DE2451832A1 - CLAMPING DEVICE FOR CLAMPING WORKPIECES - Google Patents
CLAMPING DEVICE FOR CLAMPING WORKPIECESInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/40—Expansion mandrels
- B23B31/4006—Gripping the work or tool by a split sleeve
Description
DIPL.-ING. G. DAHLMANNDIPL.-ING. G. DAHLMANN
.PATENTANWALT.PATENT ADVOCATE
8600 MANNHEIM 1,8600 MANNHEIM 1, STEPHANIENUFER 8 TELEFON 00 31/2 8226STEPHANIENUFER 8 TELEPHONE 00 31/2 8226
Stieber Division der Borg - Warner GmbHStieber division of Borg - Warner GmbH
6900 Heidelberg 1 6900 Heidelberg 1
Im FuchslochIn the foxhole
Spannvorrichtung zum Spannen von WerkstückenClamping device for clamping workpieces
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken mit einem Spanndorn, der einen an seiner Stirnseite mit einer Zentrierbohrung versehenen Gewindezapfeη für eine Spannmutter hat, und mit einer auf den Dorn aufsetzbaren Spannbüchse.The invention relates to a clamping device for clamping workpieces with a mandrel which has one on its end face threaded pin provided with a centering hole for has a clamping nut, and with a clamping sleeve that can be placed on the mandrel.
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Es ist bekannt, für die äußere Bearbeitung von Werkstücken mit einer Bohrung das Werkstück auf einen der Bohrung entsprechenden Dorn mit Spannbüchse aufzusetzen. Durch Spreizen oder Aufweiten der Spannbüchse wird das Werkstück gespannt. Die Spannvorrichtungen, die für solche Spannaufgaben verwendet werden,· bilden das Bindeglied zwischen der Werkzeugmaschine und dem Werkstück. Im Hinblick auf die geforderte Qualität und die e'ngen; Toleranzen der Werkstücke wird an die Konstruktion der Spannzeuge die Forderung nach größtmöglicher Präzision gestellt. Insbesondere wird eine hohe Rundlaufgenauigkeit gefordert, die von der Zentrierung der Spannbüchse auf dem Spanndorn beeinflußt wird. Des weiteren wird die Rundlaufgenauigkeit des Werkstücks sehr wesentlich durch die Lage der an der Stirnseite des Gewindezapfens vorgesehenen Zentrierbohrung in Bezug auf den Spanndorn bestimmt. Die Lage der Zentrierungen kann durch die auf die Spannbüchse wirkenden Klemmkräfte beeinträchtigt werden. Dies ist vor allem bei Spannbüchsen mit Spreizdornen der FaIJ, bei denen die Spannbüchse durch Aufschrauben einer Mutter auf einen am Spanndorn vorhandenen Gewindezapfen durchgeführt wird. Durch das Aufschrauben der Mutter auf den Gewindezapfen wird die vorzugsweise von beiden Seiten geschlitzte Spannbüchse auf den Spanndorn geschoben. Der Außendurchmesser der Spannbüchse wird dabei innerhalb eines vorbestimmten Durchmesserbereichs verändert. In vielen Fällen ist es üblich, daß die Mutter mit der Spannbüchse durch eine Schnappverbindung oder dergleichen verbunden ist. Es zeigt sich, daß trotz höchctcr Präzision bei der Fertigung, νίσχάχ υjl4"«x:"Spanndorne durcL. das Festziehen der Mutter sehr häufig ein Verbiegen des Gewindezapfens und somit eine- Verlagerung der Zentrierbohrung eintritt. Hierdurch wird der Rundlauf des aufgespannten Werkstückes beeinträchtigt.It is known, for the external machining of workpieces with a bore, to place the workpiece on a mandrel with a clamping sleeve corresponding to the bore. The workpiece is clamped by spreading or widening the clamping sleeve. The clamping devices, which are used for such clamping tasks, · form the link between the machine tool and the workpiece. With regard to the required quality and the tightness ; Tolerances of the workpieces, the construction of the clamping tools demands the greatest possible precision. In particular, a high level of concentricity is required, which is influenced by the centering of the clamping sleeve on the mandrel. Furthermore, the concentricity of the workpiece is determined to a very large extent by the position of the centering bore provided on the end face of the threaded pin in relation to the clamping mandrel. The position of the centerings can be impaired by the clamping forces acting on the clamping sleeve. This is particularly the case with clamping sleeves with expanding mandrels from FaIJ, in which the clamping sleeve is carried out by screwing a nut onto a threaded pin on the clamping mandrel. By screwing the nut onto the threaded pin, the clamping sleeve, which is preferably slotted on both sides, is pushed onto the clamping mandrel. The outside diameter of the clamping sleeve is changed within a predetermined diameter range. In many cases it is common that the nut is connected to the clamping sleeve by a snap connection or the like. It turns out that in spite of the highest precision in production, νίσχάχ υjl4 "« x : "mandrels through. the tightening of the nut very often a bending of the threaded pin and thus a displacement of the centering hole occurs. This affects the concentricity of the clamped workpiece.
Von dem bekannten Stand 'der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Spannvorrichtung so auszu-The invention is based on the known state of the art is based on the task of designing the clamping device
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bilden, daß eine Verlagerung der Zentrierbohrung nicht auftritt. Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß am Fuße des Gewindezapfens zentrisch zum Dorn ein Einstich angeordnet ist und daß der Durchmesser des Zapfens kleiner als der Kerndurchmesser des Gewindezapfens ist, so daß der Zapfen im Bereich des Einstichs beim Spannvorgang als Verformungselement wirkt.form that a displacement of the centering hole does not occur. The solution to the problem posed is according to the invention in a clamping device of the type mentioned at the beginning achieved in that a recess is arranged centrally to the mandrel at the foot of the threaded pin and that the The diameter of the pin is smaller than the core diameter of the threaded pin, so that the pin in the area of the recess acts as a deformation element during the clamping process.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik die Erfindung näher erläutert. Es zeigtBased on an embodiment shown in the drawing, compared to the previously known state of Technology explained the invention in more detail. It shows
Fig. 1 die bisher bekannte Ausführungsform eines Spanndorns mit Gewindezapfen, Spannbüchse und Mutter,Fig. 1 shows the previously known embodiment of a mandrel with threaded pin, clamping sleeve and nut,
Fig. 2 die neue Ausführungsform des Gewindezapfens undFig. 2 shows the new embodiment of the threaded pin and
Fig. 3 eine werkstattmäßige Ausführungsform der neuen Spannvorrichtung.3 shows a workshop embodiment of the new one Jig.
Die in Fig. 1 gezeigte Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus dem schematisch dargestellten Spanndorn 11 mit Gewindezapfen 1, der auf den Spanndorn 11 aufgeschobenen Spannbüchse 8 und der Spannmutter g. Die Spannbüchse 8 ist von beiden Seiten auf ihrem Umfang in gleichmäßigen Abständen abwechselnd geschlitzt,und durch verbliebene Stege 12 und 13 bleiben die einzelnen Teile der Büchse miteinander verbunden. Die Schraube 9 drückt mit ihrem Rand auf die Außenfläche UCJ. J^o-iinbüchse 8. Das Gewinde des Gewindeaapfens 1 ist bis an den Dorn 11 herangeführt. Durch das Aufschrauben der Mutter 9 auf den Gewindezapfen 1 entsteht ein resultierendes entgegengesetzt gerichtetes Kräftepaar 2, 2'. Der verformungsmäßig am stärksten beantspruchte Kernquerschnitt 4 des Zapfens 1 liegt beim Übergang zwischen dem elastischen Gewindezapfen 1 und dem relativ unelastischenThe clamping device shown in Fig. 1 essentially consists of the clamping mandrel 11 shown schematically Threaded pin 1, the clamping sleeve 8 pushed onto the mandrel 11 and the clamping nut g. The clamping sleeve 8 is alternately slotted from both sides on its circumference at regular intervals, and through remaining webs 12 and 13, the individual parts of the sleeve remain connected to one another. The screw 9 presses with its edge on the External surface UCJ. J ^ o-iinbüchse 8. The thread of the threaded plug 1 is brought up to the mandrel 11. By unscrewing the nut 9 on the threaded pin 1 creates a resulting oppositely directed pair of forces 2, 2 '. The core cross-section that is most heavily stressed in terms of deformation 4 of the pin 1 is at the transition between the elastic threaded pin 1 and the relatively inelastic
* im Bereich des Einstichs* in the area of the recess
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Spanndorn 11 selbst. Der Querschnitt 4 ist um 90° versetztMandrel 11 itself. The cross section 4 is offset by 90 °
schraffiert dargestellt. Dieser Kernquerschnitt 4 liegt exzentrisch zur Achse 3 des Dorns 11 und des Zapfens 1, da der Radius r 1 größer als der Radius r 2 aufgrund des Gevrindeauslaufs ist. Dadurch entsteht im Kernquer schnitt 4 eine ungleichmäßige Spannungsverteilung, was zur unterschiedlichen Verformung und damit zu einem seitlichen Abbiegen des Gewindezapfens 1 in· Richtung des Radius r 1 führt. Dies hat eine Verlagerung der Zentrierbohrung 10 zur Folge. Strichpunktiert ist die Abbiegung 22 der Achse 3 eingezeichnet worden. Mit 23 ist die an der !Fußseite des Spanndorns 11 vorhandene Zentrierbohrung bezeichnet. Die Spannungsverteilung für den dargestellten Querschnitt 4 ist schematisch über dem Zapfendurchmesser dargestellt οshown hatched. This core cross section 4 is eccentric to the axis 3 of the mandrel 11 and the pin 1, since the radius r 1 is greater than the radius r 2 due to the thread outlet is. This creates an uneven distribution of stress in the core cross-section 4, which leads to different Deformation and thus a lateral bending of the threaded pin 1 in the direction of the radius r 1 leads. this has a displacement of the centering hole 10 result. The bend 22 of the axis 3 has been drawn in with a dash-dotted line. The centering hole at the foot of the mandrel 11 is designated by 23. The stress distribution for the illustrated cross section 4 is schematically above the journal diameter shown ο
Bei der in Pig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Spannvorrichtung ist der Gewindezapfen 14 an seinem Fuße 15 mit einem Einstich 6 versehen. Der Einstich β ist zentrisch zum Dorn 11 und zum Gewindezapfen 14» Der Durchmesser d=r3 + r3 des Zapfens 14 im Bereich des Einstichs 6 ist kleiner als der Kerndurchmesser D des Gewindesapfens 14° Der Querschnitt 7 des Einstichs 6, ebenfalls versetzt und schraffiert gezeichnet, liegt zentrisch zur Achse 5sUnä. eine Abbiegung der Achse 3 durch eine ungleichmäßige Spannungsverteilung kann nicht auftreten. Die genaue zentrische Anbringung des Einstichs 6 läßt eine ungleichmäßige Spannungsverteilung nicht zu. Darüber hinaus ist der verbleibenden Restquerschnitt 7 des Zapfens wesentliuL. sciiwäoiier als tlex Kernquer schnitt des Gewindes und >o.*" dadurch als definiertes Verformungselement wirksam werden. Durch die Erfindung sind Spannvorrichtungen herstellbar, die einen besonders kleinen Bolzendurchmesser und gleichzeitig die zu ihrer Funktion notwendige Präzision haben« Erst der Einstich erlaubt eine serienmäßige Fertigung der Spannvorrichtungen,In Pig. The embodiment of the tensioning device according to the invention shown in FIG. 2, the threaded pin 14 is provided with a recess 6 at its foot 15. The recess β is centric to the mandrel 11 and the threaded pin 14 »The diameter d = r3 + r3 of the pin 14 in the area of the recess 6 is smaller than the core diameter D of the threaded pin 14. The cross section 7 of the recess 6, also shown offset and hatched , is centric to the axis 5sUnä. a bending of the axis 3 due to an uneven distribution of stress cannot occur. The exact centric attachment of the recess 6 does not allow an uneven distribution of stress. In addition, the remaining cross-section 7 of the pin is essential. sciiwäoiier as a tlex core cross-section of the thread and> o . * "thereby become effective as a defined deformation element. The invention makes it possible to produce clamping devices which have a particularly small bolt diameter and at the same time the precision necessary for their function Clamping devices,
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ohne daß bei ihrem Einsatz ein Verbiegen des Gewindezapfens 1 zu befürchten ist. Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, den Zapfendurchmesser d in der Größenordnung von 0,8 D auszuführen. Die sich im Querschnitt 7 ergebende Spannungsverteilung ist symmetrisch zur Achse 3·without the fear of bending the threaded pin 1 when they are used. An expedient embodiment provides the pin diameter d to be of the order of 0.8 D. The stress distribution resulting in cross section 7 is symmetrical to the axis 3
In der Fig. 3 ist eine serienmäßige Ausführurigsform der Spannvorrichtung gezeigt. Der Spanndorn 16 hat einen Gewindezapfen 17, der eine Zentrierbohrung 10 aufweist. Die von beiden Seiten abwechselnd geschlitzte Spannbüchse 19 wird über die Mutter 20 auf den Spanndorn 16 aufgeschoben. Die Mutter 20 ist über eine an sich bekannte Schnappverbindung 21 mit der Spannbüchse 19 verbunden. Am Fuße des Gewindezapfens 17 ist ein Einstich 6 angebracht, um die notwendige Genauigkeit der Zentrierung zu erreichen. An der Pußseite des Spanndorns 11 ist eine zweite Zentrierbohrung 23 vorhanden.In Fig. 3 is a serial embodiment of the clamping device shown. The mandrel 16 has a threaded pin 17 which has a centering hole 10. The ones from both sides Alternately slotted clamping sleeve 19 is pushed onto the clamping mandrel 16 via the nut 20. The mother is 20 Connected to the clamping sleeve 19 via a snap connection 21 known per se. At the foot of the threaded pin 17 is a recess 6 attached in order to achieve the necessary accuracy of centering. On the Pussseite of the mandrel 11 is a second centering hole 23 available.
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