DE4232627A1 - Spreizspannfutter zum innenspannen und stuetzen von hohlkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spreizspannfutter zum Spannen und Stützen von Hohlkörpern von innen. Derartige Spreiz­ spannfutter können beispielsweise in Drei- und Vierbacken­ futter oder auch in Spannzangen eingesetzt werden. Sie bieten die Möglichkeit, dünnwandige Hohlkörper von innen abzustützen, so daß sie durch Spannen von außen nicht verformt werden.

Aus der DE 40 04 819 ist ein Spanndorn für Werkzeug­ maschinen mit einer Mehrzahl von radial ausgerichteten Spannkörpern, die jeweils mit einer ebenen Fläche ver­ sehen sind, und sich mit dieser Fläche auf einer zuge­ hörigen Stützfläche eines im Querschnitt polygonalen Spannkegels abstützen, gegenüber welchem die Spannkörper zur Erzeugung einer radialen Spannbewegung in axialer Richtung durch einen Zugkörper verschiebbar sind, bekannt. Dieser Spanndorn ist jedoch in seinem Aufbau sehr auf­ wendig und nur kostenintensiv herzustellen. Zudem stellt der Umstand, daß zur Anpassung an unterschiedliche Spann­ durchmesser der Spannkopf vom Zugkörper mittels einer Entriegelungsvorrichtung getrennt werden muß, ein weiteres negatives Merkmal dar.

Unter Berücksichtigung des bekannten Stands der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein einfach zu handhabendes, wirtschaftlich kostengünstig zu erstellendes, und ein, einen möglichst großen Durchmesserbereich erfassendes Spreizspannfutter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einem dreiflächigen Konuskörper ein dreigeteilter Ring aufgesetzt, die Grundbacken bildet und durch in Ringnuten eingesetzte zu einem Ring geschlossene Zug­ federn in Ringform gehalten wird, jedoch im Durchmesser variabel bleibt. Über die keilförmig verlaufenden Gleit­ flächen der Ringsegmente werden diese bei axialer Ver­ schiebung des dreiflächigen Konuskörpers verspreizt. In eine umlaufende Nut der segmentförmigen Grundbacken können Aufsatzbacken formschlüssig eingesetzt werden. Druckfederbetätigte Arretierkugeln, die seitlich aus der umlaufenden Nut der Grundbacken in eine Bohrung in den paßgenauen Formstücken an den Aufsatzbacken ein­ rasten, ermöglichen durch einfaches und schnelles Wechseln der Aufsatzbacken (Abheben und wieder Einsetzen) ein Optimum der Anpaßung des Spreizspannfutters an den je­ weils erforderlichen Durchmesser. Die Grundbacken sind auf der, dem Außenradius abgewandten Seite, mit einer­ keilförmig verlaufenden Gleitfläche versehen, durch die mittig, in Axialrichtung Führungsnuten zur Aufnahme von Paßfedern, die ebenso richtungsgleich im Konuskörper eingesetzt, im Eingriff zusammenwirkend, ein seitliches Verrutschen oder Verdrehen der Grundbacken auf dem Konus­ körper verhindern.

Die Spreizbewegung der Grundbacken erfolgt durch Verstel­ len einer verlängerten Ringmutter, die auf der Andruckseite einen Gleitring und einen Innenkonus, sowie zusätzlich zum Rändelansatz ein Außensechskant aufweist. Bei Ver­ schrauben der Ringmutter im Eingriff mit dem Außengewinde der Zugstange des Konuskörpers stützt sich der Gleitring reibungsgering gegen die Stirnflächen der Grundbacken ab, wodurch sich der mehrflächige Konuskörper axial gegen die Gleitflächen der Grundbacken verschiebt. Nach Lösen der Ringmutter wird der Konuskörper durch den Druck, den die Gleitflächen der Grundbacken mittels der Ring­ zugfedern auf ihn ausüben, selbstwirkend zurückgescho­ ben, wodurch der Konuskörper aus den Grundbacken gleitet und die Grundbacken dadurch ständig, stirn­ seitig am Gleitring anliegend, die verlängerte Ring­ mutter über den Gleitring selbsthemmend positionieren.

Um dünnwandige Hohlkörper vor unerwünschter Verformung durch das Spannen in Spannfutter von Dreh- oder sonsti­ gen Bearbeitungsmaschinen zu schützen und abzustützen, wird das Spreizspannfutter in den Hohlkörper eingeführt und durch Verdrehen der Ringmutter, wofür nur eine ge­ ringe Drehkraft aufzubringen ist, die Spannbacken bis zur Anlage am Werkstück angestellt. Nachdem der Radius der Spannbacken kleiner ist als der Radius des zu span­ nenden Hohlkörpers wird dieser nur am Scheitelpunkt der Spannbacken flächentragend anliegen. Beim Spannen von außen sollten deshalb die Spannbacken mit den Spannbacken des Spreizspannfutters von innen übereinfluchten, um einen zentrischen Lauf des Werkstückes zu erreichen.

Sollte das Aufnahmefutter einer Werkzeugmaschine mehr als drei Backen aufweisen, läßt sich das hier vorteilhaft mit drei Backen ausgeführte Spreizspannfutter in seiner Ausführung an die erforderliche Backenzahl entsprechend ausgestalten.

Das erfindungsgemäß beschriebene Spreizspannfutter findet auch in anderen technischen Bereichen Einsatzmöglich­ keiten, zum Beispiel durch hydraulische, elektromagne­ tische oder pneumatische Kraftbetätigung eignet es sich zur automatischen Aufnahme von Hohlkörpern, auch an nume­ risch gesteuerten Maschinen. Zudem findet es Verwendung bei der innen formschlüssig und stoßfreien Stumpfver­ schweißung von Rohren.

In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführung des Spreizspannfutters schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Spreizspannfutter in teils geschnittener Seitenansicht,

Fig. 2 die Grundbacken mit eingesetztem Aufsatz­ backen in Draufsicht.

Ein Konuskörper 1 nach Fig. 1 verspreizt bei axialer Verschiebung durch drei Schrägflächen 2 gegen Gleitflä­ chen 5 von drei Grundbacken 6 nach Fig. 2 diese gleich­ mäßig in radialer Richtung. Die Schrägflächen 2 nach Fig. 1 sind mit Keilnuten 3 zur Aufnahme von Paß­ federn 4 versehen, die, ebenso richtungsgleich in einem Konuskörper 1 eingesetzt, spielarm im Eingriff, zusammen­ wirkend mit Führungsnuten 7 gemäß Fig. 2 in den Grund­ backen 6, ein seitliches Verrutschen oder Verdrehen auf dem Konuskörper 1 gemäß Fig. 1 verhindern. Die radiale Veränderung der Grundbacken 6 erfolgt durch Verstellen über ein Innengewinde 25 einer verlängerten Ringmutter 8 im Eingriff mit einem Außengewinde 9 einer Zugstange 10, wodurch ein Gleitring 11 mittels einer Gleitmittel­ nut 14 reibungsgering gegen die Stirnflächen 12 der Grund­ backen 6 drückt.

Durch Lösen der verlängerten Ringmutter 8 gleitet der Konuskörper 1 gemäß Fig. 1 durch zwei Ringzugfedern 15, die in umlaufende Ringnuten 16 der Grundbacken 6 eingesetzt, diese zentripetal mit den Gleitflächen 5 nach Fig. 2 gegen die Schrägflächen 2 nach Fig. 1 des Konuskörpers 1 drücken, aus den Grundbacken, wodurch die Grundbacken 6 ständig, stirnseitig am Gleitring 11 anliegend, die verlängerte Ringmutter 8 selbsthemmend positionieren.

Ein Innenkonus 13 in der verlängerten Ringmutter 8 dient nach Erreichen der maximalen Spreizstellung der Grund­ backen 6 der teilweisen Aufnahme des Konuskörpers 1. Ein Außensechskant 17 in der Körpermitte der verlängerten Ringmutter 8 ermöglicht bei kraftvollem Spannvorgang den Einsatz eines Gabelschlüssels (nicht gezeichnet).

In eine umlaufende Ringnut 18 in den Grundbacken 6 ragen durch in Bohrungen 21 eingesetzte und durch Druck­ federn 20 betätigte Arretierkugeln 19, welche in eine Bohrung 22 in den paßgenauen Formstücken 23 an den Auf­ satzbacken 24 einrasten, und somit ein einfaches und schnelles Wechseln der Aufsatzbacken 24 zur Anpassung an erforderliche Durchmesser gewährleisten.

Claims (10)

1. Spreizspannfutter zum Spannen und Stützen von Hohl­ körpern dadurch gekennzeichnet, daß ein Konuskörper (1) bei axialer Verschiebung mittels Schrägflächen (2) gegen die Gleitflächen (5) von Grund­ backen (6) diese gleichmäßig in radialer Richtung spreizt, und Mittel (3, 4) in den Schrägflächen (2) des Konuskörpers (1) ein seitliches Verrutschen oder Verdrehen auf dem Konuskörper (1) verhindern.

2. Spreizspannfutter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Konuskörper (1) Schrägflächen (2) enthält in die Keilnuten (3) zur Aufnahme von Paßfedern (4) eingear­ beitet sind, die eingesetzt, spielarm im Eingriff, zusammenwirkend mit den Führungsnuten (7) in den Grund­ backen (6) ein seitliches Verrutschen oder Verdrehen auf dem Konuskörper (1) verhindern.

3. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbacken (6) durch die in umlaufende Ring­ nuten (16) eingesetzten, zu einem Ring geschlossenen Zugfedern (15) in Ringform gehalten werden, jedoch radial veränderlich bleiben.

4. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß paßgenaue Formstücke (23) an den Aufsatzbacken (24) ein schnelles und doch formschlüssiges, kraftüber­ tragendes Einsetzen der Aufsatzbacken (24) in die Grundbacken (6) gewährleisten, und durch eine Siche­ rungsvorrichtung (19, 20, 21, 22) die Aufsatzbacken (24) nach dem Einsetzen in die Grundbacken (6) gesichert sind.

5. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einsetzen von den zu spannenden Hohlkörper­ formen angepaßter Aufsatzbacken (24) das Spreizspann­ futter jeder zu spannenden Hohlkörperform und jedem zu spannenden Durchmesser angepaßt werden kann.

6. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine verlängerte Ringmutter (8) durch Verdrehen des im Eingriff befindlichen Innengewindes (25) mit dem Außengewinde (9) der Zugstange (10) die Spreizbe­ wegung der Grundbacken (6) bewirkt.

7. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine verlängerte Ringmutter (8) einen Innenkonus (13) enthält, der nach Erreichen der maximalen Spreizstel­ lung der Grundbacken (6) der teilweisen Aufnahme des Konuskörpers (1) dient.

8. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine verlängerte Ringmutter (8) auf der Andruckseite einen Gleitring (11) enthält, der mittels einer Gleitmittelnut (14) reibungsgering gegen die Stirn­ flächen (12) der Grundbacken (6) drückt.

9. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Lösen der verlängerten Ringmutter (8) der Konus­ körper (1) durch den Druck, den die Gleitflächen (5) der Grundbacken (6) mittels der Ringzugfedern (15) auf ihn ausüben, selbstwirkend zurückgeschoben wird und durch das Ausgleiten des Konuskörpers (1) aus den Grundbacken (6) diese ständig stirnseitig am Gleit­ ring (11) anliegend, die verlängerte Ringmutter (8) selbsthemmend positionieren.

10. Spreizspannfutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Körpermitte der verlängerten Ringmut­ ter (8) befindliches Außensechskant (17) bei kraft­ vollem Spannvorgang den Einsatz eines Gabelschlüssels ermöglicht.