen Staubschutzring (26) verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen