DE7019476U

DE7019476U - Spannvorrichtung.

Info

Publication number: DE7019476U
Application number: DE7019476U
Authority: DE
Original assignee: Barnes Drill Co
Current assignee: Barnes Drill Co
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1970-05-26
Publication date: 1970-08-20
Also published as: GB1242365A; DE2025515A1; US3557492A

Description

Gebrauchsmusteranmeldung

jjarnes Drill Co., 314 Gusstirat Street, Ecefcferd, Illinois

S pannvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Spannvorrichtung für eine Maschine mit einem länge einer vorgegebenen Achse hin- und hergehenden Werkzeug iur Erweiterung einer aylindrischen Bohrung in einer Hülse mit relativ dünner Wandung, die sich unter dem Einfluß des von dem Werkzeug ausgeübten Druckes radial nach auSen durchzubiegen trachtet, enthaltend einen Tragkörper und ein Paar von Spanneinrichtungen, die im Abstand voneinander an dem Tragkörper au entgegengesetzten Enden der Hülse angebracht sind, wobei einer der Spanneinrichtungen auf die andere hin beweglich ist und so die Enden der Hülse mit axial gerichteter Kraft mit Reibung zwischen den Spanneinrichtungen gehalten werden.

Typische Spannvorrichtungen enthalten ein Paar von im AbBtand voneinander angeordneten Spanneinrichtungen, die an gegenüberliegenden Seiten der Hülse angeordnet sind und durch welche ein axialer Spanndruck auf die Hülse ausübbar ist, durch welchen die letztere festgehalten wird, wenn das Werkzeug sich durch die Hülse hindurch-

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bewegt und die Bohrung erweitert. Wegen der Dünnwand.i.«j!kwj.t> ÖL»? Stiles ^swirict dsr* von dem Wertze¹¹^ SMi Ίί* Wandung ausgeübte Druck, daß die Wandung sich während des Yorbewegen des Werkzeugs radial durchbiegt, wobei der Grad einer solchen Durchbiegung den endgültigen Durchmesser beeinflußt, auf welchen die Bohrung erweitert wird.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der erwähnten Art zu schaffen, welche neue und verbesserte Spanneinrichtungen enthält, die zwar genügend axialen Spanndruck gegen die Enden der Hülse ausüben, um die letztere sicher festzuhalten, die absr isnner noch eine vollständige radial« Durchbiegung der Hülsenenden gestatten, so daß die Hülse sich gleichförmiger über ihre ganze Länge hinweg und die Erweiterung der Bohrung auf einen gleichförmigen Durchmesser und zylindrische Form gefördert wird.

Eine speziellere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das vorstehende, durch Verwendung von Spanneinrichtungen zu ermöglichen, die neuartige, axial steife, aber radial dehnbare Spannringe aufweisen, die mit ihren Stirnseiten mit Reibung an der Hülse anliegen und die praktisch flexible Ansätze der Hülse selbst sind und die Hülse gegen Bewegungen sichern, ohne die radiale Durchbiegung der Enden der Hülse beim Durchtritt des Werkzeugs durch die Bohrung zu behindern.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben bei einer Spannvorrichtung dsr eingangs ermähnten Art dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Spanneinrichtungen einen Ring aufweist, der an dem Grundkörper so gehaltert ist, daß ein Ende mit Reibung das angrenzende Ende der Hülse eingespannt hält, daß dieser Ring eine axial steife und radial dehnbare Wandung aus federnd nachgiebigem Werkstoff besitzt, welche sich nach außen durchbiegen kann und dadurch ein radiales Durchbiegen des äußersten Endabschnitts der Hülse bei Bewegung des Werkzeugs durch diesen Endabschnitt bei der Erweiterung der Bohrung zuläßt.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispial unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Pig. 1 ist eine abgebrochen dargestellte Vorderansicht einer Maschine, die mit einer Spannvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüstet ist.

Pig. 2 zeigt einen vergrößerten, abgebrochen dargestellten Querschnitt im wesentlichen längs der linie 2-2 von Figur 1.

Pig. 3 zeigt einen vergrößerten, abgebrochen dargestellten Querschnitt im wesentlichen längs der linie 3*3 von Figur 2.

4 zeigt einen Querschnitt in wesentlichen längs der Linie 4-4 von Figur 3.

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines der Spannringe.

Sie Erfindung ist in den Zeichnungen in Verbindung Bit einer Vertikalhonneeshine 10 beschrieben, bei welcher ein Werkstück in Fora einer langgestreckt zylindrischen Hälse 11 (Figur 2), beispielsweise ein Zylinderfutter, in geeigneter Yeiee in eine Spannvorrichtung 13 eingespannt ist, so daß ihre Bohrung 14 an der richtigen Stelle liegt, so daß sie durch eine Folge von vertikalen hin- und hergehenden Bewegungen eines ausdehnbaren rotierenden Hanwerkzeugs 15 gehont werden kann. Das letztere sitzt am unteren Ende einer rohrförmigen Spindel 16 (figur I)₉ die sich von einen starren Kopf nach unten erstreckt und in diesen gelagert ist. Der starre Kopf 17 ist genau länge in seitlichen Abstand voneinander angeordnetes Stangen 19 geführt, die auf einer von einen Sockel 21 der Maschine nach oben ragenden Säule angebracht sind. An der Maschine ist ein geeigneter (nicht dargestellter) Antriebsmechanismus vorgesehen, durch welchen der Kopf hin— und herbewegt und die Spindel gedreht wird, und zwar während eines Hen— zyklus, während welches das sich drehende Honwerkzeug zu*» nächst in die Bohrung eintritt, dann radial gedehnt wird und dann innerhalb der Bohrung aufwärts und abwärts hin- und herbewegt wird, bis die letztere auf einen genau bestimmten Durchmesser erweitert ist.

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Die Spannvorrichtung 13 zum Haltern der Hülse 11 während des Honvorgangs ist unterhalb des Kopfes 17 angeordnet und enthält ein nach oben ragendes Tragglied 23 (Figur 2)_s welches an dem Sockel 21 verankert ist und welches an seinem oberen Ende mit einer großen Konsole 24 verbunden ist, die starr an den Führungsstangen 19 angebracht iit und von diesen nach außen vorspringt. Obere und untere Spanneinrichtungen 25 mit Grundkörper 26 sind an dem Tragglied und an der Konsole befestigt und zur Ausübung von axial gerichtetem Spanndruck auf die Enden der Hülse eingerichtet, um die Hülse unterhalb des Honwerkzeugs 15 mit Reibung zu halten. Anfänglich sind die Spanneinrichtungen in einem vertikalen Abstand voneinander angeordnet, der größer ist als die Länge der zu honenden Hülse. Nachdem die Hülse automatisch zwischen die Spanneinrichtungen längs eines Satzes von horizontalen Führungsschienen gefördert worden ist (Figuren 1 und 2), die sich längs des Haschinensockels 21 erstrecken, wird die untere Spanneinrichtung nach oben geschoben, so daß sie an dem unteren Ende der Hülse anliegt und die Hülse nach oben gegen die obere Spanneinrichtung drückt. Die Hülse ist somit von den Stirnseiten her festgespannt und ist starr auf der Achse des Honwerkzeugs zentriert dank der Reibung zwischen den Spanneinrichtungen und den Strinseiten der Hülse.

In dem beschriebenen Btispiel besteht die Hülse 11 aus Hartgußstahl mit einer Härte von 4-5 Rockwell ^MC" mit einem äußeren Durohmesser von 12,5 cm, einer Länge von ungefähr 25 cm und einer Wanddicke von nur ungefähr 4,7 mm. Da dio Wandung der eingespannten Hülse relativ dünn ist, biegt

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ei· eich feie zu einem gewissen Grade radial nach aussen, wenn eich das ausdehnbare Honwerkzeug 15 durch die Hülse .hindurchbewegt und einen radialen Druck gegen die inneren Oberflächen der Wandung ausübt, um die Bohrung 14 zu erweitern.

Es hat sich gezeigt, daß der Spanndruck mit Reibung, der bei vorbekannten Spannvorrichtungen auf die Stirnseiten der Hülse ausgeübt wurde, eine radiale Durchbiegung der Hülsenenden behindert, und zwar in einem solchen Maße, daß sich der mittlere Abschnitt der Hülse stärker nach außen durchbog als die Endabschnitte, was bewirkt, daß an den Endabschnitten der Hülse mehr Metall durch Honen abgenommen wurde als von dem Mittelabschnitt. Das bewirkt, daß die Bohrung auf eine Form bearbeitet wurde, die eher einer Sanduhr ähnelt als perfekt zylindrisch ist. Ausgehend von dieser Erkenntnis sieht die Erfindung vor, daß der axiale Spanndruck gegen die Stirnseiten der Hülse 11 beibehalten werden kann und doch der Widerstand der Hülsenenden gegen Durchbiegung nach außen vermindert werden kann, indem die Spanneinrichtungen mit radial dehnbaren Spannringen 30 versehen sind, die in der Lage sind, sich radial durchzubiegen, wenn das Honwerkzeug 15 durch die Bohrung 14 fortschreitet, wodurch die Enden der Hülse sich in dem gleichen Maße durchbiegen können wie der Mittelteil. Es ergibt sich, daß die radial biegsamen Ringe die Erweiterung der Bohrung auf einen besser gleichförmigen Durchmesser und zylindrische Gestalt über die Gesamtlänge der Hülse hinweg fördern.

Im einzelnen ist der Spannring 30 jeder Spanneinrichtung 25, wie tüa "besten aus Figur 3 ersichtlich ist, gegen die Stirnfläche der Hülse 11 anlagbar und mit einem Ringflansch 31 versehen, welcher durch Schrauben 34 sicher an ein I^jer 33 angeklemmt ist. Das Lager ist selbst ausrichten! und mit einer sphärischen Oberfläche 35 versehen, welche an einer konischen Fläche eines Lagersitzes 36 anliegt, so daß der Spannring 3C begrenzt schwenkbar gehaltert ist und so genau an die stirnfläche der Hülse sieh anlegen kann, auch wenn die Stirnfläche der Hülse in einer Ebene liegt, die nicht exakt senkrecht zur Achse der Hülse verläuft· Jeder La— gersitz 36 ist seinerseits starr mit dem Gruhdkörper 26 der jeweiligen Spanneinrichtung 25 verbunden, und zwar mittels eines ringförmigen Kragens^?» der durch Schrauben an dem Grundkörper befestigt ist, wodurch der Lagersitz zwischen dem Kragen und dem Grundkörper festgeklemmt ist. TJm die untere Spanneinrichtung zu heben und zu senken, um die Hülse festzuspannen bzw. zu lösen, sind zwei hydraulisch« Hubglieder 40 (Figur 2) mit Stangen 4-1 zwischen dem Tragglied und dem Grundkörper 26 der unteren Spanneinrichtung vorgesehen, die wahlweise oder automatisch betätigbar sind, wenn die Hülse festgespannt oder gelöst werden soll.

Bei der bisher beschriebenen Anordnung wird die untere Spanneinrichtung 25 angehoben, nachdem die Hülse 11 zwischen die Spanneinrichtung gebracht worden ist, und somit liegt das obere Ende des unteren Spannringes 30 an der

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unteren Stirnfläche der Hülse an und drückt die HiLi* se nafth oben, so daß die obere Stirnfläche der Hülse gegen das untere £nde dee oberen Spannringes 30 gedrückt wird und die Hülse ait Be:' sung festgespaant 1st· Demgemäß wird die Hülse mit Reibung zwischen den Ringen und unterhalb des Honwerkzeugs 15 gehalten durch den axialen Spanndruck, bevor das Honwerkzeug in die Behrung 14 vorbewegt wird, um die letztere zu erweitern. Wenn die untere Spanneinrichtung angehoben wird, dienen die Kragen 37 dazu, die Hülse in Anlage alt den Stirnflächen der Spannringe zu führen.

Die Spannringe 30 sind vertikal steif* so daß sie einen Spanndruck gegen die Hülse 11 ausüben, aber sie sind radial dehnbar, so daß sie geringeren Widerstand gegen eine radiale Durchbiegung der Endteile der Hülse bieten, wenn das ausdehnbare Honwerkzeug 15 sich durch die Bohrung 14 bewegt, und einen Druck nach außen gegen die Wandung der Hülse ausübt. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Spannring zylindrisch und besitzt eine Länge von ungefähr 2,5 cm, einen Durchmesser von ungefähr 12,5 cm und eine Wandstärke von ungefähr 2,5 ma. Jeder Ring besteht aus elastisch nachgiebigem Metall, beispielsweise Stahl S.A.E. Sr* 4615, und diese Tatsache in Verbindung mit der relativ dünnen Wandung der Hülse gestattet es, daß der Wing sich radial durchbiegt, während er in vertikaler Richtung steif ist. Vorzugsweise sind langgestreckte Spalte 45 (Figur 5) in der Seitenwand jedes Ringes winkelversetzt um diesen herum vorgesehen, um die radiale Biegsamkeit zu erhöhen. Auterdem sind schmale Schlitze 46 in der Wandung der Hülse vorgesehen, die

eich von dem einen Ende der Hülse bis zu einem um den anderen Spalt erstrecken, um die Biegsamkeit dee Ringes weiter zu erhöhen.

Da die Spannringe 30 radial biegsam sind, erstrecken sie die radiale Biegsamkeit der Hülse 11 bis zu den äußersten Enden derselben, und zwar trotz des Spanndruckes, der auf die Stirnseiten derselben ausgeübt wird, und stellen praktisch einen Ansatz an der Hülse dar· Wenn somit das Honwerkzeug 15 in den oberen Endteil der Hülse eintritt, dehnt sich der obere Spannring nach außen und gestattet es, daö der obere Endteil eich ungefähr- in dein gleichen Maße durchbiegt, wie sich der Mittelteil der Hülse bei der weiteren Fortbewegung des Honwerkzeugs durchbiegt. Venn das Honwerkzeug sich dem unteren Teil der Hülse nähert, dann biegt sich der untere Spannring nach außen durch und gestattet eine Durchbiegung des unteren Endteils nach außen in dem gleichen Maße wie der des Mittelteils. Als Ergebnis biegt sich die Hülse im wesentlichen gleichförmig über ihre gesamte Länge durch und gestattet ein Honen der Bohrung H auf einen genau gleichförmigen Durchmesser und zylindrische Form.

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Claims

- ίο - S chutzansprüche

1. Spannvorrichtung für eine i;^rob.ine mit einem längs
einer vorgegebenen Achse hin— und hergehenden Werkzeug zur Erweiterung einer zylindrischen Bohrung in einer
Hülse mit relativ dünner Wandung, die sich unter dem
Einfluß des von dem Werkzeug ausgeübten Druckes radial nach außen durchzubiegen trachtet, enthaltend einen
Tragkörper und ein Paar von Spanneinrichtungen, die im Abstand voneinander an de:a Tragkörper an entgegengesetzten Enden der Hülse angebracht sind, wobei eine der Spanneinrichtungen auf die andere hin beweglich ist und so die Enden der Hülse mit axial gerichteter Kraft mit Reibung zwischen den Spanneinrichtungen gehalten werden, dadurch gekennzeichnet« daß wenigstens eine der
Spanneinrichtungen (25) einen Ring (30) aufweist, der
an den Grundkörper (26) so gehaltert ist, daß ein Ende mit Reibung das angrenzende Ende der Hülse (11) eingespannt hält, daß dieser Ring (30) eine axial steife und radial dehnbare Wandung aus federnd nachgiebigem Werkstoff besitzt, welche sich nach außen durchbiegen kann und dadurch ein radiales Durchbiegen des äußersten Endabschnittes der Hülse bei Bewegung des Werkzeuges (15) durch diesen Endabschnitt bei der Erweiterung der Bohrung zuläßt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spanneinrichtungen (25) einen Grundkörper (26)

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enthalt, der an dem Tragkörper \23) an jm de der Hülse (11) angebracht ist_: sowie einen Ring (30), der an dem Grundki rper (26) so gehaltert ist, daß ein Ende das angrenzende Ende der Hülse (11) eingespannt hält, daß jeder der Ringe (30) eine axial steife und radial dehnbare Wandung aus federnd nachgiebigen Werkstoff enthält, welches sich nach außen durchbiegen kann und dadurch ein radiales Durchbiegen des äußersten Endabsshnitts der HfLLee (11) bei Bewegung des Werkzeugs (15) durch diesen Endabschnitt ermöglicht und damit eine gleichmäßige Durchbiegung der Hülse (11) über ihre gesamte Länge hinweg bei der Erweiterung der Bohrung (14)·

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung jedes Ringes (30) winkelversetzte längliche Spalte (4-5) vorgesehen sind, welche die radiale Biegsamkeit des Ringes (30) erhöhen.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (45) in dem Ring (30; axial zischen den Stirnseiten des Ringes verlaufen und das jeder Ring (30) weiterhin enge Schlitze (46) in seiner Wandung aufweist, die sich von dem werkstückseitigen Ende des Ringes (30) bis zu einigen bestimmten dieser Spalte (45) erstrecken·