DE2632718C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannhülse für Vorschubzangen u. dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Verarbeitung von Stangenmaterial auf teil- oder vollautomatischen Drehmaschinen werden neben den Spannhülsen zum Einspannen des Stangenmaterials für die Bearbeitung in der Regel auch Spannhülsen für das Vorschieben des Stangen­ materials eingesetzt, die das Stangenmaterial für den Werk­ stückwechsel in die dann geöffnete Spannhülse an der Bearbeitungsstelle einschieben. Die das Vorschieben des Stangenmaterials besorgende Spannhülse ist im allgemeinen Teil einer Vorschubzange, in welcher sie stets unter einer gewissen Vorspannung gegenüber dem Stangen­ material steht, um es bei einer Vorschubbewegung der Vorschubzangen mitzunehmen. Nach dem Erfassen des Stangen­ materials durch die Spannhülse an der Bearbeitungsstelle der Maschine wird die Vorschubzange mit ihrer Spannhülse um den Vorschubweg gegenüber dem Stangenmaterial zurückgezogen. Dabei gleitet die dem Stangenmaterial als dem Spanngut zugekehrte Spannfläche der Spannhülse auf der Oberfläche des Stangenmaterials entlang. Sofern die aus dem Stangen­ material hergestellten Werkstücke an ihrer Umfangsfläche allseits bearbeitet werden oder an die nicht bearbeiteten Bereiche ihrer Umfangsfläche keine besonderen Anforderungen hinsichtlich des Zustandes und der Qualität der Oberfläche gestellt werden, ist es ohne Belang, wie die dem Stangen­ material zugekehrten Spannflächen der Spannhülse hin­ sichtlich ihrer Oberflächengestalt und vor allem hin­ sichtlich ihres Werkstoffes ausgebildet sind. Bei Werk­ stücken, deren Umfangsfläche nicht allseits bearbeitet wird und bei denen dennoch höhere Anforderungen an die Ober­ flächenqualität der nicht bearbeiteten Umfangsfläche gestellt werden und die deshalb aus Stangenmaterial her­ gestellt werden, dessen Umfangsfläche von vornherein den höheren Qualitätsanforderungen genügt, müssen die Vorschub­ zangen so ausgebildet sein, daß sie bei ihren schrittweisen Relativbewegungen gegenüber dem Stangenmaterial dessen Oberfläche nicht zerkratzen oder gar beschädigen. Zu diesem Zweck werden zum Teil Vorschubzangen verwendet, die Einsätze aus weicheren Metallen, wie zum Beispiel Messing, Bronze und dergleichen, aufweisen. Diese Vorschubzangen haben aber nicht die gewünschte Standzeit.

Daneben wurde vorgeschlagen (DE-AS 10 45 206), die Vorschub­ zangen mit Einsätzen aus einem Kunststoff, und zwar aus Polyamid, zu versehen. Diese Einsätze sind jedoch nicht sehr verschleißfest. Außerdem kommt es beim Einstoßen des Stangenmaterials häufig vor, daß die Einsätze aus der Vorschubzange herausgestoßen werden. Das gilt umso mehr, als diese Einsätze an den Spann­ zungen nur lose eingehängt werden und sie hauptsächlich durch die nach innen federnden Spannzungen gegeneinander gedrückt werden und dadurch an Haltenasen oder dergleichen festgehalten werden. Wie in der DE-Z "Werkstattstechnik und Maschinenbau", 45. Jg., 1955, Heft 12, auf Seite 657 aus Bild 12 zu ersehen ist, haben solche Vorschubzangen noch den weiteren Nachteil, daß durch die Einsätze die lichte Durchlaßweite der Vorschubzangen gegenüber deren eigenem Aufnahmedurchmesser erheblich vermindert ist. Das erhöht auch die Gefahr, daß bei unvorsichtigem Einstoßen des Stangenmaterials die Einsätze aus der Vorschubzange heraus­ gestoßen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannhülse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sie bei ausreichend hoher Standzeit eine größtmögliche Schonung der Oberfläche des Spanngutes gewährleistet und eine lichte Durch­ laßweite hat, die auch im ungünstigsten Falle nur unwesent­ lich kleiner als der normale Aufnahmedurchmesser der Spann­ zange selbst ist.

Diese Aufgabe ist mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Der festsitzende Belag auf den Spannflächen der Spannzungen kann verhältnismäßig dünn ausgebildet sein, so daß die lichte Durchlaßweite der Spannhüle praktisch nicht ver­ ringert wird. Dadurch, daß der Belag an den Spannzungen fest haftet, besteht keine Gefahr, daß er unabsichtlich aus der Spannhülse herausgestoßen werden könnte. Durch die innige Verbindung zwischen dem Belag und den Spannzungen werden die auf den Belag auftreffenden Kräfte unmittelbar an die Spannzungen weitergeleitet und von diesen aufgenommen, so daß der Belag insbesondere von Biegekräften entlastet ist, was eine Erhöhung der Standzeit bewirkt. Durch die Ausbildung des Belages aus einem oxid­ keramischen Werkstoff haben die Spannzungen eine sehr lange Standzeit. Außerdem wird durch sie die Oberfläche des Spann­ gutes geschont, weil an diesem Belag keine vorstehenden Schlag- oder Kerbgrate oder Stauchwülste entstehen können und weil sich Späne nicht eingraben und festsetzen können.

Bei einer Ausgestaltung der Spannhülse nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Oberfläche des Belages bei aller Härte sehr glatt ist und gute Gleiteigenschaften aufweist, wobei die hohe Härte und Festikeit des Belagwerkstoffes zugleich der Standzeit sehr zugute kommt. Bei einer Ausgestaltung der Spannhülse nach Anspruch 3 wird eine zusätzliche Sicherung gegen gewaltsame Beschädigungen des Belages geschaffen, falls die Spannhülsen einem sehr rauhen Betrieb standhalten müssen, wobei die Schutzvorrichtung sich besonders einfach und leicht herstellen und einsetzen läßt. Bei einer nach Anspruch 4 ausgestalteten Spannhülse ist durch die Anlage des Schutzringes an einer Anlagefläche der Spannhülse der Belag von den beim Einstoßen des Stangenmaterials möglicherweise auf die Schutzvorrichtung auftreffenden, vor­ wiegend axial ausgerichteten Kräften entlastet. Bei einer nach Anspruch 5 ausgestalteten Spannhülse läßt sich der als Schutzvorrichtung dienende Schutzring besonders leicht und einfach in die Spannhülse einsetzen und darin axial sichern, indem er federnd zusammengedrückt wird und mit dem Vorsprung bis zu der ihm zugeordneten Anlagefläche eingeschoben und dann wieder entlastet wird. Dabei kann man bei einer zusätz­ lichen Ausgestaltung der Spannhülse nach Anspruch 6 den Fertigungsaufwand für die axiale Sicherung des Schutzringes stark vermindern. Bei einer nach Anspruch 7 ausgestalteten Spannhülse wird ohne Minderung der Schutzwirkung der Schutz­ vorrichtung für den Belag der Spannzungen das Einführen des Spanngutes erheblich erleichtert.

Bei geschlossenen hülsenförmigen Vorschubzangen mit darin eingesetzten radial und axial elastisch abgefederten Spann­ backen war es bekannt (DE-GM 71 45 547), für die Spannbacken eine Schutzvorrichtung vorzusehen, die durch einen an der Innenseite des Hülsenkörpers angeformten, d. h. angedrehten, Ringwulst gebildet wird, der in der Einstoßrichtung des Stangenmaterials vor den Spannbacken angeordnet ist und beim Einstoßen des Stangenmaterials die Spannbacken davor schützt, herausgestoßen zu werden. Ein solcher Ringwulst läßt sich jedoch bei Spannzangen mit einzelnen federnden Spannzungen nicht anwenden, weil die damit verbundene Werk­ stoffanhäufung die Blattfederwirkung der Spannzungen auf­ heben würde.

Bei Vorschubzangen mit mit einem hülsenförmigen Zangenkörper war es auch bekannt (US-PS 36 40 442), ein ebenfalls hülsen­ förmiges Futter aus Polyurethan dadurch mit dem Zangenkörper zu verbinden, daß das wegen seines hohen Schwindmaßes gesondert hergestellte Futter nachträglich in den Zangen­ körper eingeklebt wurde. Diese Verbindungsart läßt sich bei Spannzungen mit einzelnen federnden Zungen nicht anwenden, weil durch die Schlitze zwischen den einzelnen Spannzungen der Zusammenhalt des Futters aufgehoben wird und die Stütz­ wirkung der übrigen Polyurethanabschnitte verlorengeht. Außerdem federn bei leerer Spannzange die Spannzungen nach innen, so daß sie gegenüber dem anschließend eingestoßenen Stangenmaterial schräg stehen und dieses mit den Stirnkanten auf den Polyurethanbelag aufträfe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Spannhülse nach der Linie B-B in Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Spannhülse nach der Linie A-A in Fig. 1.

Die aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Spannhülse 1 bildet im allgemeinen zusammen mit einer nicht dargestellten Aufnahme­ hülse oder einem sonstigen Aufnahmeteil eine Spannzange oder eine Vorschubzange oder dergleichen. Die Spannhülse 1 ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist einen Halte­ teil 2 und einen Spannteil 3 auf.

Der Halteteil 2 ist ein gerader Kreisringzylinder mit geschlossener Umfangsfläche. Er hat eine glatte Bohrung 4 und ist auf der Außenseite mit einem von seinem freien Ende ausgehenden und über einen Teil seiner axialen Abmessung sich erstreckenden Außengewinde 5 versehen. Mittels dieses Gewindes wird die Spannhülse in die nicht dargestellte Aufnahmehülse oder in ein sonstiges Aufnahme­ teil eingeschraubt.

Der in Längsrichtung der Spannhülse 1 an den Halteteil anschließende Spannteil 3 weist sechs Spannzungen 6 auf, die durch Längsschlitze 7 voneinander getrennt sind, welche von dem vom Halteteil 2 abgekehrten Ende der Spannhülse 1 ausgehen und in axialer Richtung über den Teil der axialen Abmessung der Spannhülse 1 sich erstrecken, der dem Spannteil 3 entspricht. Die Längsschlitze 7 sind am Umfang des Spannteils 3 gleichmäßig verteilt und radial ausgerichtet, so daß immer zwei Längsschlitze einander diametral gegenüberliegen. Im axialen Erstreckungsbereich der Spannzungen, und zwar nahe dem vom Halteteil 2 abgekehrten Ende, ist an der Spann­ hülse 1 ein Außenkonus 8 in Form eines Kegelstumpfes vorhanden, dessen Basis dem freien Ende des Spannteils 3 zugekehrt ist und dessen Höhe nur einen Teil der axialen Abmessung des Spannteils 3 beträgt. Der Neigungswinkel der Mantellinie des Außenkonus 8 gegenüber der Längsachse der Spannhülse 1 richtet sich nach dem Neigungswinkel des mit ihm zusammenwirkenden Innenkonus der Aufnahmehülse oder des sonstigen Aufnahmeteiles für die Spannhülse 1. Zwischen dem Außenkonus 8 und dem freien stirnseitigen Ende des Spann­ teils 3 ist ein konischer Übergang 9 vorhanden.

Der Spannteil der Spannhülse weist ebenso wie ihr Halte­ teil eine Bohrung auf. Deren Umfangsfläche bildet die dem meist aus Stangenmaterial bestehenden Spanngut zuge­ kehrte Spannfläche der Spannzungen. Diese Bohrung des Spannteils ist in der Regel kleiner als die Bohrung des Halteteils und auf einen bestimmten Spanndurchmesser fest­ gelegt.

Die Spannzungen 6 der Spannhülse 1 reichen in radialer Richtung einwärts nicht bis zur eigentlichen Spannfläche hin. Auf ihren dazu parallelen zylindrischen Innenflächen 11 ist ein festsitzender Belag 12 vorhanden. Dessen der Längs­ achse zugekehrte, zylindrische Innenfläche bildet die Spannfläche 13 der Spannzungen 6.

Als besonders vorteilhafter Belagwerkstoff hat sich ein oxidkeramischer Werkstoff, beispielsweise ein dicht gesintertes Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit einem Zusatz von 3% Chromoxid (Cr₂O₃), erwiesen. Mit diesem Belagwerkstoff erhalten die Spannzungen eine sehr harte, zugleich aber auch sehr glatte Spannfläche mit guten Gleiteigenschaften.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich die Spann­ fläche 13 vom freien Ende des Spannteils 3 aus nicht über dessen gesamte axiale Abmessung, soweit sie durch die Längsschlitze 7 festgelegt ist. An das innen gelegene Ende der Spannfläche 13 schließt sich ein hohlkegelförmiger Über­ gang an, der als Einführkonus 14 für das Spanngut dient. Dieser Einführkonus 14 überbrückt den Durchmesserunterschied von der Spannfläche 13 bis zu dem Durchmesser der Bohrung 4 des Halteteils 2, die sich über das Ende der Längsschlitze 7 hinaus mit gleichbleibendem Durchmesser bis in den Spannteil 3 hinein erstreckt. Bis zu diesem Innen­ konus 14 ist ein Schutzring 15 in die Spannhülse 1 einge­ schoben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Schutz­ ring 15 kreiszylindrisch ausgebildet. Sein Außendurchmesser ist zumindest annähernd gleich dem Innendurchmesser der Bohrung 4. Der Innendurchmesser des Schutzringes 15 ist geringfügig größer als der Spanndurchmesser der Spann­ hülse 1, also des Innendurchmessers der Spannfläche 13 ihres Spannteils 3. Die dem Spannteil 3 zugekehrte Stirnfläche des Schutzrings 15 ist als Mantelfläche eines vollen Kegel­ stumpfes ausgebildet, die an den Einführkonus 14 des Spann­ teils angepaßt ist. Auf der dem Halteteil 2 der Spannhülse 1 zugekehrten und damit auf der der Einführrichtung des Spann­ gutes entgegengerichteten Stirnseite ist der Schutzring 15 seinerseits mit einem Einführkonus 17 versehen, der weit­ gehend gleich dem Einführkonus 14 des Spannteils 3 ausge­ bildet ist.

Der Schutzring 15 ist an einer Umfangsstelle in radialer und axialer Richtung durchgehend aufgeschlitzt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Schutzring 15 in Umfangsrichtung in der Nähe dieses Schlitzes 18 einen über seine zylin­ drische Umfangsfläche hinausragenden Stift 19 auf, der in einer radial ausgerichteten Bohrung 21 fest eingesetzt ist. Dieser Stift 19 ist in axialer Richtung am Schutzring 15 so angeordnet, daß er beim Einsetzen des Schutzrings 15 in die Spannhülse 1 an der axialen Endfläche des zugeordneten Längsschlitzes 7 anliegt und dadurch dem Schutzring 15 in axialer Richtung einen Halt gibt. Für das Einsetzen des Schutzrings 15 mit dem über seine Umfangsfläche hinaus­ ragenden Stift 18 ist der Schutzring in der zuvor beschriebenen Weise durchgehend geschlitzt. Um die Nachgiebig­ keit des Schutzringes 15 zu erhöhen, weist er an zwei weiteren Umfangsstellen je eine axial durchgehende schmale Längsnut 22 auf, die von der Umfangsfläche aus sich über einen Teil der radialen Abmessung des Schutzringes 15 in diesen hinein erstreckt.

Claims (7)

1. Spannhülse für Vorschubzangen und dergl., mit wenigstens zwei Spannzungen, die durch von einem Ende der Spannhülse aus­ gehende und in axialer Richtung über einen Teil der axialen Abmessung der Spannhülse sich erstreckende Schlitze von­ einander getrennt sind, und die auf ihrer dem Spanngut zugekehrten Innenseite eine nichtmetallische Spannfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (13) der Spannzungen (6) durch einen festsitzenden Belag (12) aus einem oxidkeramischen Werkstoff gebildet ist.

2. Spannhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aus dicht gesintertem Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit einem Zusatz von 3% Chromoxid (Cr₂O₃) besteht.

3. Spannhülse nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Schutz­ vorrichtung, die auf derjenigen Stirnseite des Belages vorhanden ist, von der aus das Spanngut eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung durch einen in die Spannhülse (1) einsetzbaren Schutzring (15) gebildet wird, welcher vorzugs­ weise aus einem metallischen Werkstoff besteht.

4. Spannhülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (1) außerhalb der Querschnittsfläche des Belages (12) eine vorzugsweise kreisringförmige Anlage­ fläche (14) für den Schutzring (15) aufweist, deren Flächen­ normale von der Anlagefläche aus der Einführrichtung des Spanngutes entgegengerichtet ist oder zumindest eine derart ausgerichtete Komponente hat.

5. Spannhülse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzring (15) in Längsrichtung durchgehend geschlitzt ist und daß er in Umfangsrichtung vorzugsweise in der Nähe dieses Schlitzes (18) einen über seine Umfangsfläche hinausragenden Vorsprung aufweist, der vorzugsweise in Form eines in einer radialen Bohrung (21) sitzenden und radial ausgerichteten Stiftes (19) ausgebildet ist, der in axialer Richtung am Schutzring (15) so angeordnet ist, daß er bei eingesetztem Schutzring (15) an einer Anlagefläche der Spannhülse (1) anliegt, deren Flächennormale der Einsetz­ richtung des Schutzringes (15) in die Spannhülse gleich­ gerichtet ist oder zumindest eine derart ausgerichtete Komponente hat.

6. Spannhülse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche für den Vorsprung (19) durch die axiale Begrenzungsfläche eines der zur Bildung der Spannzungen (6) vorhandenen axial verlaufenden Schlitze (7) der Spann­ hülse (1) gebildet wird.

7. Spannhülse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzring (15) auf der der Einführrichtung des Spanngutes entgegengerichteten Stirnseite mit einem Einführ­ konus (17) versehen ist.