DE3347794A1 - Spannvorrichtung fuer verzahnte werkstuecke - Google Patents

Description

PATENTANWALT!; _;_ - ; » - " - ■· · - ur.-inc. franz tuesthoff

WUESTHOFF - v. PECHMAWN- BEHRENS--GOEtZ^{: DR}'^PIIU·^PREDA ™^ESTHOFF

DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS ^ d.pl.-chem.dr. e.fre.herr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.J DIPL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 Maag-Zahnräder Schweigerstrasse 2

lA-58 384 telefon: (089)661051

24 Mai 1984 Telegramm: protectpatent

TELEX: 514070

Spannvorrichtung für verzahnte Werkstücke

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für verzahnte Werkstücke mit

- einem Grundkörper, der eine Verzahnung sowie zwischen deren Enden eine Aussparung aufweist und mit einem komplementär verzahnten Werkstück durch axiales Ineinanderschieben in Eingriff bringbar ist,

- einem Klemmkörper, der in der Aussparung des Grundkörpers um dessen Achse verdrehbar aufgenommen ist und Zähne aufweist, die in einer Ruhestellung mit je einem Zahn des Grundkörpers fluchten und durch Verdrehen des Klemmkörpers gegen je einen Zahn des Werkstücks spannbar sind,

- und einem Antriebskörper, der am Grundkörper in zwei entgegengesetzten Richtungen axial verstellbar gelagert ist und mit dem Klemmkörper durch die Aussparung hindurch in einer Antriebsverbindung steht, die Verstellbewegungen des Antriebskörpers in Verdrehungen des Klemmkörpers umsetzt.

Eine bekannte Spannvorrichtung dieser Gattung (DE 28 05 881 Al) ist als Spanndorn für die koaxiale Bearbeitung von Werkstücken mit Innenverzahnung ausgebildet. Ihr Grundkörper hat die Form einer Hülse mit Außenverzahnung und einer länglichen diametralen Aussparung. Der zugehörige Klemmkörper hat einen stangenförmigen Teil, der im

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Grundkörper drehbar gelagert ist, und einen daran befestigen Querflügel, der sich mit Spiel durch die diametrale Aussparung des Grundkörpers hindurcherstreckt und an seinen beiden Enden je einen oder zwei Zähne aufweist. An dem einen Ende des stangenförmigen Teils des Klemmkörpers ist, noch innerhalb des Grundkörpers, eine Kopfplatte befestigt, in die eine Quernut mit schrägen Seitenwänden eingearbeitet ist. Als Antriebskörper sind in einer am Grundkörper befestigten Deckplatte zwei Bolzen achparallel geführt, die an ihren inneren Enden dachförmig abgeschrägt sind und in die Quernut eingreifen. Außerhalb der Deckplatte ist am Grundkörper ein axial verschraubbares Betätigungsglied angeordnet, mit dem sich ein axialer Druck auf die beiden Bolzen ausüben läßt. Die Quernut in der Kopfplatte hat eine solche Lage, daß die beiden Bolzen bei Ausübung eines axialen Druckes bestrebt sind, den Klemmkörper in eine Drehwinkelstellung zu bringen, in der die an seinem Querflügel ausgebildeten Zähne ein Drehmoment auf die Innenverzahnung eines auf den Grundkörper aufgesteckten Werkstücks ausüben und diese Innenverzahnung gegen die Außenverzahnung des Grundkörpers verspannen. Zum Rückstellen des Betätigungsgliedes ist ein Tellerfederpaket vorgesehen.

Bei dieser bekannten Spannvorrichtung muß die diametrale Aussparung des Grundkörpers in Umfangsrichtung merklich breiter sein als der Querflügel des Klemmkörpers, damit dieser in der erforderlichen Weise verdrehbar ist. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß die Ausnehmung mit Schmutz verstopft wird, beispielsweise mit einem Gemisch aus Metallspänen und öl. Eine solche Verstopfung kann insbesondere eintreten, während ein Werkstück auf den Grundkörper aufgeschoben wird, denn dabei kann Schmutz vom Werkstück abgestreift werden und unmittelbar in die Aussparung gelangen. Eine Verschmutzung der Aussparung muß früher oder später die Folge haben, daß der Klemmkör-

per sich entweder nicht genügend weit verdrehen läßt, um das Werkstück sicher zu spannen oder der Klemmkörper sich nach der Bearbeitung des Werkstücks nicht mehr vollständig in seine Ruhestellung zurückdrehen läßt, so daß er das Abziehen des Werkstücks erheblich behindert. Im erstgenannten Fall kann das Werkstück während der Bearbeitung zerstört, jedenfalls aber nicht mit der vorgesehenen Genauigkeit bearbeitet werden; im letztgenannten Fall kann das Werkstück durch die zum Abziehen vom Grundkörper erforderliche Kraftanwendung beschädigt werden; insbesondere können die Zähne des Klemmkörpers die Zahnflanken des Werkstücks beschädigen. Die Gefahr solcher Beschädigungen ist besonders groß, weil bei der bekannten Spannvorrichtung nicht die Möglichkeit besteht, die Rückkehr des Klemmkörpers in seine Ruhestellung durch eine Bewegung der Antriebskörper zu erzwingen; diese kehren nach dem Rückzug des Betätigungsgliedes nur in dem Maß in ihre Ausgangsstellung zurück, in dem sie von den schrägen Seitenflächen der Quernut in der Kopfplatte des Klemmkörpers bei dessen Rückdrehung in die Ruhestellung verdrängt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart zum gleichzeitigen Spannen zweier Werkstücke weiterzubilden, daß die Gefahr von Beschädigungen der Werkstücke, insbesondere als Folge einer durch Verschmutzung hervorgerufenen Schwergängigkeit, vermieden oder zumindest erheblich herabgesetzt wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß - beiderseits eines am Grundkörper selbst ausgebildeten mittleren Verzahnungsabschnitts, von diesem durch je eine ringförmige Aussparung getrennt, je ein Ringkörper, der einen eigenen Verzahnungsabschnitt aufweist, am Grundkörper befestigt ist,

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- in beiden ringförmigen Aussparungen je ein ringförmiger Klemmkörper für je ein Werkstück gelagert ist, und

- jedem der Klemmkörper ein eigener Antriebskörper zugeordnet ist.

In der ringförmigen Aussparung des Grundkörpers ist kein Platz für Schmutz, da jeder Klemmkörper die zugehörige Aussparung im wesentlichen - bis auf ein allenfalls erforderliches geringes Bewegungsspiel - ausfüllt. Die geringen Schmutzmengen, die im ungünstigsten Fall in die Aussparungen eindringen könnten, sind jedenfalls nicht imstande, Anschlagflachen zu bilden, welche die Drehbeweglichkeit der ringförmigen Klemmkörper einschränken würden.

Die beiden Antriebskörper sind vorzugsweise von einem gemeinsamen Betätigungsglied über mindestens ein Zwischenglied, das Relativbewegungen der Antriebskörper in Bezug zueinander ermöglicht, betätigbar. Damit wird erreicht, daß durch eine einzige Betätigung beide Werkstücke gleichzeitig und mit zumindest annähernd gleichen Kräften gespannt werden können.

Die zuletzt beschriebene Ausführungsform einer Spannvorrichtung zum gleichzeitigen Spannen zweier Werkstücke ist vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß

- die beiden Antriebskörper unabhängig voneinander axial verschiebbar im Grundkörper geführt sind,

- einer der beiden Antriebskörper hülsenförmig gestaltet ist und eine trichterförmige Stirnfläche aufweist,

- der andere Antriebskörper einen Fortsatz aufweist, der sich durch den hülsenförmigen Antriebskörper hindurch bis zu dessen trichterförmiger Stirnfläche erstreckt und eine kegelstumpfförmige Stirnfläche aufweist,

- das Betätigungsglied axial verschiebbar oder verschraub-

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bar ist und eine den beiden genannten Stirnflächen axial gegenüberliegende Stirnfläche aufweist, - und als Zwischenglied mindestens eine Kugel zwischen den drei Stirnflächen angeordnet ist.

Sämtliche im vorstehenden beschriebenen Merkmale der Erfindung lassen sich bei dornartigen Spannvorrichtungen zum Spannen innenverzahnter Werkstücke ebenso anwenden wie bei hülsenartigenSpannvorrichtungen zum Spannen außenverzahnter Werkstücke.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, in der ein Axialschnitt einer als Spanndorn zum gleichzeitigen Spannen zweier innenverzahnter Werkstücke ausgebildeten Spannvorrichtung dargestellt ist.

Die dargestellte Spannvorrichtung für zwei innenverzahnte Werkstücke W und W¹ hat als tragendes Bauteil einen Grundkörper 12, der in bezug auf eine zu seiner Achse normale Mittelebene im wesentlichen symmetrisch gestaltet ist.

Am Grundkörper 12 selbst ist ein zur Verzahnung der Werkstücke W und W¹ komplementärer, also außenverzahnter, mittlerer Verzahnungsabschnitt 18 ausgebildet; an diesen schließt sich beiderseits je eine zylindrische Lagerfläche 20 bzw. 20' von geringerem Durchmesser an, auf der mit Abstand von dem Verzahnungsabschnitt 18 ein Ringkörper 22 bzw. 22' zentriert und mittels eines Querstifts 24 bzw. 24' befestigt ist. Die Ringkörper 22 und 22' sind nur aus fertigungstechnischen Gründen getrennt hergestellt; sie bilden jedoch mit dem Grundkörper 12 eine funktionelle Einheit und weisen je einen Verzahnungsabschnitt 26 bzw. 26' auf, der mit dem Verzahnungsabschnitt

18 fluchtet und auch in der Gestaltung des Zahnprofils genau übereinstimmt.

Die Verzahnungsabschnitte 18,26 und 26' begrenzen mit ihren einander zugewandten Stirnflächen Aussparungen 28 und 28' des Grundkörpers 12, in denen je ein ebenfalls außenverzahnter, ringförmiger Klemmkörper 30 bzw. 30'auf der Lagerfläche 20 bzw. 20' drehbar gelagert ist. In einer Ruhestellung der Klemmkörper 30 und 30' fluchten deren Zähne 32 bzw. 32' mit je einem Paar Zähne der beiden benachbarten Verzahnungsabschnitte 18 und 26 bzw. 18' und 26'. Die Zähne 32 und 32' haben jedoch eine etwas geringere Dicke als diejenigen der drei zum Grundkörper 12 gehörigen Verzahnungsabschnitte 18,26 und 26'.

Jeder der ringförmigen Klemmkörper 30 und 30' hat an seiner Innenseite zwei einander diametral gegenüber angeordnete, achsparallele Nuten 34 bzw. 34', die je eine wendelförmige Nut 36 bzw. 36' in dem größtenteils hohlgebohrten Grundkörper 12 kreuzen. Durch diese Paare von Nuten 34 und 36 bzw. 34' und 36' erstreckt sich je ein Querstift, dessen Enden radiale Vorsprünge 38 bzw. 38' eines Antriebskörpers 40 bzw. 40' bilden. Beide Antriebskörper 40 und 40' sind im Grundkörper 12' axial verschiebbar geführt. Anstelle der Nuten 36 und 36' könnten die Nuten 34 und 34' wendelförmig sein. Beiden Antriebskörpern 40 und 40' ist ein gemeinsames Betätigungsglied 44 zugeordnet, das die Form eines axial verschiebbaren und durch einen Querstift 54 an einer Drehung in bezug auf den Grundkörper 12 gehinderten Stößels hat und beispielsweise mittels einer nicht dargestellten pneumatischen Kolben-Zylindereinheit axial verstellbar ist.

Der Antriebskörper 40' ist hülsenförmig und umschließt einen stangenförmigen Fortsatz 56 des Antriebskörpers 40. Der Fortsatz 56 und der Antriebskörper 40' haben je eine konische Stirnfläche 58 bzw. 58', von denen die Stirnfläche 58 kegelstumpfförmig und die sie umgebende Stirnfläche 58' trichterförmig ist, so daß beide Stirnflächen 58, 58' zusammen eine Ringnut begrenzen. Das Betätigungsglied 44 hat eine ebene Stirnfläche 60, die über mehrere Kugeln 62 an den Stirnflächen 58 und 58' abgestützt ist.

Der Grundkörper 12 ist an einem Flansch 64 befestigt, der zur Befestigung an einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist. Wenn zwei auf die Spannvorrichtung aufgeschobene Werkstücke W und W¹ in einem bestimmten axialen Abstand voneinander gehalten werden sollen, kann dies durch einen zwischen ihnen angeordneten Distanzring 6 6 geschehen.

Die mit einer fertigen Innenverzahnung versehenen Werkstücke W und W werden für ihre weitere Bearbeitung auf den Grundkörper 12 aufgeschoben; die Länge des zwischen ihnen angeordneten Distanzrings 66 ist so gewählt, daß die Innenverzahnungen beider Werkstücke in je zwei Verzahnungsabschnitte 18 und 26 bzw. 26' des Grundkörpers 12 auf etwa gleichen Längen eingreifen und dadurch auch mit den Zähnen 32 bzw. 32' des zugehörigen Klemmkörpers 30 bzw. 30' auf deren gesamter Länge in Eingriff stehen. In dieser Stellung werden die Werkstücke W und W¹ festgehalten, während das Betätigungsglied 44 derart axial zugestellt wird, daß beide Antriebskörper 40 und 40' gegen den Widerstand der zugehörigen Federn 52 bzw. 52' weiter nach innen verschoben werden. Dabei werden die Antriebskörper 40 und 40' entsprechend der Wendelung der Nuten 36 bzw. 36' im Grundkörper 12 gedreht, und diese Drehung wird über die radialen Vorsprünge 38 bzw. 38* und Nuten 34 bzw. 34' auf die Klemmkörper 30 und 30' übertragen.

Deren Zähne 32 bzw. 32' verdrehen die Werkstücke W und W soweit, bis diese zwischen den beiden Verzahnungsabschnitten 18 und 26 bzw. 18' und 26' des Grundkörpers 12 einerseits und den Zähnen 32 bzw. 32' des Klemmkörpers 30 bzw. 30' andererseits sicher und gleichachsig mit dem Grundkörper 12 verspannt sind.

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Claims (3)

PATENTANWÄLTE."..: ' : *."*". " .".'..'. PR.-ino. fkan/ tuesthoff WüESTHOFF-v.PECHMANNvffEKRENS-tSOETΖ :"·»"ι·"ΕΙ)Α DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) EUROPEAN PATENTATTORNEYS d1pu-che«. dr.e. pre.he** von pechmann DR.-ING. DIETER BEHRENS 3 3 4 7 7 9 A dipl.-ing.; dipl.-virtsch.-ing. Rupert goe· Maag-Zahnräder D8000 MÜNCHEN 90 lA-58 384 SCHWEIGERSTRASSE 2 24. Mai 1984 telefon: (089)662051 TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070 Patentansprüche

1.j Spannvorrichtung für verzahnte Werkstücke mit ^v—'einem Grundkörper (12) , der eine Verzahnung sowie zwischen deren Enden eine Aussparung (28) aufweist und mit einem komplementär verzahnten Werkstück (W) durch axiales Ineinanderschieben in Eingriff bringbar ist,

- einem Klemmkörper (30), der in der Aussparung (28) des Grundkörpers (12) um dessen Achse verdrehbar aufgenommen ist und Zähne (32) aufweist, die in einer Ruhestellung mit je einem Zahn des Grundkörpers (12) fluchten und durch Verdrehen des Klemmkörpers (30) gegen je einen Zahn des Werkstücks (W) spannbar sind,

- und einem Antriebskörper (40), der am Grundkörper (12) in zwei entgegengesetzten Richtungen axial verstellbar gelagert ist und mit dem Klemmkörper (30) durch die Aussparung (28) hindurch in einer Antriebsverbindung steht, die Verstellbewegungen des Antriebskörpers in Verdrehungen des Klemmkörpers (30) umsetzt, dadurch gekennzeichnet , daß

- beiderseits eines am Grundkörper (12) selbst ausgebildeten mittleren Verzahnungsabschnitts (18), von diesem durch je eine ringförmige Aussparung (28,28') getrennt, je ein Ringkörper (22,22·)/ der einen eigenen Verzahnungsabschnitt (26,26*) aufweist, am Grundkörper (12) befestigt ist,

- 2 - _rt..58 384

- in beiden ringförmigen Aussparungen (28,28') je ein ringförmiger Klemmkörper (30,3O¹) für je ein Werkstück (W,W) gelagert ist und

- jedem der Klemmkörper (30,3O¹) ein eigener Antriebskörper (40,4O¹) zugeordnet ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Antriebskörper (40,4O¹) von einem gemeinsamen Betätigungsglied (44) über mindestens ein Zwischenglied (62), das Relativbewegungen der Antriebskörper (40,40') in bezug zueinander ermöglicht, betätigbar sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß

- die beiden Antriebskörper (40,40') unabhängig voneinander axial verschiebbar im Grundkörper (12) geführt sind,

- einer (40') der beiden Antriebskörper (40, 40') hülsenförmig gestaltet ist und eine trichterförmige Stirnfläche (58') aufweist,

- und der andere Antriebskörper (40) einen Fortsatz (56) aufweist, der sich durch den htilsenförmigen Antriebskörper (40') hindurch bis zu dessen trichterförmiger Stirnfläche (58') erstreckt und eine kegelstumpfförmige Stirnfläche (58) aufweist,

- das Betätigungsglied (44) axial verschiebbar oder verschraubbar ist und eine den beiden genannten Stirnflächen (58,58') axial gegenüberliegende Stirnfläche (60) aufweist,

- und als Zwischenglied (62) mindestens eine Kugel zwischen den drei Stirnflächen (58,58',6O) angeordnet ist.