DE3020522C2

DE3020522C2 -

Info

Publication number: DE3020522C2
Application number: DE3020522A
Authority: DE
Inventors: Alfred 8560 Lauf De Hartig
Original assignee: Emuge-Werk Richard Glimpel Fabrik fur Praezisionswerkzeuge Vormals Moschkau & Glimpel 8560 Lauf De
Current assignee: Emuge-Werk Richard Glimpel Fabrik fur Praezisionswerkzeuge Vormals Moschkau & Glimpel 8560 Lauf De
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1987-10-22
Also published as: FR2489189A1; FR2489189B1; IT1167774B; DE3020522A1; IT8122018A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit einer Spannein leitung, mit einer Spannhülse zum Halten eines zu spannenden Gegenstandes und mit einem, an beiden Enden feste, in sich kom pakte Ringe aufweisenden, in Achsrichtung zusammendrückbaren elastischen Federbereich, der von in Umfangsrichtung verlaufen den, durch in Achsrichtung der Spannhülse gleich breite Schlitze von einander getrennten, über Gelenkstellen miteinander verbundenen Balken gebildet ist, wobei die von den Ringen und dem Federbe reich gebildete Einheit zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist.

Bei einer bekannten (US-PS 26 10 066) Spannvorrichtung dieser Art sind die Ringe und der Federbereich der mittlere Bereich einer Spannhülse, deren beide Endbereiche in Achsrichtung ge schlitzt sind. Die axial außen liegenden Flächen dieser in Achs richtung geschlitzten Endbereiche liegen an den Widerlagern an. Die in Achsrichtung der Federhülse gemessene Dicke der Balken ist etwa so groß wie die in Achsrichtung gemessene Breite der Schlitze. Die Ringe und der Federbereich sind in keiner Weise unmittelbar geführt.

Die Genauigkeit dieser Spannvorrichtung ist in vielen Fällen un befriedigend, da der von den Ringen und dem Federbereich gebil dete Abschnitt der Spannhülse einen allzu großen Federweg hat und sich in radialer Richtung verlagern kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Hinblick auf verbes serte Spanngenauigkeit ausgebildet ist, indem die von den Ringen und dem Federbereich gebildete Einheit in verbesserter Weise ge lagert ist und eine auf das genaue Spannen ausgerichtete Feder kennlinie besitzt. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe und der Federbereich eine einstückige von der Spannhülse unabhängige Federhülse bilden, wobei die beiden axial außen liegenden Flä chen der beiden Ringe planparallele Flächen sind und an den Wi derlagern planparallel abgestützt sind, daß der eine Ring ein absolut spielfrei eingepaßter Führungsring ist und der andere Ring ein mit einer geschliffenen Feinpassung in einer Führung axial beweglich sitzender Führungsring ist und daß die in Achs richtung der Federhülse gemessene Dicke des schlankesten Balkens min destens das 2fache der Breite der Schlitze in Achsrichtung ist.

Durch Anwendung des mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen versehenen Federbereiches in Verbindung mit den kompakten festen endseitigen Führungsringen ist eine Federhülse erreicht, deren jeweilige Vorspannung in genau wiederholbarer Weise dem jeweili gen Abstand der beiden Führungsringe zugeordnet ist. Es weist also jede gleichausgebildete Federhülse mit stark erhöhter Ge nauigkeit die gleiche Kennlinie auf. Auch läßt sich bei jedem Einsatz der einzelnen Federhülse eine bestimmte gewünschte Vor spannung mit stark erhöhter Genauigkeit allein durch Einstellen eines bestimmten, vorher berechneten Abstandes der Führungsringe voneinander einstellen. Die Federhülse der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist einfacher herzustellen. Die beiden axial außen liegenden planparallelen Flächen der beiden Führungsringe stützen sich während des gesamten Federvorganges stets planparallel ab.

Die Federhülse der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung hat nur ein sehr geringes Spiel und ist in die Spannvorrichtung für Werk zeuge oder Werkstücke eingebaut, bei der es besonders auf die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Federkennlinie ankommt. Hier dient die Federhülse zur Begrenzung der Spannkraft, wobei die Federhülse in den Kraftfluß zwischen der Spann einleitung und der Spannhülse zwischengeschaltet ist. Bei der Federhülse der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind wegen der sehr schmalen Schlitze auch bei hohen Drücken nur geringe Federwege möglich, so daß die Balken der Federhülse nicht bis zum Bruch durchgebo gen werden können.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Dicke der Balken von dem einen Führungsring zum anderen zunimmt. Durch die zunehmende Balkendicke ist eine Federhülse mit genau wieder holbarer progressiver Kennlinie erreicht. Die wegen der progres siven Federkennlinie variable Dicke der Balken ist in Verbindung mit der besonderen Lagerung der Führungsringe besonders wertvoll.

Es ist möglich, die in radialer Richtung zu messende Dicke des Balkens anwachsend zu gestalten, was wegen der zunehmenden Dicke der Wandung der Hülse herstellungsmäßig zu Schwierigkeiten füh ren kann. In der Regel ist daher die zunehmende Dicke die in Achsrichtung zu messende Dicke der Balken. Diese Federhülse, die im Federbereich in Achsrichtung konstante Wanddicke aufweist, ist einfacher herzustellen und zu berechnen.

Die Zunahme der Kennlinie hängt von der Zunahme der Balkendicke ab. Für die meisten der wesentlichen Anwendungsfälle der erfin dungsgemäßen Spannvorrichtung ist es zweckmäßig, wenn die Dicke der Balken von dem einen Führungsring zum anderen auf mindestens das 1,5fache des schlankesten Balkens zunimmt.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn der be wegliche Führungsring in axialer Richtung an einer Seite eines Stützringes anliegt, gegen dessen andere Seite entlastende Stütz schrauben schraubbar sind. Die mit den Stützschrauben aufgebrach te Entlastungskraft ermöglicht es, die Federhülse unwirksam zu ma chen, wobei sie aber gespannt gehalten ist. Somit ist der Stütz ring bei der Anwendung der Federhülse in der Spannvorrichtung von besonderem Vorteil.

Die Federhülse besteht in der Regel aus Stahl, kann aber auch aus Kunststoff oder Glas bestehen. Sie wird eingesetzt, wenn bei geringem Federweg hohe Drücke gefordert sind; hohe Kräfte sind hier zulässige Belastungen von 500 N an aufwärts bis zu ca. 30 000 N; bevorzugt sind Kräfte von 5000 N bis 30 000 N; die zu lässige Belastung liegt vor, wenn die Federhülse ohne zu brechen, maximal zusammengedrückt ist.

Die Außenkontur der Federhülse, besonders im Bereich der Füh rungsringe, muß nicht zylindrisch sein; auch der Querschnitt der Federhülsenbohrung muß nicht unbedingt zylindrisch sein. Die Schlitz breite wird jeweils so gewählt, daß ein Federweg gegeben ist, der keinen Bruch der Feder zuläßt. Vor dem Bruch müssen die je weils benachbarten Balken gegeneinander gefahren sein.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Federhülse einer Spannvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Federhülse gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 5 durch die Spann vorrichtung mit der Federhülse gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 eine Vorderansicht der Spannvorrichtung gemäß Fig. 4.

Die Federhülse gemäß Zeichnung ist eine einstückige Hülse aus Stahl, die endseitig je einen in sich geschlossenen Führungs ring 1, 2 aufweist, der jeweils außen eine zylindrische Mantel fläche und eine plane Stirnfläche besitzt. Zwischen den beiden Führungsringen 1, 2 ist ein Federbereich 3 vorgesehen, der durch Schlitze 4 erzeugt ist, die in Umfangsrichtung verlaufen. Die Schlitze 4 trennen in Umfangsrichtung verlaufende Balken 5 von einander, die über Gelenkstellen 6 miteinander verbunden sind. Die Schlitzung ist generell derart, daß jeweils zwei in Achs richtung nebeneinander angeordnete Schlitze sich überlappen und in Längsrichtung der Schlitze gesehen mindestens zwei Schlitze mit Abstand hintereinander vorgesehen sind, die mit einem dane ben angeordneten Schlitz auf Lücke angeordnet sind und einen waagscheidartigen Verbindungsbalken begrenzen.

Die Spannvorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 hält ein spanabhebendes Werkzeug 7, nämlich einen Fräser, in einer zweiteiligen Spann hülse 8, die in einem Grundkörper 9 untergebracht ist. Gegen das eine Ende der Spannhülse 8 drückt ein beweglicher Führungsring 1 einer Federhülse 10, die am anderen Ende über einen zweiten unbeweglichen Führungsring 2 am Grundkörper 9 abgestützt ist und im wesentlichen gemäß Fig. 1 und 2 ausgebildet ist. Der unbeweg liche Führungsring 2 ist in den Grundkörper 9 absolut spielfrei eingepaßt und der andere Führungsring 1 sitzt in einer vom Grund körper gebildeten Führung mit geschliffener Feinpassung. Am ersten Führungsring 1 greift ein Stützring 11 an, der mittels Stützschrauben 12 in Achsrichtung verschiebbar ist, um die Spann hülse 8 vom Druck der Federhülse 10 zu entlasten. Der Grundkör per 9 ist zweiteilig und die Teile werden von Schrauben 13 zu sammengehalten. Der Grundkörper 9 weist Bohrungen 14 auf, durch die nicht gezeigte Schrauben gesteckt werden können, um den Grundkörper an eine nicht gezeigte Maschinenspindel zu schrauben.

Claims

1. Spannvorrichtung mit einer Spanneinleitung, mit einer Spann hülse zum Halten eines zu spannenden Gegenstandes und mit einem, an beiden Enden feste, in sich kompakte Ringe aufwei senden, in Achsrichtung zusammendrückbaren elastischen Feder bereich, der von in Umfangsrichtung verlaufenden, durch in Achsrichtung der Spannhülse gleich breite Schlitze voneinander ge trennten, über Gelenkstellen miteinander verbundenen Balken gebildet ist, wobei die von den Ringen und dem Federbereich gebildete Einheit zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringe (1, 2) und der Federbe reich (3) eine einstückige von der Spannhülse unabhängige Fe derhülse (10) bilden, wobei die beiden axial außen liegenden Flächen der beiden Ringe (1, 2) planparallele Flächen sind und an den Widerlagern planparallel abgestützt sind, daß der eine Ring ein absolut spielfrei eingepaßter Führungs ring (2) ist und der andere Ring ein mit einer geschliffenen Feinpassung in einer Führung axial beweglich sitzender Füh rungsring (1) ist und
daß die in Achsrichtung der Federhülse (10) gemessene Dicke des schlankesten Balkens (5) mindestens das 2fache der Breite der Schlitze (4) in Achsrichtung ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Balken (5) von dem einen Führungsring zum ande ren (2) zunimmt.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Balken (5) von dem einen Führungsring (1) zum anderen (2) auf mindestens das 1,5fache des schlankesten Balkens zunimmt.

4. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der bewegliche Führungsring (1) in axialer Richtung an einer Seite eines Stützringes (11) an liegt, gegen dessen andere Seite entlastende Stützschrauben (12) schraubbar sind.