DE8111078U1 - Spannzange - Google Patents

Description

Wilhelm Hainbuch GmbH u. Co.
Präzisionsspannwerkzeugfabrik

Spannzan ge

Beim Bearbeiten zylindrischer Werkstücke auf Drehmaschinen werden vielfach Spannzangen zum Einspannen der Werkstücke eingesetzt. In noch stärkerem Maße gilt das beim Verarbeiten von Stangenmaterial auf halb- oder vollautomatischen Drehmaschinen in Ein- oder Mehrspindelausführung. Bei einer großen Anzahl dieser Drehmaschinen u/erden die Spannzangen mittels einer Zugvorrichtung gespannt. Die am meisten gebräuchliche Form der Spannzangen besteht aus einem Stück. An dem einen Ende der Spannzange befindet sich ein Befestigungsgewinde, mittels dessen die Spannzange an der Zugvorrichtung der Drehmaschine befestigt wird. Dieser Teil der Spannzange kann als Spannrohrteil betrachtet werden. Am anderen Ende, an dem sich auf der Innenseite die Spannflächen für die Werkstücke und auf der Außenseite ein zum Ende hin sich erweiternder Außenkonus befindet, ist die Spannzange durch Längsschlitze in mehrere Spannbacken unterteilt. Dieser Teil der Spannzange kann als Spannkopfteil betrachtet werden. Die Längsschlitze reichen so weit in die Spannzange hinein, daß der an die Spannbacken anschließende Teil in einzelne Zungen aufgeteilt ist, an denen die Spannbacken in radialer Richtung ein- und ausfedern können. Dabei führen die Spannbacken Schwenkbewegungen aus, so daß ihre Spannflächen nur bei einem Werkstück mit Nenndurchmesser auf der vollen Länge anliegen. Außerhalb des Nenndurchmessers stehen die Spannbacken in Bezug auf die Längsachse schräg und

liegen entweder nur an ihrem vorderen oder nur an ihrem hinteren Ende am Werkstück an.

Die Schrägstellung der Spannbacken wird bei einer anderen bekannten Spannzange (Automatic Machining, Sept. 1975) dadurch vermieden, daß der durch die Spannbacken gebildete Spannkopfteil und der Spannrohrteil selbständige Teile sind, die mittels einer axial formflüssigen und radial nachgiebigen Kupplungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind. Der an den Spannbacken angeordnete Teil der Kupplungsvorrichtung wird durch je einen hammerkopfartigen axialen Fortsatz gebildet, dessen Kopf einen kreisförmigen Grundriß hat. Der am Spannrohrteil angeordnete Teil der Kupplungsvorrichtung wird durch Ausnehmungen gebildet, die auf die axialen Fortsätze am Spannkopf teil abgestimmt sind und damit fluchten. Dadurch können sich die Spannbacken beim Schließen der Spannzange parallel zu sich selbst bewegen, so daß ihre Spannflächen an der zylindrischen Umfangsfläche eines Werkstückes auf der vollen Länge anliegen. Trotz dieser Verbesserung der Spannbewegung der Spannbacken haftet dieser Spannzange, ebenso wie den zuvor erwähnten herkömmlichen Spannzangen, der Nachteil an, daß die Spannbacken in axialer Richtung stets in der gleichen Ebene stehen' und sie daher zur Längsachse der Spannzange stets den gleichen radialen Abstand haben. Bei Werkstücken mit Rundheitsfehlern, z. B. bei gewalztem Stangenmaterial, liegt nur ein Teil der Spannbacken am Werkstück an, während der andere Teil der Spannbacken zur Einspannung des Werkstückes nicht beiträgt. Diese ungleichmäßige Einspannung eines Werkstückes vermindert nicht nur die Haltekraft am Werkstück. Sie kann auch dazu führen, daß das Werkstück unter den Schnittkräften Taumelbewegungen ausführt. Darunter leidet die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsgüte. Sie kann auch zum Werkzeugbruch führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannzange zu schaffen, mit der auch Werkstücke mit ungleichmäßiger Umfangsflache, insbesondere mit Rundheitsfehlern, zuverlässig eingespannt werden können.

Durch die Längsschlitze und durch die von ihnen ausgehenden Querschlitze, die mindestens bis zur axialen Fluchtlinie des zugeordneten Teils der Kupplungsvorrichtung, besser um einiges darüber hinaus, verlaufen, vi/ird der den Kupplungsteil aufweisende Abschnitt des Spannrohrteils vom übrigen Spannrohrteil teilweise abgetrennt, so daß er die Form eines Kragträgers erhält. Dadurch erhält dieser Abschnitt des Spannrohrteils zugleich eine gewisse Fedrigkeit in axialer Richtung, die es ermöglicht, daß der mit ihm gekoppelte Spannbacken des Spannkopfteils in axialer Richtung gegenüber den übrigen Spannbacken zurückbleiben kann, ohne an axialer und damit an radialer Spannkraft zu verlieren. Außerdem wird dadurch eine gewisse Fedrigkeit des am Spannrohrteil angeordneten Kupplungsteils in radialer Richtung erreicht, so daß bei einer Spannbewegung des angekoppelten Spannbackens die Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen zumindest verringert ist.

Bei einer Ausgestaltung der Spannzange nach Anspruch 2, insbesondere unter Einschluß einer Weiterbildung nach Anspruch 3, wird die vorteilhafte Wirkung der Erfindung dadurch noch verstärkt, daß mehrere Querschlitze vorhanden sind, die in axialer Richtung gegeneinander versetzt sind und abwechselnd von den zwei benachbarten Längsschlitzen ausgehen. Dadurch erhält der dem Spannkopfteil zugekehrte Endabschnitt des Spannrohrteils Mäanderform und eine entsprechend hohe axiale, aber auch radiale Elastizität.

Bei einer Ausgestaltung der Spannzange nach Anspruch 4 lassen sich die Querschlitze paarweise mit einem einzigen Sägeschnitt herstellen und dadurch Bearbeitungszeit einsparen. Durch eine Ausgestaltung der Spannzange nach Anspruch 5 wird die Kerbu/irkung der Schlitze vermindert und damit die Belastbarkeit der Spannzange erhöht.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erleutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Spannzange gemäß der

Erfindung, nach der Linie A - B in Figur 2; Fig. 2 eine Stirnansicht der Spannzange nach Figur 1; Fig. 3 eine ausschnittweise dargestellte Abwicklung der Spannzange nach Figur 1 und 2.

Die Spannzange 10 weist einen Spannkopfteil 11 und einen Spannrohrteil 12 auf, die mittels einer Kupplungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind.

Der Spannkopfteil hat näherungsweise die Gestalt eines hohlen Kegel stumpfes. Er weist auf seiner Innenseite Spannflächen 14 · für die einzuspannenden Werkstücke auf. Diese Spannflächen sind meist Kreiszylinderflächen. Sie können aber auch andere Formen haben. Der Spannkopfteil 11 weist auf seiner Außenseite einen zu seinem in Figur 1 rechts gelegenen freien Ende hin sich erweiternden Außenkonus 15 auf, der auf den Innenkonus der Hauptspindel der Drehmaschine abgestimmt ist, bei der die Spannzange 10 eingesetzt werden soll. Im allgemeinen beträgt dieser Kegelgesamtwinkel 30°. An den Außenkonus 15 schließt der zum Spannkopfteil gehörende Kupplungsteil 16 an.

Der Spannkopfteil 11 ist durch radial ausgerichtete Längsschlitze 17 in einzelne Spannbaeken 18 aufgeteilt. Der Zwischenraum zwischen zwei einander benachbarten Spannbacken 18 ist durch eine gummielastische Masse im Längenbereich der Spannfläche 14 und des Außenkonus 15 nahezu vollständig ausgefüllt. Diese gummi elastische Masse 19 ist durch Kleben oder bevorzugt durch Angießen, zumindest in dem vom Kupplungsteil 16 abgek ehrten Endbereich mit den Spannbacken 18 fest verbunden, so daß die Spannbacken 18

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mit der zwischen ihnen befindlichen gummielastischen Masse 19 den zusammenhängenden Spannkopfteil 11 bilden. In dem dem Kupplungsteil 16 benachbarten Längenabschnitt ist die gummielastische Masse 19 entweder nicht mit den Spannbacken 18 verbunden oder durch Ausnehmungen so weit elastisch verformbar, daß der Kupplungsteil 16 der einzelnen Spannbacken 18 entweder einwärts oder auswärts so weit verschwenkt werden kann, daß die Kupplungsvorrichtung 13 getrennt werden kann. Die im vorderen Bereich des Spannkopfteils 11 mit den Spannbacken 18 fest verbundenen Bereiche der gummi elastischen Masse dienen dabei als Gummigelenk, die den Zusammenhalt des Spannkopfteils 11 gewährleisten.

Der Spannrohrteil 12 ist auf seiner ganzen Länge rohrförmig ausgebildet. An dem vom Spannkopfteil 11 abgekehrten hinteren Ende weist er ein Befestigungsgewinde 21 für die Befestigung der Spannzange 10 an der Zugvorrichtung einer Drehmaschine auf. In dem hinteren, ringsum geschlossenen Längenabschnitt des Spannrohrteils 12 können gestrichelt angedeutete Querbohrungen 22 vorhanden sein, an denen Werkzeuge angesetzt werden können, um den Spannrohrteil 12 mit der Zugvorrichtung der Drehmaschine zu verschrauben oder ihn davon wieder zu lösen. An dem vom Befestigungsgewinde 21 abgekehrten vorderen Ende befindet sich der am Spannrohrteil 12 angeordnete Teil 23 der Kupplungsvorrichtung 13.

Der Kupplungsteil 23 wird durch axiale Fortsätze 24 mit am Ende seitwärts gerichteten Vorsprüngen 25 gebildet, wobei das Ende eines jeden Fortsatzes 24 und die beiden Vorsprünge 25 zusammen einen zumindest annähernd kreisförmigen Grundriß haben. Diese Teile bilden demnach einen abgerundeten Hammerkopf. Der am Spannkopfteil 11 angeordnete

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Kupplungsteil 16 befindet sich in dem an die eigentlichen Spannbacken 18 mit der Spannfläche 14 und dem Außenkonus 15 anschließenden Längenabschnitt 26, der eine gleichbleibende Wandstärke hat. Als Kupplungsteil 23 dient an jedem Spannbacken 18 je eine Ausnehmung 27, deren Grundrißfläche auf die hammerkopfartige Grundrißfläche des Kupplungsteils 23 abgestimmt ist und jeweils mit diesem fluchtet. Die Ausnehmung 2.7 hat eine geringfügig größere lichte Weite als die Abmessungen des Fortsatzes 24 mit den Vorsprüngen 25, damit geringe Neigungsbeu/egungen zwischen beiden Kupplungsteilen ohne Klemmen möglich sind. Das gilt vor allem für den schmalen Halsteil 28 der Ausnehmung 27„ Jede Ausnehmung ist in der Längsmitte des zugehörigen Spannbackens 18 angeordnet und axial ausgerichtet.

Wie in Figur 1 nur in den Randbereichen der Schnittdarstellung angedeutet ist und in der Abwicklung nach Figur 3 deutlich erkennbar ist, weist der Spannrohrteil zwischen je zwei Fortsätzen 24 des Kupplungsteil 23 je einen Längsschlitz auf, die in Figur 3 mit 31 und 32 bezeichnet sind. Diese Längsschlitze 31 und 32 wechseln in Umfangsrichtung einander ab. Vom Längsschlitz 31 gehen in jeder Umfangsrichtung zwei Querschlitze 33 und 34, bzw. 35 und 36 aus. Vom Längsschlitz 32 gehen in jeder Umfangsrichtung drei Querschlitze 37, 38 und 39, bzw.40, 41 und 42 aus. Alle diese Querschlitze erstrecken sich in Umfangsrichtung jeweils über die Fluchtlinie der Fortsätze 24 hinaus, wodurch die von zwei benachbarten Längsschlitzen 31 und 32 ausgehenden und gegensinnig verlaufenden Querschlitze 35 und 36, bzw. 40, 41 und 42, wechselseitig einander in Umfangsrichtung überdecken. Je zwei der

von demselben Längsschlitz 31 oder 32 ausgehenden und in Umfangsrichtung zueinander gegensinnig verlaufenden Querschlitze, wie z. B. die Querschlitze 33 und 35 oder die Querschlitze 38 und 41, fluchten in Umfangsrichtung miteinander, damit sie mit einem einzigen Sägeschnitt hergestellt werden können. In axialer Richtung haben die Querschlitze alle den gleichen gegenseitigen Abstand, wobei die dem Ende des Spannrohrteils 12 am nächsten gelegenen Querschlitze 37 und 40 von diesem Ende einen Abstand haben, der zumindest annähernd gleich dem halben gegenseitigen Abstand zweier benachbarter Querschlitze ist. Durch diese Ausbil dung, und Anordnung, der Längsschlitze und der Qüerschlitze erhält der dem Kupplungsteil 23 zugekehrte Längenabschnitt des Spannrohrteils 12 Mäanderform, wobei zwei einander benachbarte Mäandermuster zueinander gegensinnig ausgerichtet sind. Durch diese Mäanderform des mittleren Längenabschnittes des Spannrohrteils,der zwischen dem Kupplungsteil 23 und dem ringsum geschlossenen Längenabschnitt mit dem Befestigungsgewinde 21 gelegen ist, erhält der Spannrohrteil 12 eine beträchtliche axiale Fedrigkeit, die von einer praktisch ebenso großen radialen Fedrigkeit begleitet wird. Die axiale Nachgiebigkeit der einzelnen Fortsätze 24 des Kupplungsteils 23 kann je nach den Abmessungen der gesamten Spannzange bis zu o,5 mm betragen .

Zumindest die Querscblitze, zweckmäßigerweise aber auch die Längsschlitze, sind an ihren Enden ausgerundet, um die Kerbwirkung bei der Kraftumlenkung möglichst gering zu halten. Der Halbmesser der Ausrundung kann gleich der halben Echlitzbreite sein, wie es in Figur 1 angedeutet ist. Dazu genügt es für den Sägeschnitt ein Sägeblatt mit entsprechend geformten Schneiden zu verwenden, so daß für das Herstellen der Ausrundung ein gesonderter Arbeitsgang nicht erforderlich ist. Der Halbmesser der Ausrundung 43 kann aber auch größer als die halbe Schlitzbreite sein, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Dadurch wird die Kerbwirkung bei der Kraftumlenkung noch weiter vermindert. In diesem Falle müssen die Ausrundungen 43 gesondert hergestellt werden.

Claims (1)

1. Wilhelm Hainbuch GmbH u. Co.
   Präzisionsspannuerkzeugfabrik

   Spannzange

   Ansprüche

   Spannzange,mit einem Spannkopfteil, welcher auf seiner Innenseite Spannflächen für die Werkstücke und auf seiner Außenseite einen zur freien Stirnseite hin sich erweiternden Außenkonus aufweist und welcher durch am Umfang verteilt angeordnete durchgehende Schlitze in einzelne Spannbacken aufgeteilt ist, zwischen denen elastische Mittel vorhanden sind, mit einem Spannrohrteil, welcher an dem vom Spannkopfteil abgekehrten Ende ein Befestigungsgewinde für das Befestigen der Spannzange an einer Zugvorrichtung aufweist, und mit. einer den Spannkopf teil und den Spannrohrteil in axialer Richtung formflüssig und in radialer Richtung nachgiebig miteinander koppelnden Kupplungsvorrichtung, welche durch am einen Spannzangenteil im Umfangsrichtung verteilt angeordnete axiale Fortsätze mit am Ende seitwärts gerichteten Vorsprüngen und durch am anderen Spannzangenteil vorhandene und auf die Fortsätze und Vorsprünge abgestimmte Ausnehmungen gebildet wird,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß am Spannrohrteil ( 12) zwischen je zwei der an ihm angeordneten Teile ( 24) der Kupplungsvorrichtung ( 13)

   I -² -

   je ein vom freien Ende ausgehender, in axialer Richtung

   verlaufender Längsschlitz (31; 32) vorhanden ist und daß

   " von jedem Längsschlitz (31; 32) wenigstens je ein Quer-

   ] schlitz (33; 35;; 37; 40) ausgeht, der in Umfangsrichtung

   ν mindestens bis zur axialen Fluchtlinie des Teils (24) der

   si Kupplungsvorrichtung (13) verläuft.

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   I 2. Spannzange nach Anspruch 1,

   ■j dadurch gekennzeichnet,

   daß von zwei einander benachbarten Längsschlitzen (31; 32) ii/enigstens je ein in Umf angsrichtung gegensinnig zum anderen verlaufender Querschlitz (35; 40) ausgeht, die beide in axialer Richtung um ein gewisses Maß gegeneinander versetzt angeordnet sind.

   3. Spannzange nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die gegensinnig zueinander verlaufenden Querschlitze (40; 35; 41; 36; 42;) in Umfangsrichtung einander $ überdecken*

   > 4. Spannzange nach Anspruch 2 oder 3,

   j. dadurch gekennzeichnet,

   f daß je zwei von demselben Längsschlitz (31) ausgehende,

   in Umfangsrichtung gegensinnig verlaufende Querschlitze (33; 35;; 34; 36) in Umfangsrichtung miteinander

   fluchten.

   5. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennze. ichnet, daß die Längsschlitze (31; 32) und/oder die Querschlitze (33; 35;; 37; 40) an ihrem Ende mit einer Ausrundung (43) versehen sind, deren Halbmesser mindestens gleich der halben Breite des betreffenden Schlitzes ist.