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"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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zum weiteren Zusammenhalt der einzelnen Segmente 19a sind die Schlitze
25 mit elastischen Einlagen 27 ausgefüllt, die entweder als z. B.
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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.
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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.
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Schlitzeinlagen 275 elastische Ringe 28 und Stirnflächenring 31 können
auch eingegossene Massen, z. B. eine einheitliche zusammenhängende elastische Masse,
bilden.
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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.
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bzw.
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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.
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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.
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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.