DE2103411A1 - Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen

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DE2103411A1
DE2103411A1 DE19712103411 DE2103411A DE2103411A1 DE 2103411 A1 DE2103411 A1 DE 2103411A1 DE 19712103411 DE19712103411 DE 19712103411 DE 2103411 A DE2103411 A DE 2103411A DE 2103411 A1 DE2103411 A1 DE 2103411A1
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DE
Germany
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sleeve
clamping device
clamping
slots
mandrel
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Pending
Application number
DE19712103411
Other languages
English (en)
Inventor
Albert 7253 Renningen Klopfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLOPFER ALBERT GmbH
Original Assignee
KLOPFER ALBERT GmbH
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/40Expansion mandrels
    • B23B31/404Gripping the work or tool by jaws moving radially controlled by conical surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • "Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen" Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit geschlitzter, auf einen keilförmig sich verbreiternden Dorn aufschiebbarer Spannhülse. Dorn und Spannhülse sind hierbei mit konischen Flächen jeweils kreisförmigen Querschnittes ineinandergesteckt. Das bedingt jedoch, daß jeweils nur ein bestimmter Querschnitt der Spannhülse zu einem bestimmten Querschnitt des Dornes paßt, daß jedoch beim Aufschieben der Hülse auf den Dorn ein genaues Passen nicht mehr vorhanden ist, sobald Xbei einer relativen axialen Verschiebung von Dorn und Hülse - gegebenenfalls schon im Ausmaß von Herstellungstoleranzen beider Teile -die einander zugeordneten Querschnitte außer Flucht kommen. Es ergibt sich dann, daß die Hülse, von gewissen Verformungen abgesehen, nur noch linienförmig auf dem Dorn aufliegt, was zu Bearbeitun #sungenauigkeiten bei der Bearbeitung aufgespannter Werkstücke führen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, diesen Nachteil zu beheben und eine Spannvorrichtung mit geschlitzter Hülse zu erhalten, bei der unabhängig von der relativen Längsverschiebung von Dorn und Hülse zueinander beide Teile stets mit voller Fläche in Berührung miteinander stehen. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß Spannhülse und Spanndorn mittels vieleckiger Querschnittsfläche ineinanderliegen.
  • Wird eine derart ausgebildete geschlitzte Hülse auf einen entsprechenden Dorn aufgeschoben, liegen die zwischen den Schlitzen gebildeten Leitflächen stets satt aufeinander, da in jedem Querschnitt von Hülse bzw. Dorn der gleiche Winkel zwischen den Seitenflächen besteht, beispielsweise bei einer für die Fabrikation vorteilhaften Sechseckform der Berührungsflächen ein gleichbleibender Winkel von 1200.
  • Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Schlitze derjenigen der Querschmttsseiten. Be sonders vorteilhaft ist es, wenn die radialen Schlitze jeweils von den Mitten der Querschnittsseiten ausgehen, da hierdurch eine besonders sichere und genaue Führung von Spannhülse und Spanndorn mit Bezug aufeinander erhalten bleibt.
  • Die die Spannhülse in einzelne Segmente unterteilenden Schlitze können sich über die ganze Länge der Hülse axial durchgehend erstrecken, oder auch nur über einen Teil der Länge durchgeführt sein, so daß die Segmente an ihrem einen Ende ihren Zusammenhang beibehalten.
  • Um insbesondere im erstgenannten Fall, den nötigen Zusammenhalt der einzelnen durch die Schlitze gebildeten Segmente der Spannhülse zu erzielen, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Schlitze durch eine elastische Masse wie Gummi ausgefüllt. Die elastische Masse kann gegebenenfalls mit den metallischen Segmenten der Spannhülse durch Vulkanisation verbunden sein. Sie kann auch als Einlagen zwischen die Segmente eingesetzt sein. Zur Halterung der elastischen Masse in den z. B. axial durchgehenden Schlitzen können sie durch einen oder mehrere sie umschließende und/oder durch einen an der Stirnfläche eingesetzten Haltering gesichert sein.
  • Auch ein solcher Haltering kann aus einer elastischen Masse bestehen, und z. B. als ein in Ringnuten der Außenfläche bzw. der Stirnfläche eingelegter Ring, z.B. aus Gummi, ausgebildet sein.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen. Hierbei zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung im Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Ansicht der Spannvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 eine Erläuterungsskizze zu bisherigen Ausführungen mit kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Berührungsflächen von Spanndorn und Spannhülse und Fig. 5 eine entsprechende Erläuterungsskizze für eine erfindungsgemäß Ausführung.
  • Im gehäuseförmigen Spannkörper 10, mit dem der Spanndorn 11 fest, z. B. einstückig, verbunden und der mit einem Flansch 12 zum Kuppeln mit einer Antriebsscheibe versehen ist, ist innerhalb eines Zylinderraumes 13 ein Betätigungskolben 14 verschiebbar gelagert, der in geeigneter Weise, z. B. hydraulisch oder pneumatisch, betätigt werden kann. Der Kolben ist über Spannbolzen 15 sowie mittels einzelner Abstandshülsen 16 und zweier Mitnehmerscheiben 17 und 18 mit der Spannhülse 19 derart verbunden, daß bei axialer Verschiebung des Kolbens 14 im Zylinderraum 13 auch die Spannhülse 19 axial verschoben wird, bzw. eine am Kolben 14 ausgeübte axiale Kraft in gleicher Richtung auch an der Spannhülse 19 wirkt.
  • Die Mitnehmerscheiben 17 und 18 sowie ein Teil der Spannhülse 19 wird durch eine Kappe 20 umschlossen, die durch Schrauben 21 am Gehäusekörper 10 de@ Spannvorrich#un#' ~#ngeflanscht ist und mittels einer Dichtung 22 die äußere zylindrische Fläche der Spann@@@se 19 abdichtet.
  • Der Spanndorn 11 weist, wie Fig. 2 zeigt, einen vieleckigen, im Ausführungsbeispiel sechseckigen Querschnitt auf, wobei die sechs Außenflächen 23 dazu dienen, die Spannhülse 19 mit entsprechend ausgebildeten Innenquerschnittsflächen 24 der Hülse aufzunehmen. Die Spannhülse 19 ist durch Schlitze 25 unterteilt, deren Anzahl derjenigen der Außenflächen 23 des Spanndornes 11 bzw. der Innenflächen 24 der Hülse 19 entspricht und die von den Mitten dieser Flächen, d.h. von den Mitten der sechs Seiten des Querschnittrechteckes, in radialer Richtung ausgehen, derart, daß die infolge der Unterteilung der Spannhülse durch die Schlitze 25 gebildeten Segmente 19a der Spannhülse jeweils winkelförmig, z.B. in einer Kehle 26, zusammenstoßende Teile der Innenflächen 24 aufweisen.
  • Zum weiteren Zusammenhalt der einzelnen Segmente 19a sind die Schlitze 25 mit elastischen Einlagen 27 ausgefüllt, die entweder als z. B.
  • Streifen in die Schlitze 25 lose eingesetzt bzw. eingeklemmt oder/durch Vulkanisation mit den Segmenten 19a verbunden sind. Des weiteren sind in Nuten der innhülse 19 bzw. in Nuten der Hülsensegmente 19a Ringe 28 aus Gummi od. dgl. eingesetzt, welche sich um die Segmente 19a und die elastischen Schlitzeinlagen 27 herumlegen und diese miteinander zu einer Einheit mit der für das Spannen erforderlichen elastischen Verformbarkeit verspannen. Auch können zusätzlich metallene Ringe 29 nach Art von Kolbenringen od. dgl. zur Herstellung der erforderlichen Spanneinheit die Spannhülse umschließen.
  • Als weitere Sicherung für das in die Schlitze 25 eingelegte elastische Material 27 kann in eine Ringnut 30 in der Stfrnfläche der Hülse 19 ein weiterer elastischer Ring 31, insbesondere Gummiring, eingesetzt sein.
  • Schlitzeinlagen 275 elastische Ringe 28 und Stirnflächenring 31 können auch eingegossene Massen, z. B. eine einheitliche zusammenhängende elastische Masse, bilden.
  • Fig. 4 und 5 zeigen das unterschiedliche Verhalten einer bisherigen Spannvorrichtung konischer Ausführung des Dornes mit kreisförmigem Querschnitt und einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit vieleckigem Querschnitt der Eingriffsflächen von Dorn und Hülse im Vergleich zueinander. Die strichpunktierten Linien bedeuten hierbei die Ausgangslage eines Querschnittes von Dorn und Hülse und die ausgezogenen Linien eine Lage des gleichen Hülsenquerschnittes nach relativer axialer Verschiebung auf einen größeren Querschnitt des Spanndornes.
  • bzw.
  • In Fig. 4 ist der Ausgangsquerschnitt des Spanndornes 111/der Außenfläche, die dem Innenquerschnitt 124 des Hülsensegmentes 119a zugeordnet ist, d. h. einen gleichen Krümmungsradius R wie dieses aufweist, mit 123 bezeichnet. Durch relative axiale Verschiebung der Spannhülse 119 auf dem Spanndorn 111 werden deren Hülsensegmente 119a gespreizt, so daß diese aus der strichpunktierten Lage 119a in die voll ausgezogene Lage 11 9a gelangen. Da jedoch die Hülsensegmente 119 in sich praktisch starr sind und sich der Krümmungsradius der Segment-lnnenfläche nicht ändert, während sich der Krümiuungsradius des Dornes auf R1 vergrößert hat, passen die Innenflächen 124 des Hülsensegmentes infolge der Differenz der Krümmungsradien nicht mehr mit den Außenflächen 123 des Dornes zusammen, so daß eine axial linienförmige Berührung an den Kanten A und B eines Hülsensegmentes 119a entsteht.
  • Bei der Ausführung nach der Erfindung (Fig. 5) nehmen dagegen bei Verschiebung der Segmente 19a auf einen größeren Querschnitt des Dornes 11 die Flächen 23 und 24 stets die gleiche Richtung ein, indem sich die Flächen von 23 1nach 23 parallel zu sich selbst verschieben. Es bleibt daher stets ein gleicher Winkel« zwischen den einzelnen Flächen 23 und 23 des Dornes 11 bzw. zwischen den Innenflächen 24 der Segmente 19a erhalten, so daß stets eine satte Flächenberührung zwischen der Hülse 19 und dem Dorn 11 sichergestellt ist.
  • Gegebenenfalls können die Schlitze 25 statt in der Mitte der Flächen 23 bzw. 24 auch derart angeordnet sein, daß sie von den zusammenstoßenden Kanten der Flächen 24 ausgehen, jedes Hülsensegment also eine durchgehende, nicht abgeknickte Innenfläche 24 aufweist. Auch in diesem Falle spreizen sich die Hülsensegmente derart, daß Dorn und Hülse ebenfalls mit vollen Flächen aufeinanderliegen. Doch hat die vorherbeschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform mit abgewinkelten Innenflächen 24 der einzelnen Hülsensegmente den Vorteil einer besseren Führung der einzelnen Segmente auf dem Spanndorn sowie auch eines besseren Zusammenhaltes der Segmente untereinander.

Claims (10)

  1. Ansprüche:
    ( ;) Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit geschlitzter, auf einen keilförmig sich verbreiternden Dorn aufschiebbarer Spannhülse, dadurch gekennzeichnet, daß Spannhülse (19) und Spanndorn (11), insbesondere zur Erzielung flächenhafter Berührung von Hülse und Dorn in allen Eingriffslagen,mittels vieleckiger Querschnittsfläche ineinanderli egen.
  2. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schlitze (25) derjenigen der Querschnittsseiten (23, 24) entspricht.
  3. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Schlitze (25) jeweils von den Mitten der Querschnittsseiten (23, 24) ausgehen.
  4. 4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche, mit der Spannhülse und Spanndorn ineinanderliegen, Sechseckform hat.
  5. 5. Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit geschlitzter Spannhülse, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (25) durch elastische Einlagen (27), z.B.
    eine elastische Masse wie Gummi od. dgl. ausgefüllt sind.
  6. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einlagen (27) zwischen den Hülsensegmenten (19a) durch sie umschließende Ringe, insbesondere elastische Ringe (28) in den Schlitzen (25) zwischen den Segmenten (19a) zusammengehalten werden.
  7. 7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einlagen (27) in den mindestens bis zu einer Stirnfläche der Spannhülse (19) axial durchgehenden radialen Schlitzen (25) durch einen an der Stirnfläche eingesetzten Haltering (31) gesichert sind
  8. 8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (31) als ein in eine Ringnut in der Stirnfläche eingelegter Ring aus elastischem Material, z.B. Gummi, ausgebildet ist.
  9. 9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die insbesondere axial durchgehenden Schlitze (25) unterteilten einzelnen Hülsensegmente (1 9a)#durch die die Schlitze (25) ausfüllenden Einlagen (27)~aus elastischem Material, z.B. durch Vulkanisation, zusammengehalten werden.
  10. 10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hülsensegmente (19a) der Spannhülse (19) durch in Nuten der Segmente eingesetzte Ringe (29) nach Art von Kolbenringen od. dgl. radial verspannt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628592A (en) * 1995-08-31 1997-05-13 Cooper Industries, Inc. Two-piece concentric collet

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5628592A (en) * 1995-08-31 1997-05-13 Cooper Industries, Inc. Two-piece concentric collet

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