DE1552257B2 - Als spanndorn oder spannfutter ausgebildete hydraulische spannvorrichtung fuer werkzeuge oder werkstuecke - Google Patents

Description

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flansch einstückig mit der Spannhülse ausgebildet ist, form der Erfindung hat die Spannhülse 7 einen mit und der Ringflansch mit dem Haltekörper ver- ihr einstückigen Ringflansch 17, der an das Ende des schraubt ist. Auch kann die Innenfläche des der Haltekörpers 1 angeschraubt ist. Die Spannhülse 7 Werkzeug- bzw. Werkstückeinführseite anliegenden erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge Bundringes konisch ausgebildet sowie am Haltekör- 5 der Bohrung 4 des Haltekörpers 1, so daß ihre Endper sich radial erstreckende Keile angeordnet sein, teile dicht an den Dichtungsringen 5 und 6 anliegen, die in Längskeilnuten eines in der Spannhülse ein- In einer Ansenkung am anderen Ende des Haltekör- oder auf ihr aufgespannten Werkstückes oder Werk- pers 1 sitzt ein an diesem angeschraubter Bundring zeuges eingreifen. 18, der einen abgeschrägten Bund 19 mit einem Kein den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele io gelwinkel von vorzugsweise 60° aufweist, der zu dargestellt. Es zeigt dem einwärts entsprechend abgeschrägten oder ange-F i g. 1 ein Spannfutter im Längsschnitt nach der senkten, dem Dichtungsring 5 axial benachbarten Linie 1-1 in F i g. 2, Ende 20 der Spannhülse komplementär ist. Um die F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Einführung des Werkstückes oder Werkzeuges A in F i g. 1, 15 die Spannhülse 7 zu erleichtern, kann die Eintrittsöff-

F i g. 3 stark vergrößert in einem Radialschnitt, nung bei 22 leicht konisch sein.

wie sich die Spannhülse verformt, wenn ein Druck In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das auf das hydrostatisch wirksame Medium ausgeübt Werkstück oder Werkzeug ,4 einen langgestreckten wird, das in der Ringkammer des Spannfutters einge- Schaft 21, der satt in der Bohrung 23 der Spannschlossen ist, 20 hülse 7 sitzt^und so lang ist, daß er sich im wesentli-F i g. 4 in einem Radialschnitt eine andere Form chen über die ganze Länge der Spannhülse 7 erder Hülsenbefestigung, streckt. Daran anschließend weist er eine Keilverzah-F i g. 5 in einem Querschnitt eine abgeänderte nung mit einer Schulter 25 auf, mit der sie sich an Form eines Kolbens zum Ausüben von Druck auf das Ende der Spannhülse 7 anlegt. Zum Verhindern das hydrostatisch wirksame Medium, 25 eines Drehens des Werkstückes oder Werkzeuges A F i g. 6 in einem Radialschnitt eine andere Ausfüh- in dem Spannfutter ist auf dem Haltekörper 1 ein rungsform einer Spannhülse, Ringbund 26 montiert, der innen einen Keil 27 auf-F i g. 7 eine weitere Ausführungsform eines Spann- weist, welcher der Keilverzahnung des einzuspannenfutters in einem Längsschnitt nach der Linie 8-8 der den Werkstückes oder Werkzeuges A entspricht und F i g. 8, 30 in diese eingreift.

F i g. 8 das Spannfutter nach F i g. 7 in einem Wenn das Werkstück oder das Werkzeug A gemäß Querschnitt nach der Linie 9-9 in F i g. 7 und F i g. 1 eingesetzt worden ist, braucht man zum festen F i g. 9 in einem Radialschnitt eine weitere Aus- einspannen desselben nur die Innensechskantführungsform der Hülsenbefestigung. schraube 16 so zu verdrehen, daß sich der Kolben 14 In der Zeichnung ist mit 1 der Haltekörper des 35 in F i g. 2 nach rechts bewegt und auf das hydrostati-Spannfutters bezeichnet. Dieser Körper ist mit einem sehe Medium einen Druck ausübt. Der Druck des Führungszapfen 2 und einem Befestigungsflansch 3 hydrostatisch wirksamen Mediums bewirkt dann eine versehen. Mit diesem Flansch kann der Körper an radial einwärtsgerichtete Verformung der Wandung der nicht gezeigten Spindel einer Werkzeugmaschine der Spannhülse 7, so daß der Schaft 21 des Werkbefestigt werden. Der Haltekörper 1 ist von einer 40 Stückes oder Werkzeuges A an seinem ganzen UmBohrung 4 durchsetzt, die im Bereich ihrer Enden fang über den größten Teil seiner Länge eingespannt mit Innennuten versehen ist, die Dichtungsringe wird.

od. dgl. aus einem gummiartigen Material aufneh- Damit der Druck in dem hydrostatisch wirksamen

men, das vorzugsweise mit Teflon überzogen ist. Medium nicht zu stark ansteigen kann, ist die Innen-

Zwischen den Dichtungsringen 5 und 6 ist der Halte- 45 Sechskantschraube 16 in dem Querkanal nur be-

körperl hinterschnitten, so daß er mit der Spann- grenzt bewegbar.

hülse 7 einen Druckraum 8 bildet, der mit Öl oder Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung einer Fett oder einem ähnlichen, hydrostatisch wirksamen Spannhülse 7 aus Stahl, die beispielsweise eine Wand-Medium gefüllt werden kann, beispielsweise durch stärke von etwa 1,8 mm und eine Bohrung 23 mit den in den Druckraum 8 führenden Kanal 9. 50 einem Durchmesser von etwa 54 mm hat, die AusWenn der Druckraum 8 mit dem hydrostatischen übung eines Druckes von 211 kg/cm² auf das hydro-Medium gefüllt ist, kann der Kanal 9 beispielsweise statisch wirksame Medium nicht zu einer meßbaren mit dem Schraubstöpsel 10 verschlossen werden. Herabsetzung des Durchmessers der Spannhülse zwi-Zum Ausüben eines hydrostatischen Druckes auf das sehen den Dichtungsringen 5 und 6 führt, die in diegenannte Medium ist in dem Haltekörper 1 ein weite- 55 sem Ausführungsbeispiel einen Abstand von etwa rer Kanal 11 ausgebildet, der vom Druckraum 8 zu 67 mm haben. Wenn dagegen kein Werkstück oder dem Querkanal 12 führt. In diesem ist ein Kolben 14 Werkzeug A in der Spannhülse 7 angeordnet ist, wird axial verschiebbar, der mit Dichtungsringen 15 diese in der Mitte zwischen den Dichtungsringen 5 od. dgl. versehen ist. Das Ende des Querkanals 12 ist und 6 über etwa zwei Drittel ihrer Länge auf einen mit einem Innengewinde versehen, in das eine Innen- 60 einheitlichen Durchmesser von etwa 54 mm versechskantschraube 16 eingeschraubt ist, die so ge- formt. Dies geht deutlich aus der Fig. 3 hervor, die dreht werden kann, daß sie in dem axial äußeren zeigt, daß der Durchmesser der Spannhülse 7 bei B Ende des Kolbens 14 angreift, so daß auf das hydro- und C den Wert von etwa 53,99 mm beibehält, und statisch wirksame Medium eine Druckkraft ausgeübt über die ganze Länge D auf etwa 53,89 mm abwird, welche eine Verformung der Spannhülse 7 in 65 nimmt, wenn der Druck des Mediums im Druckder nachstehend ausführlich beschriebenen Weise be- raum 8 211 kg/cm² beträgt.

wirkt. Bei einer Verformung der Spannhülse 7 in der vor-

In der in Fig. 1,2 und3 gezeigten Ausführungs- stehend angegebenen Weise wird die Spannhülse 7,

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auch wenn sich kein Werkstück oder WerkzeugA in In der Ausführungsform nach Fig.7 und8 wird ihr befindet, innerhalb der Dichtungsringes und6 der Druckraum 35 für das Medium von einer langen nicht verformt, so daß kein hydrostatisch wirksames Umfangsnut 36 in der Spannhülse 37 gebildet, Medium an der Stoßstelle zwischen dem Haltekör- ebenso wie in der Ausführungsform nach F i g. 6, per 1 und der Spannhülse 7 entweichen kann. Wenn 5 und hat die Spannhülse 37 am einen Ende ein abgeder Schaft 21, der einen Durchmesser von etwa schrägtes Ende zur Anlage an dem abgeschrägten 54 mm hat, in der Spannhülse 7 eingesetzt ist, wird Bund des Bundringes 18, der in einer Aussenkung 39 der Schaft von der Spannhülse fest, gleichmäßig und in dem benachbarten Ende des Haltekörpers 38 anstabil über die relativ große axiale Länge D einge- geordnet und an diesem angeschraubt ist. An ihrem spannt, selbst wenn der Druck auf das hydrostatisch io anderen Ende 43 ist die Spannhülse 37 radial verwirksame Medium niedriger ist als der in dem vorste- dickt und mit einem Außengewinde versehen, das in hend angegebenen Beispiel angewendete Druck von eine mit einem Gewinde versehene Aussenkung 44 211 kg/cm². des Haltekörpers 38 eingeschraubt ist. In diesen Aus-

Zur Freigabe des Werkstückes oder Werkzeuges A Senkungen 44 und 39 sind die Dichtungsringe 5 und 6 wird die Innensechskantschraube 16 in Fig. 2 nach 15 enthalten, die dicht an der Spannhülse anliegen, links geschraubt, worauf die Spannhülse 7 auf den ur- Diese Verschraubung der Spannhülse mit dem Haltesprünglichen Durchmesser der Bohrung 4 zurückfe- körper ist ein wichtiges Merkmal, weil die Spanndert und sich das hydrostatisch wirksame Medium hülse in den Haltekörper mit einem Schraubenausdehnt und den Kolben 14 nach links bewegt. schlüssel od. dgl. eingeschraubt werden kann, der in

Gemäß F i g. 4 ist die Spannhülse 7' an beiden En- 20 die Ausnehmungen 60 eingesetzt wird, so daß autoden bei 20 innen abgeschrägt, und zwar komplemen- matisch etwaige Toleranzabweichungen zwischen der tär zu den abgeschrägten Bünden 19 der Bundringe Länge der Spannhülse und der Länge der Bohrung 18. die mit dem Bundring 18 in F i g. 1 und 3 iden- 61 ausgeglichen werden. Dadurch wird eine einwandtisch sein können. Die Bundringe 18 bestehen vor- freie Anlage zwischen dem abgeschrägten Ende 20 zugsweise aus hartem, aufgekohltem Stahl oder aus 25 und dem abgeschrägten Bund 19 gewährleistet. Zum einem anderen Metall, das härter ist als die Spann- Festhalten der Spannhülse 37 in jeder gewünschten hülse 7', so daß feste, nicht verformbare Bundringe Einstellung kann eine Klemmschraube 62 vorgesehen 18 vorhanden sind, die beim Einführen und Heraus- sein.

ziehen von Werkstücken keinem Verschleiß und kei- Vorzugsweise ist der verdickte, gewindetragende

ner Verformung unterliegen. 30 Teil 43 mit der Spannhülse 37 einstückig. Der ver-

F i g. 5 und 8 zeigen eine andere Anordnung eines dickte Teil kann aber auch ein eigener Teil sein, wie

Kolbentriebes zur Unterstützung des Füllens des es in der Ausführungsform nach F i g. 9 gezeigt ist.

Spannfutters mit dem hydrostatisch wirksamen Me- Hier hat er eine konische Randfläche 63 zur Anlage

dium. Wenn der Kolben 30 und die Schraube 31 an einem entsprechenden abgeschrägten Ende 20 der

ganz zurückgezogen sind und die Schraube 32 her- 35 Spannhülse. Außerdem kann die Bohrung 61' eine

ausgenommen ist, kann hier das Spannfutter durch Innennut aufweisen und die Spannhülse 37' glatt

den Kanal 9 (s. F i g. 1) gefüllt werden, wobei das sein, so daß zwischen der Bohrung 61' und der

überschüssige Medium, was sich jenseits des Sitzes Spannhülse 37' der Druckraum 35' vorhanden ist.

34 befindet, durch den Füllkanal 9 verdrängt wird, F i g. 7 zeigt, daß der auf dem Haltekörper 38 vor-

wenn die Schraube 32 am Sitz 34 in Anlage gebracht 40 gesehene Bundring 18 nicht mit einer Innenkeilver-

wird. Um den Austritt des Mediums zu ermöglichen, zahnung versehen zu sein braucht, welche mit der

ist der Stöpsel 10 nur lose eingeschraubt. Nach dem Keilverzahnung des Werkzeuges A' zusammenwirkt,

Einfüllen wird der Stöpsel 10 festgezogen, so daß das um dieses drehfest zu halten, wie dies in F i g. 1 ge-

Medium in dem Spannfutter dicht eingeschlossen ist. zeigt ist; er kann auch mit mehreren radial sich er-

Fig. 6 ähnelt der Fig. 1, doch sind hier die Dich- 45 streckenden Keilen 64 wie in der Ausführungsform

tungsringe 5 und 6 in Nuten angeordnet, die auf der nach F i g. 1 im Bereich eines der Enden des Halte-

Außenseite der Spannhülse 40 ausgebildet sind, so körpers versehen sein, die in axiale Keilnuten 65 des

daß ein Hinterschneiden des Körpers 41 nicht erfor- Werkstückes eingreifen.

derlich ist. Ferner wird die Fett- oder Ölkammer 42 Bei den Ausführungen nach F i g. 1 bis 9 bewirkt von einer langen Umfangsnut in der Spannhülse 40 50 der Druck auf das Fett oder das Öl, daß der Durchgebildet. Der Bundring 18 greift mit seinem abge- messer der dünnwandigen Spannhülse verringert schrägten Bund 19 an dem abgeschrägten Ende 20 wird. Es versteht sich aber, daß die Spannhülsen der Spannhülse an und stützt diese daher ab. Die auch so angeordnet werden können, daß sie durch Spannhülse 40 ist durch radiale Verdickungen im den Druck dieses Mediums radial ausgedehnt wer-Bereich der Nuten für die Dichtungsringe versteift. 55 den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 tekörper genaue Toleranzen eingehalten werden Patentansprüche: müssen und bei denen Durchgänge für das hydrostatische Druckmedium vorgesehen sind, was die Her-

1. Als Spanndorn oder Spannfutter ausgebil- stellung kompliziert und kostspielig macht (USA.-Padete hydraulische Spannvorrichtung für Werk- 5 tentschrift 2 797 604). Der aus der USA.-Patentzeuge oder Werkstücke mit einem starren Halte- schrift 2 744 756 bekannte Spanndorn hat den Nachkörper und einer am Haltekörper angeordneten teil, daß sich die Hülse nicht in ihrer ganzen Länge elastischen Spannhülse, die einen zwischen zwischen den Dichtungsringen erstrecken kann, wo-Spannhülse und Haltekörper ausgesparten und bei hinzukommt, daß sich die Vorrichtung nicht gegenüber dem Haltekörper durch Dichtungs- io montieren läßt. Bei den bekannten Vorrichtungen ringe abgedichteten Druckraum umgibt, und mit sind die das Werkstück gegen Verdrehen sichernden einem im Haltekörper vorgesehenen und mit dem Keile Teile der Spannvorrichtungen selbst, so daß Druckraum über Bohrungen verbundenen Druck- eine Anpassung an unterschiedliche Werkstücke mittelzylinder, dessen Kolben mittels einer nicht möglich ist.

Schraube verschiebbar ist, dadurch ge- 15 Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydrostatische

kennzeichnet, daß zur Festlegung der Halterung mit einer leicht montierbaren, kostenspa-

Spannhülse (7; 7'; 37; 40) zumindest an einem ih- renden und den hydrostatischen Druckraum gut ab-

rer Enden (20) ein Bundring (18) mit einem axial dichtenden Spannhülse von hoher Lebensdauer zu

sich erstreckenden abgeschrägten Bund (19) vor- schaffen.

gesehen ist, der das entsprechend abgeschrägte 20 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Fest-Ende (20) der Spannhülse (7; 7'; 37; 40) unter- legung der Spannhülse zumindest an einem ihrer Engreift, den ein Bundring mit einem axial sich erstreckenden

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch abgeschrägten Bund vorgesehen ist, der das entspregekennzeichnet, daß die Spannhülse (T; 37') an chend abgeschrägte Ende der Spannhülse untergreift, beiden Enden (20) im Bereich der Dichtungsringe 25 Hierdurch wird ein die Materialstruktur ver-(5; 6) innen abgeschrägt ist, und zwei Bundringe änderndes und spannungserzeugendes Verschweißen (18) am Haltekörper (1;38) im Bereich der En- nicht erforderlich und die Spannhülse durch einseitig den der Spannhülse (T; 37') befestigt sind. oder beidseitig der Halterung aufgeschraubte Bund-

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, ringe in ihrer Lage gesichert. Es brauchen keine gedadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (37) 30 nauen Toleranzen eingehalten zu werden, was die am einen Ende einstückig mit einem radial ver- Herstellung vereinfacht und verbilligt. Berm Montiedickten, gewindetragenden Teil (43) ausgebildet ren passen sich die Bundringe und die Spannhülse ist, der in eine Aussenkung (44) des Haltekörpers von selbst mit ihren konischen Flächen an. Die Dich-(38) eingeschraubt ist. tungsringe sind so in dem Körper der hydrostatischen

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch 35 Halterung untergebracht, daß sie weder unmittelbar gekennzeichnet, daß der zweite Bundring als noch über die Spannhülse von dem hydrostatischen Ringflansch (17) einstückig mit der Spannhülse Druck des Arbeitsmediums beaufschlagt werden. (7) ausgebildet ist, und der Ringflansch (17) mit Eine Verformung der Spannhülse außerhalb des dem Haltekörper (1) verschraubt ist. Druckraumes an den gegen Verformungen besonders

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch 40 gefährdeten Enden wird durch das Untergreifen des gekennzeichnet, daß die Innenfläche des der Bundringes mit den entsprechend abgeschrägten En-Werkzeug- bzw. Werkstückeinführseite anliegen- den unter die Spannhülse vermieden. Durch diese den Bundringes konisch ausgebildet ist. Ausbildung der hydrostatischen Halterung ist eine

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch nahezu unbegrenzte Lebensdauer der Vorrichtung gekennzeichnet, daß am Haltekörper (1; 38) sich 45 gewährleistet. Es kommt noch hinzu, daß die erfinradial erstreckende Keile (27; 64) angeordnet dungsgemäße Vorrichtung äußerst einfach und komsind, die in Längskeilnuten eines in der Spann- pakt ist sowie ein Minimum an Bohrvorgängen und hülse (7; 7'; 37; 40) ein-oder auf ihr aufgespann- sonstigen Bearbeitungsvorgängen benötigt. Darüber ten Werkstückes oder Werkzeuges (A;A') ein- hinaus weist das hydraulische Spannfutter einfache greifen. 50 Ringverschlüsse auf, wobei diese von gleichem

Durchmesser sind, so daß kein übermäßiger Druck auf die Befestigungsschraube ausgeübt wird, die den

Flansch der Spannhülse und den Bundring sichert.

Von großem Vorteil ist ferner, daß der Durchmesser

Die Erfindung bezieht sich auf eine als Spanndorn 55 der Spannhülse sich nicht verändert, wenn sich im oder Spannfutter ausgebildete hydraulische Spann- Druckraum, unter hohem Druck Flüssigkeit befindet, vorrichtung für Werkzeuge oder Werkstücke mit mit der Folge, daß auf diese Weise Leckagen verhineinem starren Haltekörper und einer am Haltekörper dert werden.

angeordneten elastischen Spannhülse, die einen zwi- In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

sehen Spannhülse und Haltekörper ausgesparten und 60 Spannvorrichtung ist vorgesehen, daß die Spannhülse gegenüber dem Haltekörper durch Dichtungsringe an beiden Enden im Bereich der Dichtungsringe inabgedichteten Druckraum umgibt, und mit einem im nen abgeschrägt ist und zwei Bundringe am Halte-Haltekörper vorgesehenen und mit dem Druckraum körper im Bereich der Enden der Spannhülse befeüber Bohrungen verbundenen Druckmittelzylinder, stigt sind. Ferner kann die Spannhülse am einen dessen Kolben mittels einer Schraube verschiebbar 65 Ende einstückig mit einem radial verdickten, gewinist. detragenden Teil ausgebildet sein, der in eine Aus-

Es sind bereits Spanndorne bekannt, bei denen Senkung des Haltekörpers eingeschraubt ist. Weiterwegen der Verschweißung von Spannhülse und Hai- hin ist vorgesehen, daß der zweite Bundring als Ring-