DE2924802C2 - Spanndorn für die koaxiale Außenbearbeitung von Werkstücken mit Innenverzahnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spanndorn für die koaxiale Außenbearbeitung von Werkstücken mit Innenverzahnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Spanndorn gehört beispielhaft durch die DE-OS 28 05 881 ?ura Stande der Technik. Dabei erfolgt die Verspannung des Werkstücks, das auf einer Aufnahmehülse mit einer der Werkstückverzahnung entsprechenden Außenverzahnung sitzt, durch die relative Verdrehung eines Klemmkörpers, der die Aufnahmehü'se durchdringt und in das Werkstück eingreift, gegenüber der Aufnahmehülse. Die Verdrehung des Klemmkörpers erfolgt wiederum durch eine innerhalb der Aufnahmehülse angeordnete Stange, die ihrerseits mit einer Verdrehvonrichtung verbunden ist

Durch die US-PS 28 79 067 ist ein Spanndorn bekannt, dessen Aufnahmehülse in Längsrichtung mehrfach unterteilt ist. Da« mittlere Teii ist dabei zum Zwekke einer Verspannung des Werkstücks mit einer Verdrehvorrichtung ausgestattet, die aus einem Kulissenstein und einer zur Längsachse schiefstehenden Kulisse besteht. Dabei wird der Kulissenstein auf Biegung beansprucht, und die maximale Umfangskraft tritt dabei an einem verhältnismäßig kleinen Radius auf, so daß bei der Gleitreibung in der Kulisse eine hohe Flächenpressung auftritt. Infolge eines notwendigerweise exzentrischen Kraftangriff! treten entsprechende Reibungsverluste auf. Eine Mehrfachanwendung des bekannten Prinzips hätte eine Schwächung des Restquerschnitts

so der Antriebsstange und damit eine Schwächung der Gestaltfestigkeit des gesamten Spanndorns zur Folge.

Durch die FR-PS 10 68 473 ist ein Spannfutter für das schnelle Auswechseln von Werkzeugschäften bekannt, bei dem der Spannkegel durch Verwendung von Kugeln, die auf Nuten mit teilkreisförmigem Querschnitt, jedoch unterschiedlicher Tiefe, abrollen, in axialer Richtung in seinen Sitz gedruckt wird. Die Kugeln sollen und können keine Drehbewegung des Spannkegels erzeugen, da hierdurch die kraftschlüssige Verbindung der zusammenwirkenden Kegelflächen wieder gelockert würde. Bei derartigen Spannfuttern wird im übrigen sorgfältig auf eine sogenannte Selbsthemmung geachtet, damit sich die Teile nicht ungewollt unter der Wirkung von Erschütterungen lösen können. Fin äußerer Kraftantrieb, der die Teile unter Spannung halten könnte, ist nämlich nicht vorhanden.

In der genannten DE-OS 28 05 881 sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten von Verdrehvorrichtungen

für die Stange des KJemmkörpers angegeben. In einem Fall sind in einer besonderen Lagerplatte zwei im wesentlichen zylindrische Druckstifte angeordnet, deren eine Stirnseite zwecks Bildung zweier schiefer Ebenen dachförmig angeschrägt ist Die Druckstifte wirken, durch ein Druckstück angetrieben, auf eine mit der Stange verbundene Scheibe ein, deren den Druckstiften zugekehrte Stirnseite mit einer prismatischen Ausnehmung versehen ist Die Druckstifte sind — in Ruhestellung — so zur prismatischen Ausnehmung versetzt, daß eine Axialverschiebung der Druckstifte die Scheibe und damit die Stange mit dem Klemmkörper für das Werkstück verdreht bzw. verspannt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an die Stelle der beiden Druckstifte ein kolbenförmiges Übertragungsglied getreten, welches gleichfalls zwei dachförmig angeordnete schiefe Ebenen aufweist. Diese stehen mit zwei weiteren schiefen Ebenen am Ende der Stange derart in Verbindung, daß eine Axialverschiebung des Übertragungsgliedes eine Drehung der Stange und des Klemmkörpers erzwingt Schließlich offenbart die DE-OS 28 05 881 noch die zusätzliche Möglichkeit einer Verdrehung der Stange mittels eines Federpaketes, das auf eine radiale Nase an der Stange einwirkt

Obwohl sich sämtliche Verdreheinrichtungen als zuverlässig erwiesen haben, hat sich der mit ihrem Funktionsprinzip verbundene fertigungstechnische Aufwand als nachteilig erwiesen. So bedingt die Ausführung mit zwei Druckstiften eine besondere Lagerplatte, die in einem Grundkörper des Spanndorns verdrehsicher untergebracht werden muß und erhebliche axiale sowie radiale Abmessungen mit sich bringt Die Druckstifte müssen mit entsprechender Präzision hergestellt werden und führen dennoch aufgrund der unvermeidbaren beträchtlichen Querkräfte zu erheblichen Reibungsverlusten innerhalb der Verdrehvorrichiung. Hinzu kommt, daß sich Zylinderstifte bei Einwirkung von Querkräften nur schwer in Längsrichtung verschieben lassen, so daß der Entspannvorgang erschwert wird. Ein weiterer Nachteil ist der, daß die Reaktionskräfte von den Druckstiften auf die Lagerplatte und von hier auf den Grundkörper übertragen werden, bis sie zum Spanndorn selbst gelangen. Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem kolbenförmigen Übertragungsglied stellt sich das Problem ein, daß Flächenpressungen nur bei einer bestimmten Stellung von Übertragungsglied und Stange zueinander auftreten, im übrigen aber Kantenpressungen, deren nachteiliger Einfluß durch entsprechende Werkstoffwahl und Bearbeitung kompensiert werden muß. Das kolbenförmige Übertragungsglied muß zur Vermeidung von Querkräften auf die Stange in mehreren Richtungen frei beweglich gelagert sein, wodurch Herstellung und Wartung verteuert werden- Eine solche Ausführungsform ist daher auf Spanndorne kleinen Außendurchmessers beschränkt wie sie für die Aufnahme zwischen Spitzen einer Werkzeugmaschine vorgesehen sind.

Die schließlich noch beschriebene Verdrehvorrichtung mit einer radialen Nase an der Stange und eines auf die Nase einwirkenden Federpaketes bringt noch größere radiale Abmessungen mit sich und beruht im übrigen auch auf einem anderen Wirkungsprinzip, so daß sie nur als zusätzliche Einrichtung in Frage kommt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spanndorn der eingangs angegebenen Gattung anzugeben, dessen Verdrehvorrichtung eine geringe Zahl einfach herzustellender Teile besitzt, wenig verschleißanfälliE ist, ein hohes Drehmoment zu erzeugen erlaubt und bei gegebenem Drehmoment kleinstmögliche radiale und axiale Abmessungen aufweist

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Spanndorn erfindungsgemäß

durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung beruht somit auf der Verwendung von Kugeln, die eine radiale Bewegung ihrer Mittelpunkte in eine Drehbewegung der Stange bzw. in ein Drehmo-

ment umsetzen. Durch die Mehrfachanordnung von Kugeln ist die Stange frei von exzentrischen Kräften, und da von außen aufgebrachte Kräfte stets auf den Mittelpunkt der Kugeln gerichtet sind, üben die Kugeln keine deformierenden Kräfte auf ihre radialen Führungen aus.

Geeignete Kugeln, die beispielsweise auch für Wälzlager Verwendung finden, sind im Handel erhältlich und weisen bei engsten Durchmessertoleranzen eine große Oberflächengüte und -härte auf. Kugeln gleiten auf ihrer Berührungsfläche unter geringer Reibung ab, so daß auch ein Lösen der Verdrehvorric''iung einwandfrei möglich ist Die erforderliche Zahl von Kugeln — zur Vermeidung einer Überbestimmung des Systems werden entweder nur zwei oder drei Kugeln eingesetzt — lassen sich leicht auf dem Umfang der Stange bzw. eines mit der Stange verbundenen Kopfes unterbringen, ohne daß die radialen Abmessungen unnötig vergrößert werden. Die Mittelpunkte sämtlicher Kugeln befinden sich dabei zweckmäßig zur Vermeidung von Verkantungen der antreibenden oder angetriebenen Teile in einer radialen Ebene des Systems. Wie aus den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen hervorgeht, reduziert sich durch die Verwendung der Kugeln die Anzahl der zur Verdrehvorrichtung gehörenden Teile auf ein Minimum. Durch die geringen radialen und axialen Abmessungen läßt sich auch das Gewicht des Spanndorns merklich verringern. Durch die Verringerung der Zahl der Teile wird außerdem die Anzahl der einzuhaltenden Toleranzen erheblich verringert. Im Gegensatz zu den Verdrehvorrichtungen nach der DE-OS 28 05 881 läßt sich das erfindungsgemäße Kugelsystem sowohl durch ein in maschinenseitig vorhandenen Kraftantrieb als auch durch manuelle Betätigung antreiben, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung der Klemmwirkung des Werkstücks auf dem Spanndorn kommt. Dieser Vorteil ist im Hinblick auf Werkzeugmaschinen, die über keinen Kraftspannantrieb verfügen, nicht zu unterschätzen.

Die »schiefen Flächen« haben im Prinzip die Wirkung schiefer Ebenen, wobei der Ausdruck »schief« in Richtung auf eine Tangente an den Körper zu sehen ist, in dem die schiefe Fläche angeordnet ist. Die Lage der Tangente wird dabei durch den Radius der Stange etc. bestimmt, auf dem sich der Kugelmittelpunkt bewegt. Hierbei wird von der Lage der Kugel zur schiefen Fläche im Ruhezustand bzw. in der Entspannungsstellung ausgegangen. Durch radialen Druck auf die Kugel weicht di^se zur Spanndornachse aus, gleitet hierbei auf der schiefen Fläche ab und verdreht diese und mit ihr die Stange in Umfangsrichtung, wodurch das gewünschte Drehmoment für oen Klemmkörper erzeugt wird.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die »schiefen Flächen« Zylinderteilflächen sind, deren Achsen in einer zum Spanndorn radialen Ebene liegen und zu denjenigen Radien der Stange, die mit den Achsen der Führungen der Kugeln übereinstimmen, unter einem Winkel von etwa 45 Grad stehen, und daß der Radius das 1,01- bis l,!5fache, vorzugsweise das l,08fache des Kugelradius beträgt. Derartige schiefe Flächen

lassen sich mit dem genannten Anstellwinkel ihrer Mantellinien leicht durch einen Fingerfräser herstellen. Der geringfügig größere Radius der Zylinderteilflächen gegenüber den Kugeln führt zu einer günstigen Materialbelastung, ohne daß es zu einem Klemmen der Kugeln kommen könnte.

Eine besonders kompakte Konstruktion des Spanndorns läßt sich dann erreichen, wenn die radialen Führungen für die Kugeln in einer Verlängerung der Aufnahmehülse des Spanndorns angeordnet sind. Diese Verlängerung kann mit der Aufnahmehülse einstückig ausgeführt sein, sie kann auch beispielsweise durch einen Schweißvorgang oder eine andere Befestigungsart mit der Aufnahmehülse verbunden sein. Durch diese Maßnahme werden die auf die Kugeln beim Verspannen einwirkenden Reaktionskräfte unmittelbar auf die Aufnahmehülse und das Werkstück übertragen, welches gieicriieiiig durch «Jen Klemmkörper mäi dein kiciüiüciiden Drehmoment belastet ist. Der Kraftfluß ist auf diese Weise auf kürzestem Wege geschlossen; eine Umleitung der Kräfte über eine Lagerplatte, einen Grundkörpcr etc. ist nicht erforderlich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, insbesondere der zur Radialverlagerung der Kugeln benötigten Spannvorrichtung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweise werden nachfolgend anhand der F i g. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Spanndorn mit auf Zug ansprechender Verdrehvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand von F i g. 1 entlang der Linie 11-11,

F i g. 3 eine Seitenansicht von Stange und Klemmkörper in einer gegenüber F i g. 1 um 90 Grad gedrehten Position,

F i g. 4 einen Teilschnitt durch eine Variante des Gegenstandes von Fig. 1, bei der die Verspannung durch Druck erfolgt,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch einen Spanndorn analog F i g. 4, jedoch mit dem Unterschied, daß zur Radialbewegung der Kugeln ein in radialer Richtung schwimmender Spannring mit einer verstellbaren Druckschraube vorgesehen ist und

F i g. 6 einen Teilschnitt durch einen Spanndorn analog F i g. 4, jedoch mit dem Unterschied, daß die die Spannvorrichtung bildende Hülse mittels eines von Hand verstellbaren Gewinderings axial verschiebbar ist

Der Spanndorn gemäß den F i g. 1 bis 3 besteht aus einer einteiligen, !»ompakten Aufnahmehülse 10, die mittels eines Schrumpfsitzes in einem Befestigungsflansch 11 koaxial gelagert ist Er besteht ferner aus einer Stange 12 und einem Klemmkörper 13, der als flache Lasche ausgebildet ist und sowohl die Aufnahmehülse 10 als auch die Stange 12 diametral und mit allseitigem Spiel durchdringt Das dem Klemmkörper 13 abgekehrte Ende der Stange 12 ist mit einem Kopf 14 versehen, der einen zylindrischen Umriß hat und im Durchmesser größer ist als die Stange 12. Sowohl die Stange 12 als auch der Kopf 14 sind mit radialem Spiel in der Aufnahmehülse 10 gelagert, die für die Aufnahme des Kopfes 14 mit einer erweiterten Bohrung 15 versehen ist Die Aufnahmehülse 10 ist gegenüber dem Befestigungsflansch 11 durch einen Sicherungsring 16 festgelegt vor dem sich noch ein Anschlag 17 für das nicht dargestellte Werkstück befindet Für dessen Aufnahme besitzt die Aufnahmehülse 10 eine Außenverzahnung 18, die der Innenverzahnung des Werkstücks entspricht Wie bereits weiter oben beschrieben, wird das Werkstück durch begrenzte Verdrehung des Klemmkörpers 13, der in die Werkstückverzahnung eingreift, in Umfangsrichtung so gegen die Außenverzahnung 18 gepreßt, daß das Werkstück zuverlässig gehalten wird. Die Spannlänge »L« wird durch den vorspringenden Teil der Aufnahmehülse 10 gebildet, der für die Aufnahme des Werkstücks zur Verfügung steht.

In einer durch die Bohrung 15 abgesetzten Verlange-

ίο rung 19 der Aufnahmehülse 10 sind an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Führungen 20 und 21 angeordnet, welche die Form zylindrischer Bohrungen haben. In diesen Führungen sind radial bewegbar zwei Kugeln 22 und 23 angeordnet, die in Ausnehmungen 24

is und 25 im Kopf 14 der Stange 12 eingreifen. Diese Ausnehmungen werden im wesentlichen durch »schiefe Flächen 26 und 27« gebildet, die als Zylinderteilflächen ausgeführt sind. Die Achsen dzr Zyünderteüflächen liegen in einer zur Spanndornachse 28 radialen Ebene und stehen zu denjenigen Radien der Stange 12 bzw. des Kopfes 14, die mit den radialen Achsen der Führungen 20 und 21 übereinstimmen, unter einem Winkel von 45 Grad. Diese Lage ist auf die Spannungsstellung der Verdrehvorrichtung bezogen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kugeln 22 und 23 berühren hierbei die Zylinderteilflächen, deren Radius das l,08fache des Kugelradius beträgt 3ei einer Einwärtsbewegung der Kugeln 22 und 23 in Richtung der radialen Pfeile gleiten die Kugeln auf den »schiefen Flächen« 26 und 27 ab und zwingen damit den Kopf 14 und die Stange 12 zv einer Drehbewegung in Richtung des gekrümmten Pfeils um die Spanndornachse 28. Es versteht sich, daß hierbei die räumliche Lage der schiefen Flächen 26 und 27 so auf die Beweglichkeit des Klemmkörpers 13 innerhalb der Aufnahmehülse 10 abgestimmt ist, daß der Klemmkörper 13 eine entsprechende Drehbewegung ausführen kann. Unter Vernachlässigung der Tatsache, daß der Radius der Zylinderteilflächen geringfügig größer ist als der Kugelradius, gehen die Achsen der Zylinderteilflächen im we· sentlichen durch den Kugelmittelpunkt Die Ausnehmungen 24 und 25 enden in ebenen Grundflächen 29 und 30, die in der in F i g. 2 gezeigten Spannungsstellung einen solchen minimalen Abstand von der Kugeloberfläche haben, daß die Kugeln innerhalb der Ausnehmungen nicht nur die ihnen zugedachte Bewegung ausführen können, sondern daß auch eine Montage der nachstehend beschriebenen Spannvorrichtung möglich ist, welche die Kugeln umgibt.
Auf dem Außenumfang der Verlängerung 19 der Aufnahmehülse 10 ist eine Spannvorrichtung 31 angeordnet die aus einer nahezu spielfrei in Achsrichtung des Spanndorns längsverschieblichen Hülse 32 besteht Diese besitzt eine der Kugelzahl entsprechende Anzahl weiterer schiefer Flächen 33 und 34, die durch Ausnehmungen 35 und 36 in der Hülse 32 gebildet sind. Auch die schiefen Flächen 33 und 34 sind Zylinderteilflächen. Deren Achsen liegen in einer durch die Spanndornachse 28 verlaufenden Ebene und stehen unter einem Winkel von 30 Grad zur Spanndomachse. Der Radius der Zylinderteilflächen liegt auch in diesem Falle beim l,08fachen des Kugelradius. Für die Lage der Kugeln 22 und 23 innerhalb der Ausnehmungen 35 und 36 gelten weitgehend analoge Überlegungen wie im Hinblick auf die Lage der Kugeln innerhalb der Ausnehmungen 24 und

25. Die Hülse 32 ist auf ihrer dem Klemmkörper 13 abgewandten Seite mit einer Stirnwand 37 versehen, in der eine Betätigungsstange 38 befestigt ist die zu einem nicht dargestellten Kraftspannantrieb führt Durch Ver-

Schiebung der Hülse 32 nach links werden die Kugeln 22 und 23 wegen der Schrägstellung der schiefen Flächen 33 und 34 in Richtung der radialen Pfeile (F i g. 2) nach innen bewegt und erzwingen hierbei die weiter oben beschriebene Drehung des Kopfes 14 und der Stange 12. s Bei der Rückwärtsbewegung der Hülse 32 nach rechts wird ^e Verspannung wieder aufgehoben, d. h. die Kugeln kehren in ihre maximale Außenstellung zurück und die Stange 12 mit dem Klemmkörper 13 in ihre Entspannungsstellung. Zur Verhinderung einer Verdrehung der Hülse 32 gegenüber der Aufnahmehülse 10 ist zwischen beiden ein Zylinderstift 39 angeordnet, der in einen axialen Schlitz 40 in der Verlängerung 19 eingreift.

In F i g. 4 sind gleiche Teile wie in den F i g. 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich ist Iediglich die Ausbildung einer Hülse 4? die mit schiefen Flächen 42 und 43 in Form von Zylinderteilflächen vergehen sind, deren Achsen die Spanndornachse 28 links (statt rechts) von den Kugeln 22 und 23 schneiden. Durch diese Maßnahme erfolgt das Spannen des Spanndorns durch einen Druck auf die Hülse 41 bzw. deren Verschiebung nach rechts und ein Lösen bzw. Entspannen durch Bewegung der Hülse 41 nach links. Es ist auf diese Weise durch die Wahl der Schrägstellung der schiefen Flächen möglich, die Betätigungsrichtung der Verdrehvorrichtung dem vorhandenen Kraftspannantrieb der Werkzeugmaschine anzupassen. Die Schrägstellung der Achsen der Zylinderteilflächen ist nicht besonders kritisch; durch Veränderung des Winkels mit der "panndornachse 28 kann das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen beeinflußt werden.

Auch in Fig.5 wurden gleiche Teile wie bisher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Ausbildung des Kopfes 14 und die relative Lage der Führungen 20 und 21 zu den Ausnehmungen im Kopf 14 stimmen mit den Ausführungen gemäß den F i g. 1 bis 4 weitgehend überein. Abweichend hiervon ist in F1 g. 5 jedoch keine weitgehend spielfrei auf der Verlängerung 19 der Aufnahmehülse 10 gelagerte Hülse 32 bzw. 41 mit den entsprechenden schiefen Flächen vorhanden, sondern die Kugeln 22 und 23 bzw. Führungen 20 und 21 sind mit beträchtlichem radialen Spiel von einem »schwimmenden« Spannring 44 umgeben, in dem auf einer Seite eine radiale Anschlagschraube 45 und auf der diametral gegenüberliegenden Seite eine radiale Druckschraube 46 angeordnet sind. Beide Schrauben ragen um ein gewisses Maß in die Führungen 20 und 21 hinein und sind auf ihren den Kugeln 22 und 23 zugewandten Stirnseiten mit kegeiförmigen Ausdrehungen 47 und 48 versehen. Durch Verdrehen der Druckschraube 46 von Hand, beispielsweise mittels eines Inbusschlüssels lassen sich die beiden Kugeln 22 und 23 einander annähern, wodurch analog Fig.2 eine Verdrehung der Stange 12 mittels des Kopfes 14 erzwungen wird. Es spielt hierbei keine Rolle, daß nur die Druckschraube 46 radial verstellbar ist Ein Lageausgleich erfolgt durch das beträchtliche Radialspiel des Spannrings 44 gegenüber der Verlängerung 19. Es versteht sich, daß mittels der Anschlagschraube 45 eine Zwischenstellung eingestellt wird, die entsprechende Freiheitsgrade des Spannrings 44 nach beiden Seiten zuläßt Eine axialsymmetrische Kraftverteilung kommt hierbei auch ohne besonderes Spiel zwischen der Stange 12 bzw. dem Kopf 14 und dar Aufnahmehülse 10 bzw. der Bohrung 15 zustande.

Fig.6 zeigt eine Variante des Gegenstandes nach F i g. 4, & h. die Kugeln 22 und 23 werden auch hier mittels einer Hülse 49 mit schiefen Flächen 50 und 51 verspannt, wenn die Hülse 49 nach rechts bewegt wird.

Die schiefen Flächen 50 und 51 sind auch hier als Zylinderteilflächen ausgeführt, wobei die Zylinderachsen die Spanndornachse 28 links von den Kugeln 22 und 23 schneiden. Die Axialbewegung der Hülse 49 erfolgt auch im vorliegenden Falle nicht mittels einer Kraftspannvorrichtung, sondern von Hand. Zu diesem Zweck ist die Hülse 49 mit einem Außengewinde 52 versehen, auf dem ein Gewindering 53 angeordnet ist. Dieser Gewindering kann mit einer Rändelung 54 (obere Bildhälfte) und/oder mit einer Bohrung 55 (untere Bildhälfte) für das Einstecken eines Schlüssels versehen sein. Der Gewindering 53 stützt sich an dem Befestigungsflansch 11 ab. Je nach der Drehrichtung des Gewinderings 53 wird die Hülse 49 entweder nach rechts (Spannvorgang) oder nach links (Entspannungsvorgang) bewegt. Um die Hülse 49 an einer (begrenzten) Mitdrehung zu hindern, die zu einem Klemmen der Kugeln führen würde, ist zwischen der Hülse 49 und dem Befestigungsflansch 11 als Verdrehsicherung ein Zylinderstift 56 angeordnet.

Der in sämtlichen Ausführungsbeispielen beschriebene Kugelmechanismus hat bei entsprechender Wahl der Übersetzungsverhältnisse, die durch die Schrägstellung der »schiefen Flächen« leicht beeinflußt werden können, eine derart hohe Spannwirkung für das Werkstück auf der Aufnahmehülse 10 zur Folge, daß eine zuverlässige Halterung des Werkstücks auch dann erreicht werden kann, wenn die Verspannung, wie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 5 und 6 gezeigt wurde, von Hand vorgenommen wird.

Zu Fig.2, die als etwa maßstäblich zu werten ist, ist noch auszuführen, daß die Länge der Führungen 20 und 21 und die Lage der Kugeln 22 und 23 in diesen Führungen sowie in den Ausnehmungen 24 und 25 so getroffen ist, daß die Kugeln 20 und 21 beim Beginn ihrer radialen Einwärtsbewegung sofort voll auf den schiefen Flächen 26 und 27 aufliegen, so daß an keiner Stelle eine Kantenpressung äüiifiit Wie durch die Pfeile in F i g. 2 gezeigt, werden die Kräfte von den schiefen Flächen 26 und 27 über die Kugeln 22 und 23 auf die Führungen 20 und 21 übertragen. Die genannten Voraussetzungen gelten in analoger Weise für sämtliche Ausführungsbeispiele.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Spanndorn für die koaxiale Außenbearbeitung von Werkstücken mit Innenverzahnung, bestehend aus einer Aufnahmehülse mit einer der Werkstückverzahnung entsprechenden Außenverzahnung sowie aus einem in die Werkstückverzahnung eingreifenden, gegenüber der Aufnahmehülse mittels einer Verdrehvorrichtung über eine innerhalb der Aufnahmehülse angeordnete Stange verdrehbaren Klemmkörper, durch den die Innenverzahnung des Werkstücks gegen die Außenverzahnung der Aufnahmehülse in einer Umfangsrichtung zur Anlage bringbar ist, wobei die Aufnahmehülse über die gesamte Spannlänge »L« durchgehend ausgebildet und innerhalb der Spannlänge »L« mit Ausnehmungen versehen ist, die sich nur auf einen Teil des Umfangs der Aufcihmehülse erstrecken und durch die der Klemmkfeoer in der Weise hindurchgeführt ist, daß sich die in die Werkstückverzahnung eingreifenden Enden des Klemmkörpers und Umfangsteile der Aufnahmehülse abwechseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehvorrichtung mindestens zwei in zur Spanndornachse (28) radialen Führungen (20, 21) gelagerte Kdgeln (22, 23) aufweist, die durch eine von außen betätigbare Spannvorrichtung (31) in radialer Richtung verspannbar sind, sowie mindestens zwei an der Stange (12) angeordnete, zum StanRenradius »schiefe Flächen« (26, 27) besitzt, auf denen die Kugeln (22, 23) bei radialer Bewegung ihrer Mittelpunkte dnter Erzeugung einer Drehbewegung der St-nge (12) bewegbar sind.

2. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die »schiefen Flächen« (26, 27) Zylinderf.eilflächen sind, deren Achsen in einer zum Spanndorn radialen Ebene liegen und zu denjenigen Radien der Stange (12), die mit den Achsen der Führungen (20,21) der Kugeln (22,23) übereinstimmen, unter einem Winkel von etwa 45 Grad stehen, und daß der Zylinderradius das 1,01- bis 1,15fache, vorzugsweise das l,08fache des Kugelradius beträgt.

3. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Führungen (20,21) für die Kugeln (22, 23) in einer Verlängerung (19) der Aufnahmehülse (10) angeordnet sind.

4. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die »schiefen Flächen« (26, 27) in einem mit der Stange (12) verbundenen Kopf (14) angeordnet sind, dessen Durchmesser größer als der Stangendurchrnesser ist.

5. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (31) aus einer in Achsrichtung des Spanndorns längsverschieblichen Hülse (32, 41, 49) besteht, die eine der Kugelzahl entsprechende Anzahl weiterer »schiefer Flächen« (33/34; 42/43 bzw. 50/51) besitzt, auf denen die Kugeln (22, 23) bei axialer Bewegung der Hülse unter radialer Bewegung der Kugelmittelpunkte bewegbar sind.

6. Spanndorn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die »schiefen Flächen« (33/34; 42/43 bzw. 50/51) Zylinderteilflächen sind, deren Achsen zur Spanndornachse (28) unter einem Winkel von 15 bis 45 Grad verlaufen und in je einer durch die Spanndornachse (28) verlaufenden Ebene liegen, und daß der Radius der Zylinderteilflächen das 1.01 bis l,15fache, vorzugsweise das l,08fachedes Kugel-

radius beträgt.

7. Spanndorn nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (32, 41) mit einem Kraftspannantrieb in Verbindung steht.

8. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Kugeln (22,23) und deren radialen Führungen (20, 21) ein Spannring (441 mit mindestens einer radial gegen mindestens eine dt - Kugeln (22) verspannbaren Druckschraube (46) zugeordnet ist (F ig. 5).

9. Spanndorn nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (49) mit einem Außengewinde (52) und mit einem Gewindering (53) versehen ist, mittels welchem die Hülse (49) gegenüber einem Widerlager in Spannrichtung bewegbar ist (F ig. 6).