DE7102987U

DE7102987U - Collet

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Publication date: 1974-12-19

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Lorenz Mattes, 72ol KönigsheimLorenz Mattes, 72ol Koenigsheim

SpannzangeCollet

Die Neuerung betrifft eine Spannzange zur Halterung von Werkstücken in der Drehspindel eines Drehautomaten, deren einen äußeren Spannkonus aufweisende einzelne Spannbacken in eine elastische Kunststoffmasse eingebettet sind, wobei die Seitenflächen jedes Spannbackens einen von Null verschiedenen Winkel einschließen.The innovation concerns a collet for holding workpieces in the turning spindle of an automatic lathe, whose individual clamping jaws, which have an outer clamping cone, are inserted into a elastic plastic compound are embedded, the side surfaces each jaw has an angle other than zero lock in.

Es sind Sp^ igen bekannt, die im allgemeinen aus drei Spannbacken bestehen, deren radialer Querschnitt etwa die Form eines Kreisringsektors besitzt und deren Außenflächen auf einer gemeinsamen Kegelfläche liegen. Die die Spannbacken umgebende Druckhülse weist eine entsprechende Kegelfläche oder einen Innenkonus zum Spannen der Spannbacken mittels Axialverschiebung der Druckhülse auf. Jede Spannbacke sitzt an einer sogenannten "Feder" aus elastischem Material und sämtliche Federn stehen mit einem rückwärtigen Bund derart Sp ^ igen are known which generally consist of three clamping jaws, the radial cross section of which has approximately the shape of a circular ring sector and the outer surfaces of which lie on a common conical surface. The pressure sleeve surrounding the clamping jaws has a corresponding conical surface or an inner cone for clamping the clamping jaws by means of axial displacement of the pressure sleeve. Each clamping jaw sits on a so-called "spring" made of elastic material and all springs are in this way with a rear collar

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in Verbindung, daß die Spannbacken nach außer, elastisch belastet werden. Die Druckhülse ist ihrerseits ir axialer Richtung verschiebbar in eier hohlen Drehspindel des Drehautomaten oder einer ähnlichen Bearbeitungsmaschine gelaqert. Auf das vordere Ende der Spindel ist eine Überwurfmutter aufgeschraubt, welche im Bereich der Spannbacken eine entsprechende Ausnehmung besitzt. Zum Öffnen der Spannzange wird die Druckhülse entlastet, so daß die federbelasteten Spannbacken mit ihren konischen Außenflächen die Druckhülse nach hinten verschieben können. Das Öffnen der Spannzange erfolgt einerseits unter der Wirkung der Federn und andererseits unter der Wirkung der auf die Spannbacken einwirkenden Fliehkraft. Erfahrungsgemäß müssen die zwischen dem rückwärtigen Bund und den Spannbacken angeordneten Federn möglichst elastisch sein, da andernfalls wegen dsr hohen Flächenpressung an den konischen Flächen ein selbsttätiges Öffnen der Spannzange nich,: sichergestellt ist. Um eine größere Elastizität der Federn zu erreichen, sind diese relativ dünnwandig ausgebildet und teilweise verjüngt. Die Dimensionierung der Federn hat jedoch eine untere Grenze, da die Spannzange im Bereich der Federn auch eine bestimmte Scherfestigkeit besitzen muß.in connection that the jaws to the outside, elastically loaded will. The pressure sleeve is in turn displaceable in the axial direction in the hollow rotating spindle of the automatic lathe or a similar processing machine. On the a union nut is screwed on the front end of the spindle, which has a corresponding recess in the area of the clamping jaws. The pressure sleeve is used to open the collet relieved, so that the spring-loaded clamping jaws move the pressure sleeve with their conical outer surfaces to the rear can. The opening of the collet takes place on the one hand under the action of the springs and on the other hand under the action the centrifugal force acting on the clamping jaws. Experience has shown that the between the rear collar and The springs arranged on the clamping jaws should be as elastic as possible, otherwise because of the high surface pressure on the conical Automatic opening of the collet is not ensured is. In order to achieve greater elasticity of the springs, these are relatively thin-walled and partially rejuvenates. However, the dimensioning of the springs has a lower limit, since the collet is also in the area of the springs must have a certain shear strength.

Es ist ferner bekannt, den Konus der Druckhülse so auszubilden, daß er nur mit einem relativ schmalen Abschmitt auf den entsprechenden Kegelflächen der Spannbacken aufliegt. Ein Nachteil dieser A-.ordnung is~ darin zu sehen, daß wegen der schmalen Auflagefläche eine exakte Zentrierung nicht sichergestellt ist. Aus diesem Grunde müssen solche Spannzangen' zusätzlich mit dem rückwärtigen Bund geführt und zentriert werden. Das bedingt, daß Bund und Konus sehr genau geschliffen werden müssen, damit sie zueinander und zur Achse der Spannzange konzentrisch ge-It is also known to design the cone of the pressure sleeve so that it only has a relatively narrow section on the corresponding one Conical surfaces of the clamping jaws. A disadvantage of this A-order is that because of the narrow Exact centering is not ensured. For this reason, such collets must also be guided and centered with the rear collar. That means that the collar and cone must be ground very precisely so that they are concentric to each other and to the axis of the collet

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legen sind. Hierdurch werden die Herstellungskosten der Spannzange nichc unerheblich erhöht.are put. This reduces the manufacturing costs of the collet not insignificantly increased.

Es ist weiter eine Spannzange bekannt, bei der die Spannbacken (lurch Länqsschlitze voneinander getrennt an einem gemeinsamen Spannbackenkörper sitzen. Die die Spannbacken trennenden Längsschlitze sind mit einem elastischen Kunststoff ausgefüllt, der ein Sindringen von Schmutz und Spänen zwischen die Spannbacken verhindert. Um ein Zusammenpressen des Spannzangenfutters zu ermöglichen, muß dieser Kunststoff nicht nur elastisch sondern auch in hohem Maße kompressibel sein. Die beim Zusammenpressen des Spannzangenfutters notwendige Kompression des Kunststoffs führt zu einer erhöhten Widerstandskraft und mach⁴" '^ine erhöhte Spannkraft zum Verformen der Spannzange erforc 'Jm die Spannzange ausreichend zusammenpressen zu könne ;n außerdem die Längsschlitze zwischen den Spannbacken ve~;.c j. tnismäßig breit sein, damit eine ausreichende Komprimierung des Kunststoffmaterials möglich ist. Die3 bedeutet, daß die Außenflächen der Spannbacken sehr schmal ausgebildet sind und sich deswegen schon nach kurzer Zeit in den Konus der Druckhülse einarbeiten. Außerdem wird die Präzision der Zentrierung solcher schmaler Spannzangen durch die Druckhülse verschlechtert. Die Federkraft, die die Spannbacken nach außen spreizt, wird bei dieser bekannten Spannzange durch das Stahlmaterial der mit dem Spannbackenkörper verbundenen Spannbacken erzeugt.Furthermore, a collet is known in which the clamping jaws sit separated from one another by longitudinal slots on a common clamping jaw body. The longitudinal slots separating the clamping jaws are filled with an elastic plastic that prevents dirt and chips from entering between the clamping jaws To enable collet chuck, this plastic must not only be elastic but also to a high degree compressible. The necessary compression of the plastic when compressing the collet chuck leads to an increased resistance force and makes ⁴ "'^ an increased clamping force to deform the collet requires the collet In addition, the longitudinal slots between the clamping jaws must be reasonably wide so that sufficient compression of the plastic material is possible after a short time work into the cone of the pressure sleeve. In addition, the precision of the centering of such narrow collets is impaired by the pressure sleeve. In this known collet, the spring force which spreads the clamping jaws outward is generated by the steel material of the clamping jaws connected to the clamping jaw body.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannzange zu .schaffen, die in der Herstellung billiger ist, deren Elastizität beim Öffnen größer ist und die trotzdem eine einwandfreie Führung der Werkstücke gewährleistet.The innovation is based on the task of creating a collet that is cheaper to manufacture, its elasticity when opening is larger and still guarantees perfect guidance of the workpieces.

Diese Aufgabe wird bei einer Spannzange der eingangs genannten Art neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die KunststoffmasseIn a collet of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the plastic compound

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mit geringer oder vernachlässigbarer Kompressibilität als tragender Kunststoffkörper ausgebildet ist, der ir Längsrichtung zwischen den einzelnen Spannbacken verlaufende Schlitze zur Bildung einzelner Kunststoffedern aufweist, wobei sich die Schlitze über die Spannbacken nach hinten in den Kunststoffkörper erstrecken und wobei der Spannkonus an seinem hinteren Ende eine an sich bekannte Führungshülse aufweist. is designed with low or negligible compressibility as a load-bearing plastic body, in the longitudinal direction has slots running between the individual clamping jaws to form individual plastic springs, wherein the slots extend over the clamping jaws to the rear in the plastic body and wherein the clamping cone on its rear end has a known guide sleeve.

Im Gegensatz zu den bekannten Spannzangen weist die neuerungsgemäße Spannzange nur einzelne, voneinander vollständig getrennte Spannbacken auf, die in einen tragenden Kunststoffkörper eingebettet sind. Dieser kann aus einem praktisch nicht kompressiblen Material bestehen, so daß die durch die Längsschlitze gebildeten einzelnen Kunststoffedern, in die die metallischen Spannbacken eingebettet sind, eine hohe Federkraft aufweisen können. Bei der neue^ungsgemäßen Spannzange sind nur an den mechanisch hoch belasteten Stellen Stahlteile, nämlich die Stahlbacken, vorgesehen, während in den Bereichen, die vorwiegend der Erzeugung der Federkraft dienen, Kunststoffteile vorgesehen sind. Durch diese Funktionstrennung im Aufbau der Spannzange kann die Federkraft unabhängig von der mechanischen Belastbarkeit der Spannbacken gewählt werden, so daß die Widerstandskraft gegen die Verformunn der Spannzange verringert und die wirksame Spannkraft erhöht werden kann. Die neuerungsgemäße Spannzange kann im Vergleich zu bekannten Spannzangen wesentlich billiger hergestellt werden, was sich sehen darejs ergibt, daß die Spannbacken keinen zusammenhängenden Spannbackenkörper bilden. Schließlich können nouerungsgemäß die einzelnen Spannbacken aus beliebigem Material mit nahezu beliebiger Härte hergestellt werden, da dieses Material deinen Einschränkungen im Hinblick auf die Federeigenschaften unterworfen ist. Es können also auch einsatzgehärtete billige StähleIn contrast to the known collets, the innovation according to the invention Collet chuck on only individual, completely separate clamping jaws, which are in a load-bearing plastic body are embedded. This can consist of a practically incompressible material, so that the through the longitudinal slots formed individual plastic springs into which the metallic Clamping jaws are embedded, can have a high spring force. With the new collet according to the invention, only steel parts, namely the steel jaws, are provided at the mechanically highly stressed points, while in the areas that are predominantly are used to generate the spring force, plastic parts are provided. This separation of functions in the design of the collet allows the spring force to be independent of the mechanical Load capacity of the clamping jaws can be selected so that the resistance against the deformation of the collet is reduced and the effective clamping force can be increased. The collet according to the innovation can in comparison to known collets Much cheaper to manufacture what can be seen darejs shows that the jaws do not form a coherent jaw body. After all, the individual clamping jaws can be made of any material with almost any hardness, as this material is your Subject to restrictions with regard to the spring properties is. Case-hardened cheap steels can also be used

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verwendet werden, die eine ausgezeichnete mechanische Widerstandsfähigkeit aufweiser· und nur etwa ein Drittel der üblichen Herstellungskosten verursachen. Da die Elastizität der neuerungsgemäßen Spannzange allein durch daj Kunststoffmaterial bestimmt ist, kann diese Elastizität so gewählt werden, daß die Spannzange insbesondere auch im Automatenbetrieb eingesetzt werden kann, ohne daß Schwierigkeiten auftreten, w¹'i sie bei den herkömmlichen Stahlspannzangen häufig dadurch verursacht werden, daß sich die Spannbacken insbesondere bei hohen Tourenzahlen nicht aus der Druckhülse lösen.which have excellent mechanical resistance and only cause about a third of the usual manufacturing costs. Since the elasticity of the renewal according collet is determined solely by DAJ plastic material, this elasticity can be chosen so that the collet can in particular also be used in the machine operation occur without difficulties, w ¹ 'i them in the conventional steel collets often caused by that the clamping jaws do not come loose from the pressure sleeve, especially at high speeds.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Neuerung ist die Führungshülse einteilig mit dem Kunststoffkörper und in axialer Richtung an die Spannbacken anschließend wenigstens teilweise als dünnwandiger Zylinderring ausgebildet. Dadurch wird die Elastizität der Spannzange weiter verbessert und eine einwandfreie Zentrierung des Werkstücks ist in besonders einfacher Weise gewährleistet.In an advantageous embodiment of the innovation, the guide sleeve is integral with the plastic body and in the axial direction then at least partially formed as a thin-walled cylinder ring on the clamping jaws. This will increase the elasticity the collet is further improved and proper centering of the workpiece is particularly simple guaranteed.

Die Außenflächen der seitlich an die Spannbacken angrenzenden Teile des Kunststoffkörpers liegen zweckmäßigerweise bündig in dem äußeren Konus der Spannbacken, wodurch die Führungsfläche des äußeren Spannkonus vergrößert wird. The outer surfaces of the parts of the plastic body laterally adjoining the clamping jaws are expediently flush in the outer cone of the clamping jaws, whereby the guide surface of the outer clamping cone is enlarged.

Ein günstiges Einspannen der Werkstücke ergibt sich, wenn in an sich bekannter Weise drei Spannbacken vorgesehen sind.A favorable clamping of the workpieces results when three clamping jaws are provided in a manner known per se.

Da eine Lösung der Druckhülse von den Spannbacken durch die verbesserte Elastizität der Spannzange in jedem Fall gewährleistet ist, kann die Anlagefläche zwischen dem äußeren Konus der Spannbacken und dem inneren Konus der Druckhülse so großSince a release of the pressure sleeve from the clamping jaws is guaranteed in any case by the improved elasticity of the collet is, the contact surface between the outer cone of the clamping jaws and the inner cone of the pressure sleeve can be so large

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wie möglich gemacht werden. Dazu können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung dar äußere Konus der Spa.iübecken und der innere Konus der Druckhülse einander genau entsprechen. Dadurch läßt sich eine wesentlich bessere Zentrierung erzielen als bei den bekannten Spannzangen, bei denen nur ein schmaler Ringbereich der konischen Flächen zur gegenseitigen Anlage kommen darf.be made as possible. For this purpose, according to a further embodiment of the innovation, the outer cone of the spa basin and the inner cone of the pressure sleeve correspond exactly to each other. This allows a much better centering to be achieved than with the known collets, in which only a narrow ring area of the conical surfaces for mutual contact may come.

Zur Lagesicherung der Spannbecken im elastischen. Körper sind bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Neuerung am vorderen Ende der Spannbacken in Umfangsrichtung verlaufende Nuten vorgesehen, in welche der Kunststoffkörper eingreift.To secure the tensioning basin in the elastic. Bodies are in a further advantageous embodiment of the innovation running in the circumferential direction at the front end of the clamping jaws Grooves are provided into which the plastic body engages.

Die an sich bereits sehr gute Zentrierung der Spannzange kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung durch eine Führungsbohrung im rückwärtigen Ende des elastischen Körpers noch weiter verbessert werden, deren Durchmesser dem zu bearbeitenden Werkstück entspricht. Auf diese Weise wird die Spannzange zusätzlich durch das eingespannte Werkstück in Form von Stangenmaterial zentriert.The already very good centering of the collet can according to a further embodiment of the innovation by a Guide hole in the rear end of the elastic body can be further improved, the diameter of which is to be machined Workpiece corresponds. In this way, the collet is additionally supported by the clamped workpiece in the form of Bar material centered.

Anhand der Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:A preferred exemplary embodiment is illustrated on the basis of the figures the invention explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Spannzange in axialer Richtung von vorn;Fig. 1 is a plan view of the collet according to the invention in the axial direction from the front;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1 undFig. 2 shows a section along the line II - II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2, wobei nur eine Hälfte geschnitten ist.FIG. 3 shows an enlarged detail from FIG. 2, only one half being cut.

Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannzange weist drei stählerne Spannbacken auf, deren Seitenflächen 12 einen von Null wesentlich verschiedenen Winkel einschließen. Sie weisen daher eine ver-The embodiment shown in the figures of the invention The collet has three steel jaws, the side surfaces 12 of which are substantially different from zero Include angles. They therefore have a

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!lältnismäßj g große konische Außenfläche 14 auf.Long conical outer surface 14 large in size.

Spannbacken lü sind in einen elastischen Kunststoffku·per 16 eingebettet, welcher denselben jeweils mit seitlichen Teilen 18 und mit einem rückwärtigen Teil 20 anliegt und im rückwärtigen Teil in einen dünnwandigen Zylinderring 22 übergeht. Am rückwärtigen Ende des Zylinder-Clamping jaws are in an elastic plastic body 16 embedded, which rests the same with lateral parts 18 and a rear part 20 and merges into a thin-walled cylinder ring 22 in the rear part. At the rear end of the cylinder

ringabschnitts 22 let eine Führungsbohrung 24 vorgesehen, deren Durchmesser dem Durchmesser des zu bearbeitenden Stangenmateriale entspricht.ring section 22 let a guide hole 24 provided, whose diameter corresponds to the diameter of the one to be machined Rod material corresponds.

Zwischen den seitlichen Teilen 18 des elastischen Körpers 16 sind jeweils s hmale axiale Schlitze 26 vorgesehen, welche bis in d"·^ Bereich des Zylinderringabschnitts 22 r· oh rückwärts reichen. Der im Bereich der Schlitze 26 gelegene Teil der Zylinderringabschnitte 22 wirkt daher zusammen mit den rückwärtigen Teilen 20 und den seitlichea Teilen des elastischen Körpers als eine äußerst starke "Feder".Between the lateral parts 18 of the elastic body 16 s hmale axial slots 26 are provided, respectively, which extend into d "· ^ area of the cylinder ring portion 22 r · oh backwards. The in the range of the slots 26 located part of the cylindrical ring portions 22 therefore cooperates with the rear parts 20 and the side parts of the elastic body as an extremely strong "spring".

14 Die Außenflächen /der Spannbacken 10 und der seitlichen14th The outer surfaces / the clamping jaws 10 and the lateral Teile 18 des elastischen Körpers 16 liegen bündig in einem Süßeren Konus 28, der dem inneren Konus 30 einer die Spannbacken 10 und den elastischen Körner χ6 umgebenden Druckhüise 32 entspricht. Die Druckt/: je 32 1st ihrerseits, wie schematisch durch strlshpunktierte Linien dargestellt, in einer Bohrung der Drehspindel 34 In axialer Richtung verschiebbar gelagert. Eine Oberwurfmutter 36 ik»t auf das vordere Ende der Drehspindel 34 aufgeschraubt, «eiche mit einer Einziehung 33 an der Vorderseite der Spannbacken 10 zur Anlage kommt.Parts 18 of the elastic body 16 lie flush in a sweeter cone 28, which corresponds to the inner cone 30 of a pressure sleeve 32 surrounding the clamping jaws 10 and the elastic grains 6. The print /: each 32 is for its part, as shown schematically by dash-dotted lines, mounted in a bore in the rotary spindle 34 such that it can be displaced in the axial direction. A cap nut 36 is screwed onto the front end of the rotating spindle 34, which comes to rest with a recess 33 on the front of the clamping jaws 10.

Zur Verankerung der Spannbaeken 10 im elastischen Körper weisen dieselbe am vorderen Ende in Unifangsrichtung verlaufende Nuten ¹JO auf, in welche schmale Bänder 42 des elastischen Körpers eingreifen, die einstückig mit den angrenzenden seitlichen Teilen 18 verbunden sind.For anchoring the Spannbaeken 10 in the elastic body have the same extending in Unifangsrichtung at the front end grooves JO ^1, in which narrow bands 42 engage the elastic body, are integrally connected to the adjacent lateral parts 18th

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Claims

New protection claims

1. Collet chuck for holding workpieces in the turning spindle of an automatic lathe ^, which has an outer clamping cone individual clamping jaws in an elastic plastic compound are embedded, wherein the side surfaces of each clamping jaw enclose an angle other than zero, characterized in that, that the plastic mass with low or negligible compressibility as a supporting plastic body (16) is formed, the longitudinally between the individual clamping jaws (lo) extending slots (26) for Has formation of individual plastic springs, the slots extending over the clamping jaws backwards into the plastic body extend and wherein the clamping cone has a known guide sleeve (22) at its rear end.

2. Collet according to claim 1, characterized in that the guide sleeve (22) is integral with the plastic body (16) and then at least partially formed as a thin-walled cylinder ring (22) next to the clamping jaws (lo) in the axial direction is.

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3. Collet according to claim 1 or 2, characterized in that the outer surfaces of the laterally adjoining the clamping jaws (lo) Parts (18) of the plastic body (16) lie flush in the outer cone (28) of the clamping jaws.

4. Collet i, oh one of the preceding claims, characterized characterized in that three clamping jaws (lo) are provided in a manner known per se.

5. Collet according to one of the preceding claims, characterized in that the outer cone (28) of the clamping jaws (lo) and an inner cone (3o) of an outer pressure sleeve (32) correspond exactly to one another.

6. Collet according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at the front end of the clamping jaws (lo) extending in the circumferential direction grooves (4o) are provided in which the plastic body (16, 42) engages.

7. Collet according to one of the preceding claims, characterized through a Führurgsbohrung (24) in the rear end of the elastic body (16), the diameter of which corresponds to that to be machined Workpiece corresponds.