-
Spannvorrichtung für stehende oder sich um ihre Längsachse drehende,
stabförmige Werkzeuge bzw. Werkstücke Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung
für stehende oder sich um ihre Längsachse drehende, vorzugsweise stabförmige Werkzeuge
bzw. Werkstücke, die durch an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt angreifende Klemmbacken
festgespannt werden, wobei die Klemabacken zur Veränderung ihres radialen Spanndurchmessers
an
einer koaxial zur Langsmittelachse liegenden kegeligen Innenfläche geführt sind
und Mittel zur gegenseitigen Abstützung und, Riickftihrung in ihre Ausgangsstellung
aufweisen.
-
Dabei geht die Erfindung von Spannvorrichtungen nach hrt der an sich
bekannten Bohrfutter aus, mit deren Hilfe stabförmige Werkzeuge oder Werkstücke
für Bearbeitungszwecke zentriert festgespannt werden sollen. Bei diesen bekannten
Vorrichtungen hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß die i?tihrung der Spannbacken
an der kegeligen Innenfläche und ihre gegenseitige Abstützung mittels zwischen den
einzelnen Spannbacken angeordneter Druckfedern erfolgt. Ebenso wird die R~uckführung
der Spannbacken in ihre Ausgangsstellz3ng mittels Druckfedern bewirkt. Zum einen
benötigen die Federn einen erheblichen Platzbedarf, was eine kleine Bauweise der
Spannvorrichtung verhindert, zum anderen sind diese Federn anfällig gegen Bruch,
so daß eine einwandfreie Funktion der Spannvorrichtung in Frage gestellt wird. Dies
insbesondere in dem Fall, wenn Späne oder Schautz ins Innere der Spannvorrichtung
eindringen, was infolge der Anordnung der Spannbacken vor allem beim Spannen von
großen Durchmessern nicht vermieden werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dine Spannvorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen,
die bei möglichst geringen Äbiziessungen
und ohne daß Schmutz und Bearbeitungsspäne in ihr Inneres eindringen, drehrichtungsunabhängig
arbeitet.
-
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in einem A£nshmekörper
ausgehend von dessen Stirnfläche konvergierend zur Längsmittelachse verlaufende
P~uhrungskanäle vorgesehen sind, die jeweils mittels eines radialen Schlitzes mit
einer Mittelbohrung in werbindung stehen, daß in den Kanälen im Querschnitt D-förmige
Spannstücke geführt sind, die mit ihren Klemmbacken durch die Schlitze bis in die
Mittelbohrung ragen, und dabei Öffnungen einer in der Mittelbohrung axial verschiebbaren
Hülse durchdringen, die mit einem Bund mit einem sich auf dem Aufnahmekörper abstützenden
und axial bewegbaren Spannkopf betriebsmäßig verbunden ist.
-
Infolge der axialen Bewegung des Spannkopfes und damit der Hülse
im Aufnahmekörper werden die Spannstücke ebenfalls in beiden Richtungen zwangsläufig
axial verschoben und dabei ihr radialer Spanndurchmesser verändert. Federnde Rückführelemente
sind nicht mehr erforderlich. Aach eine Abstützung der Spannstücke gegeneinander
ist nicht mehr erforderlich, weil sie einzeln in den Schlitzen des A~fnahmekörpers
geführt sind. Dies ermöglicht den Aufbau einer kleinen und doch stabilen Spannvorrichtung
mit zuverlässiger Funktion.
-
Da die Schlitze von den Spannstücken vollständig ausgefüllt werden,
können auch kein Schmutz oder Späne ins Innere der Spannvorrichtung gelangen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Spannvorrichtung
auch so ausgebildet werden, daß zur Bohrung der T-förmigen Spannstücke im Aufnahmekörper
eine zur Längsmittelachse sich konisch verjüngende Nut ausgebildet ist, die mittels
gleichmäßig um die Iängsmittelachse verteilter radialer Schlitze mit der Mittelbohrung
in Verbindung steht. Bei einer derartigen ausbildung der Spannvorrichtung hat diese
Vorteile bei ihrer Herstellung, weil zur Bildung von B~uhrungskanälen bzw0 der Nut
in einfacher Weise ein Sinsatzstück vorgesehen werden kann, das die Schlitze für
die Spannstücke und die Mittelbohrung für die Hülse aufweist.
-
Bine besonders günstige Übertragung der Spann kräfte vom Spannkopf
auf die Spannstücke ergibt sich, wenn ein Spannvorgang die Stirnflächen der Spannsticke
sich einerseits an einer am Spannkopf ausgebildeten Innenfläche abstützen und andererseits
ein Öffnen der Kiemmbacken jeweils an einer Fläche der Öffnungen in der P'ührungshülse
anliegen. Dabei sind die Öffnungen in der iüilrungshülse dem Querschnitt der sie
durchragenden Klemmbacken angepaßt.
-
Um dem Eindringen von Schmutz und Spänen in die Vorrichtung zusätzlich
entgegenzuwirken, ist es zweckmäßig, die Länge der Führungshülsen für die, Spannstücke
so zu bemessen, daß in Offenstellung der Klemmbacken das innere Ende der Hülse noch
über den Bereich der ft[#'ungskanäle bzw. Nut hinaus in den zylindrischen Bereich
der Mittelbohrung ragt.
-
Im einzelnen kann die Ausbildung und Anordnung der Spannvorrichtung
so getroffen sein, daß am hinteren Ende der Mittelbohrung ein Gewinde zur Aufnahme
eines axial verstellbaren Anschlages für die Werkzeuge bzw. XYerkstücke vorgesehen
ist. Dieser Anschlag kann in einfacher Weise als eine Schraube ausgebildet sein,
die in einem Innengewinde am Aufnahmekörper sitzt. Ist im, Aufnahmekörper ein Einsatzstück
zur Bildung der Führungskanäle bzw. der Nut vorgesehen, so kann das Innengewinde
für den verstellbaren Anschlag auch am hinteren Ende dieses Einsatzstückes ausgebildet
sein.
-
Ein solcher Anschlag ermöglicht in einfacher Weise ein schnelles
Einstellen der Werkzeuge bzw. Werkstücke, so daß eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit
gewährleistet ist.
-
Es ist jedoch auch möglich, den verstellbaren
Anschlag
zu entfernen, so daß in der Spannvorrichtung eine freie Durchgangsöffnung gebildet
wird, was das Verarbeiten von Stangenmaterial erlaubt. kit Hilfe eines automatisch
gesteuerten Vorschubes für den Werkstoff von einer selbsttätigen Öffnunp#s und Schließeinrichtung
für die Spannvorrichtung kann ein vollautomatischer Betrieb durchgeführt werden.
-
In zweckmäßiger Weise kann je nach der Ausbildung der Werkzeugmaschine
zur Aufnahme der Spannvorrichtung in dieser Maschine am hinteren Enae des ,infnahmekörpers
ein zylindrischer oder konischer Teil vorgesehen sein.
-
Wie die Spannvorrichtung im einzelnen ausgebildet ist, wird anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine neue Spannvorrichtung mit geschlossenen Spannstücken im Schnitt, Fig.
2 die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 mit geöffneten Spannstücken im Halbschnitt,
Fig. 3 den jYufnahmekörper der Spannvorlichtung gemäß Fig. 1 in Frontansicht, Fig.
4 eine weitere Ausführungsform des Aufnahmekörpers der Spannvorrichtung gemäß Pig.
1 in Frontansicht, Fig. 5 die im Aufnahmekörper axial verschiebbare
Führungshülse
im, Schnitt, Fig. 6 ein in den aufnahmekörper eingesetztes Einsatzstück zur Bildung
der Führungskanäle bzw. Nuten im Schnitt, Fig. 7 ein Klemmstück der Spannvorrichtung
gemäß Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 8 das Spannstück gemäß Fig. 7 in Frontansicht.
-
I-iie in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, besteht die Spannvorrichtung
aus einem Aufnahmekörper 11, der ausgehend von seiner einen Stirnfläche eine sich
nach innen verjüngende Kegelfläche 12 aufweist. Im Aufnahmekörper 11 ist zentrisch
ein Einsatzstück 13 eingepreßt, das zur Bildung einer umlaufenden Fhhrungsnut 14
(siehe Fig. 4) einen der Kegelfläche 12 angepaßten kegeligen Teil 15 besitzt.
-
Der Teil 15 ist mit gleichmäßig um die längsachse 16 verteilten radialen
Shhlitzen 17 versehen, die mit einer ilittelbohrung 18 in Verbindung stehen. Am
anderen Ende des Einsatzes 13 ist ein Innengewinde 19 zur Aufnahme einer axial verstellbaren
Anschlagschraube 20 angeordnet. In die Schlitze 17 sind im Querschnitt T-förmige
Spannstücke 21 eingesetzt, die eine entsprechend der Neigung der Kegelfläche 12
ausgebildete.
-
Keilform haben. Vliese Spannstücke 21 sind mit ihren T-fo'rmigen Y;opf
2S in der Nut 14 geführt, während ihre
Klemn#bäcken 23 durch die
Schlitze 17 hindurch in die Mittelbohrung 18 ragen. Dabei durchdringen die Klemmbacken
23 Öffnungen 24 einer in der Mittelbohrung 18 -axial verschiebbaren Hülse 25. Die
Öffnungen 24 sind der Querschnittsform der Klemmbacken 23 angepaßt.
-
Die Hülse 25 hintergreift mit einem Bund 26 einen mittels eines Gewindes
auf dem AuSnahmekörper 11 verdrehbaren und dabei axial verschiebbaren Spannkopf
27. In diesen Spannkopf 27 ist von außen die Hülse 28 einsetzbar.
-
Der Spannkopf 27 weist an seiner Innenfläche eine Anlagefläche 28
auf, an der die Spannstücke 21 mit ihrer einen Stirnfläche anliegen. Die anderen
Stirnflächen der Spannstücke 21 liegen jeweils gegenüber einer Fläche 29 der Öffnungen
24 in der Hülse 25.
-
Bei dem in der Pigo 4 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiels eines
Aufnahmekörpers 11 sind statt der umlaufenden Nut 14 nur Führungekenäle 14' angeordnet,
die konisch zur Iängsmittelachse 16 des Aufnahmekörpers 11 verlaufen. Diese Kanäle
14' stehen über radiale Schlitze 17' mit der Mittelbohrung 18' in Verbindung, die
unmittelbar im Aufnahmekörper 11 eingearbeitet ist. Ein in dieser Form ausgebildeter
Aufnahmekörper kann ggf. als Druck- bzw. Spritzgußteil
hergestellt
werden.
-
Zur Halterung der Spannvorrichtung in einer Maschine ist ein zylindrischer
Schaft 30 vorgesehen.
-
Dieser Schaft 30 kann aber auch als Spannkonus ausgebildet sein.
-
Im gezeigten Ausfahrungsbeispiel sind vier um 900 gegeneinander versetzte
Spannstücke 21 dargestellt.
-
Es ist jedoch auch möglich, nur zwei um 1200 versetzte Spannstücke
anzuordnen.
-
Die Wirkungsweise der neuen Spannvorrichtung ist denkbar einfach.
In der Fig. 2 ist die Spannvorflcht.ung in geöffneter Stellung dargestellt. Infolge
Verdrehens des Spannkopfes 27 im Uhrzeigersinn verschiebt sich dieser gemäß der
Anordnung auf der Zeichnung nach rechts. Dabei drückt die Anlagefläche 28 auf die
Stirnflächen der Spannstücke 21, die sich infolgedessen in der gleichen axialen
Richtung bewegen und die Hülse 25 durch Anlage ihrer anderen Stirnfläche an den
Flächen 29 der Öffnungen 24 mitnehmen.
-
Bei dieser axialen Bewegung nach rechts werden die sich mit ihren
T-förmigen Kopf 22 an der Kegelflache 12 abstützenden Spannstücke 21 zusätzlich
in radialer Richtung verschoben, bis ihre Klenm#backen 23
am Umfang
eines Werkzeuges oder Werkstückes (in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet) aufliegen.
Durch weiteres Verdrehen des Spannkopfes 27, der zu diesem Zweck mit einem Zweikant
31 versehen ist, werden die Klemmbacken 23 dann auf dem Werkzeug oder Werkstück
verspannt.
-
Infolge des bis auf die Durchlaßöffnung völlig geschlossenen Spannkopfes
27 und den die Schlitze 17 vollständig ausfüllenden Spannstücken 21 sowie der auch
in geöffneter Stellung bis in den geschlossenen zylindrischen Bereich der Mittelbohrung
18 des Aufnahmekörpers 11 ragenden Hülse 25 wird ein Eindringen von Schmutz und
Spänen In die Spannvorrichtung wirksam verhindert.
-
Wie in der Fig. 1 dargestellt, kann mittels eines als Schraube 20
ausgebildeten Anschlages, der mittels einer Kontermutter 32 festgelegt wird, eine
genaue axiale Lage der Werkzeuge oder Werkstücke erreicht werden.
-
Nach dem Entfernen der Anschlagschraube kann auch von hinten in die
Spannvorrichtung eingeschobenes Stangenmaterial (Halbzeug) zur Verarbeitung festgespannt
werden.
-
Beim Öffnen der Spannvorrichtung wird der Spannkopf 27
entgegen
dem Uhrzeigersinn verdreht, wobei er sich gemäß der Anordnung auf der Zeichnung
nach links bewegt. Dabei stützen sich die Spannstücke 21 durch ihre eine Stirnfläche
an den Flächen 29 der Öffnungen 24 in der Hülse 25 ab. Diese wird jedoch infolge
ihres den Spannkopf 27 von außen hintergreifenden Bundes 26 in gleicher Richtung
mitgenommen. Dies bewirkt aber auch ein Verschieben der Spannstücke nach links und
damit ein Lösen und Abheben der Spannstücke vom Werkzeug oder Werkstück.
-
Diese Spannvorrichtung hat den entscheidenden Vorteil, daß in einfacher
Weise die Bu~hrung der Spannstücke 21 zwangsläufig erfolgt, und zwar in beiden Richtungen,
so daß keine zusätzlichen, gegenüber dem rauhen #beit sbetrie#mpfindlichen Federelemente
benötigt werden. Ferner wird durch den einfachen Aufbau die Stabilität und damit
die Zuverlässigkeit der Punktion der Spannvorrichtung entscheidend zu ihrem Vorteil
beeinflußt.
-
Die Spannvorrichtung kann in beliebiger Größe ausgeführt werden,
so daß sich der Spannbereich von O mm bis zu größten erforderlichen Durchmessern
erstreckt.
-
Patentansprüche: