DE2102955A1

DE2102955A1 - Schnellspannvorrichtung

Info

Publication number: DE2102955A1
Application number: DE19712102955
Authority: DE
Inventors: Bernhard 5904 Eiserfeld. P Plath
Original assignee: Amsted-Siemag Kette Gmbh, 5240 Betzdorf
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1972-11-30
Also published as: GB1310072A; PL71029B1; BR7200370D0; US3726163A; SU473340A3; JPS522505B1; FR2122388B1; FR2122388A1

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König

¹^ DfpWng. Bergen ^α

Patentanwälte ■ 4dod Düsseldorf · Cecilienallee 7S · Telefon 43S732

Unsere Akte: 26 391 21. Januar 1971

Ill/Pf/J

Firma Amsted-Siemag Kette G.m.b.H., 5240 Betzdorf/Sieg

Kölnerstraße

"Schnellspannvorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspannvorrichtung vorzugsweise zum Festspannen von Werkzeugen oder Werkstücken und Vorrichtungen an Werkzeugmaschinen, mit in einem Gehäuse zentrisch und axial beweglich gelagerten, den Spanndruck auf das zu spannende Teil übertragenden Druckbolzen, der gelenkig mit dem einen Ende eines Druckhebels verbunden ist, der mit seinem anderen Ende in einer Ausnehmung eines mit seiner Drehachse zur Achse des Druckbolzens exzentrisch im Gehäuse drehbar, aber axial unbeweglich gelagerten Mitnehmers gelenkig gelagert ist.

Bei einer bekannten Schnellspannvorrichtung, wie sie beispielsweise durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 477 670 bekannt geworden ist, kann der Mitnehmer mittels eines Schlüssels um seine Achse verdreht werden. Infolge der exzentrischen Lagerung des Mitnehmers im Gehäuse wird beim Verdrehen des Mitnehmers der normalerweise schräg stehende Druckhebel bogenförmig in seine Geradstellung verschwenkt. Die durch das Einschwenken des Druckhebels in die Geradstellung bewirkte Längenänderung und die damit verbundene Druckzunahme wird über den Druckbolzen in das festzuspannende Teil übertragen. Eine derartige Schnellspannvorrichtung ist einfach und sicher und bedingt nur

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einen geringen Kraftaufwand. Durch die kreisförmige Bewegung des Druckhebels können bei geringstem Kraftaufwand sehr hohe Spanndrücke erzielt werden» Bei einer solchen Schnellspannvorrichtung werden außerdem die bei normalen Schrauben am unteren Ende durch die hohe Reibung infolge des Druckes und der gleichzeitigen Drehung auftretende Verschleißerscheinung und Rißbildung vermieden,, Obgleich die insgesamt für hohe Spanndrücke aufzubringende Kraft vergleichsweise gering ist, hat sich dennoch gezeigt, daß insbesondere die einleitende Drehbewegung des Mitnehmers zur Erzeugung des hohen Spanndruckes noch zu schwergängig ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach darin, eine Schnellspannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diesen Nachteil nicht mehr aufweist, vielmehr von vornherein ein weiches und gleichmäßiges Erhöhen des Spanndruckes ermöglicht. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Druckhebel direkt oder indirekt federnd abgestützt ist. Die Federung ist dabei so ausgelegt, daß die jeweils erforderliche Spannkraft ohne nennenswerten Kraftaufwand durch den Druckhebiel und über den Druckbolzen auf das zu spannende Teil übertragen werden kann. Dabei ist die Federung weiterhin derart ausgebildet, daß in der letzten Phase der Spannung wieder die beabsichtigte starre und somit schwingungsfreie Spannung eintritt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung dienen zum federnden Abstützen des Druckhebels Tellerfedern_e In einer Ausbildung der Schnellspannvorrichtung mit einer Spannschraube besteht der Druckhebel vorzugsweise aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen, zwischen denen die Tellerfedern angeordnet sind.

Ist die Schnellspannvorrichtung mit einer Spannmutter ver-

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4

sehen, so ist der Druckbolzen zweckmäßigerweise in mehreren relativ zueinander verschiebbaren Teilen gelagert, zwischen denen die Tellerfedern angeordnet sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben«, Es zeigen:

einen senkrechten Schnitt durch eine als Spannschraube ausgebildete Schnellspannvorrichtung,

eine abgewandelte Ausführungsfοrm der Schnellspannvorrichtung gemäß Fig. 1,

eine als Spannmutter dienende Schnellspannvorrichtung in einem senkrechten Längsschnitt und

ein erfindungsgemäßes Spannelement mit Spannbacken.

Die in Fig. 1 dargestellte Schnellspannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 6, in das von unten ein Gewindeschaft 7 eingeschraubt ist, der im eingebauten Zustand durch einen Spannstift 8 gegen Drehung gesichert ist. Im Gewindeschaft 7 ist axial verschiebbar ein Druckbolzen 9 angeordnet, der an seinem aus dem Gewindeschaft 7 herausragenden unteren Ende einen Stützfuß 11 trägt und an seinem inneren Ende einen verdickt ausgebildeten Flansch 12 aufweist, zwischen dem und einer Auflagefläche des Gewindeschaftes 7 sich eine kleine Tellerfeder 13 befindet, die verhältnismäßig weich ist und den Druckbolzen 9 im entlasteten Zustand nach oben zu drücken versucht. Die Achse 10 des Druckbolzens 9 verläuft zentrisch zum Gehäuse 6. Symmetrisch zu der Achse 10 des Druckbolzens 9 befindet sich im Druckbolzenflansch 12 eine kalottenartige Ausnehmung 14 zur Aufnahme des einen Endes eines im entspannten Zustand der Schnellspannvorrichtung schräg im Gehäuse stehenden Druckhebels

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Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Druckhebel aus zwei Teilen 16 und 17. Der untere Teil 16 besitzt ein der Ausnehmung 14 angepaßtes kugeliges Endstück 18 sowie auf seiner gegenüberliegenden Seite einen zylindrischen Vorsprung 19» der in eine entsprechende Sackbohrung 21 des oberen Druckhebelteils 17 hineinragt und darin teleskopartig gelagert ist. Auf den einander zugewandten Innenseiten der Druckhebelteile 16, 17 befinden sich Lagerscheiben 22, 23, zwischen denen paketweise Tellerfedern 24 angeordnet sind.

Der obere Druckhebelteil 17 besitzt ebenso wie der untere Druckhebelteil 16 ein kugelförmiges Endstück 25, das in einer entsprechenden Ausnehmung 26 eines im Gehäuse 6 drehbar gelagerten Mitnehmers 27 gelenkig gelagert ist. Die Drehachse 28 des Mitnehmers 27 ist gegenüber der Achse 10 des Druckbolzens 9 um das Maß Y exzentrisch versetzt. Die Lagerachse 29 des kugelförmigen Endstücks 25 des oberen Druckhebelteils -17 ist gegenüber der Drehachse 28 des Mitnehmers 27 um das Maß X versetzt. Der unter Zwischenschaltung eines Axiallagers 31 im Gehäuse 6 drehbar gelagerte Mitnehmer 27 besitzt an seinem aus dem Gehäuse 6 herausragenden oberen Ende einen Innensechskant 32 zum Einsetzen eines entsprechenden Schlüssels, mit Hilfe dessen der Mitnehmer 27 um 180° verdreht werden kann. Die Drehbewegung des Mitnehmers 27 wird durch einen radial in das Gehäuse 6 eingesetzten Anschlag 33 begrenzt, der zu diesem Zweck mit seinem inneren Ende in eine Teilumfangsnut des Mitnehmers 27 hineinragt. Im übrigen besitzt das Gehäuse 6 noch eine Einstecköffnung 34 zum Einsetzen eines Werkzeuges zur Grobeinstellung.

Die in Fig. 1 als Spannschraube ausgebildete Schnellspannvorrichtung wird in der folgenden Weise gehandhabt:

Die Schnellspannvorrichtung wird zunächst mit ihrem Ge-

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■wlndeschaft 7 von Hand oder mittels eines in die Einstecköffnung 34 eingesetzten Werkzeuges beispielsweise in den Support einer Drehmaschine eingeschraubt, bis der Stützfuß 11 des Druckbolzens 9 auf dem zu spannenden Werkstück bzw« dem Werkzeug (Drehstahl) aufsitzt. Dabei wird die geringe Federkraft der kleinen Tellerfeder 13 überwunden. Die erforderliche hohe Druckspannung zum Festspannen des Werkzeugs wird dann durch Einsetzen eines Schlüssels in den Innensechskant 32 und Verdrehen des Mitnehmers 27 erreicht, da dabei der Druckhebel 15 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Schräglage um das Maß χ + y in die Gerade kreisbogenförmig verschwenkt wird, wobei die dabei entstehende relative Längen- und Druckzunahme durch den Druckhebel 15 über die Tellerfedern 24, den Druckbolzen 9 und den Stützfuß 11 auf das Werkzeug übertragen werden. Die zwischen den beiden Druckhebelteilen 16, 17 befindlichen Tellerfedern 24 ermöglichen zunächst ein weiches Betätigen und Erhöhen des Spanndrucks, das aber in der Endphase der Spannung wieder aufgehoben ist, da dann die erforderliche starre und somit schwingungsfreie Spannung erreicht wird.

Die in Fig. 2 wiedergegebene Schnellspannvorrichtung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung, so daß für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Der wesentlichste Unterschied besteht darin, daß der Gewindeschaft 7 und der Druckbolzen 9 etwas anders ausgebildet und angeordnet, insbesondere erheblich kürzer sind. In diesem Fall ist das Gehäuse 6 selbst mit Außengewinde 35 versehen, über das das Gehäuse 6 direkt beispielsweise in den Support einer Drehmaschine eingespannt werden kann₀ Ansonsten bleibt die Wirkungsweise der Spannvorrichtung die gleiche wie bei der in Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung.

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BAD OfilGWAL

von den vorbeschriebenen insofern ab, als diese Vorrichtung anstatt als Spannschraube als Spannmutter ausgebildet isto In diesem Fall besteht der Druckbolzen aus einem oberen Bolzenteil 36 und einem unteren Bolzenteil . 37» zwischen denen die Tellerfedern 24 angeordnet sind. Der untere Druckbolzenteil 37 trägt an seinem unteren Ende eine Druckplatte 38, die an ihrer Außenseite im Gehäuse 6 und an ihrer Innenseite in einem gleichfalls zur Führung des unteren Druckbolzenteils 37 dienenden Fiihrungsteil 39 gelagert ist. Dieser in das Gehäuse 6 eingeschraubte Führungsteil 39 wird durch einen Spannstift 41 an einer Drehung gehindert.

In eine mittlere Gewindebohrung 42 des Führungsteils kann ein nicht dargestellter Abstandsbolzen eingeschraubt werden, der beispielsweise seitlich eines festzuspannenden Drehstahls durch die Spannplatte eines Supports einer Drehmaschine hindurchgesteckt werden kann. Zum Festspannen dieses Drehstahls wird ähnlich wie bei den vorangegangenen Beispielen durch Verdrehen des Mitnehmers 27 und durch die kreisförmige Schwenkbewegung des Druckhebels 15 die erforderliche Spannkraft über die Druckbolzenteile 36, 37 und die Druckplatte 38 auf die nicht dargestellte Spannplatte des Werkzeugmaschinensupports übertragen.

Einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau besitzt auch die Spannvorrichtung gemäß Fig. 4, die dazu benutzt wird, mit Hilfe von Spannbacken 43 ein Werkstück 44 festzuspannen, Dabei ist der Mitnehmer 27 in einem besonderen Führurigsflansch 45 und einer Lagerbüchse 46 drehbar gelagert. Der zur Lagerung des Druckhebels 15 dienende Druckbolzen besteht aus einem oberen Teil 36 und einem unteren Teil 37« Zusätzlich ist noch eine Spindel 47 vorgesehen, zwischen der und dem unteren Druckten 36 die Tellerfeiern 24 angeordnet sind. Am unteren End υ :lor

BAD ORlGiNAL

Druckspindel ist eine Lagerplatte 48 angeordnet, gegenüber der die Spindel 47 durch eine Feder 49 abgefedert ist*

Die Wirkungsweise dieser Schnellspannvorrichtung wird des besseren Verständnisses wegen im folgenden des näheren erläutert:

Um das Werkstückgewicht beispielsweise in der Planscheibe einer Drehmaschine sicher aufnehmen zu können, wird zunächst über den Führungsflansch 45 die Spindel 47 verdreht, und zwar mit Hilfe eines am oberen, als Sechskant ausgebildeten Ende des Führungsflansches 45 aufzusetzenden Schlüssels. Dadurch werden die Spannklauen 43 gegen das Werkstück 44 gefahren und fest vorgespannt. Um nun den gewünschten hohen Spanndruck zu erzeugen, wird der Innensechskant 32 mit Hilfe eines Schlüssels verdreht, und damit auch der Mitnehmer 27, wodurch der Druckhebel 15 aus seiner Schräglage in eine Geradstellung bewegt wird und zugleich die Tellerfedern 24 zusammengedrückt werden. Der so erzeugte Spanndruck wird bei völliger Ruhestellung der Spindel 47 und der Spannklaue 43 in das Werkstück 44 eingeleitet.

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Claims

Firma Amsted-Siemag Kette G_em_ob_eH., 5240 Betzdorf/Sieg

Kölnerstraße

Patentansprüche:

r\y/ Schnellspannvorrichtung, insbesondere zum Festspannen von Werkzeugen oder Werkstücken und Vorrichtung an Werkzeugmaschinen, mit in einem Gehäuse zentrisch und axial beweglich gelagerten, den Spanndruck auf das zu spannende Teil übertragenden Druckbolzen, der gelenkig mit dem einen Ende eines Druckhebels verbunden ist, der mit seinem anderen Ende in einer Ausnehmung eines mit seiner Drehachse zur Achse des Druckbolzens exzentrisch im Gehäuse drehbar, aber axial unbeweglich gelagerten Mitnehmers gelenkig gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckhebel (15) direkt oder indirekt federnd abgestützt ist.

2. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum federnden Abstützen des Druckhebels (15) Tellerfedern (24) dienen.

3ο Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckhebel (15) aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen (16, 17) besteht und die Tellerfedern (24) zwischen den beiden Hebelteilen (16, 17) angeordnet sind.

Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen in mehreren relativ zueinander verschieb-

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"baren Teilen (36, 37) gelagert ist und die Tellerfedern (24) zwischen den Bolzenteilen (36, 37) angeordnet sind.

5. Schnellspannvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Tellerfedern (24) paketweise zusammengefaßt sind.

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