DE9001831U1

DE9001831U1 - Spanndorn mit Spannkopf

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Publication number: DE9001831U1
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Authority: DE
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Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2000-02-17

Description

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Spanndorn mit Spannkopf

Die Erfindung betrifft eine Spanndorn mit Spannkopf, der radial ausgerichtete und mit rnern F"hrungsflachen aufweisenden Spsnnke.-^l zusammenarbeitende Spannk'.rper mit Gegenführungsflächen besitzt.

Spanndorne rter eingangs genannten Art verbinden das Werkstück oder das Werkzeug mit dem Werkstück oder Werkzeugträger während der Bearbeitung. Oft stützen sie nicht nur die Bearbeitungskrafte -b sondern bringen außerdem das Werkstück oder Werkzeug selbstständig beim Spannvorgang in eine bestimmte, zur einwandfreien Bearbeitung erforderlichen Lage, wodurch das Werkstück zentriert wird. Ein Spanndorn ist stets für verschiedene Formen und Abmessungen von Werkstücken oder Werkzeugen innerhalb eines bestimmten Bereiches verwendbar. Auf Dorne werden beim Drehen und Außenrundschleifen Werkstücke in ihrer vor- oder fertigbearbeiteten Bohrung gespannt. Die Spannkraft wirkt radial von innen nach außen. Der Spannkopf hat mehrere, gleichmäßig am Umfang verteilte Längsschlitze, in denen keilförmige, flache Spannkörper radial verstellbar sind. Der im Querschnitt kreisrunde Spannkegel wird zum Spannen nach innen verschoben und drückt mit seinem Kegel die Spannkörper, die miteinander mittels Haftfedern verbindbar sind, nach außen. Durch diese Anordnung ergibt sich jedoch eine relativ geringe Rundlaufgenauigkeit·

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Spanndorn so

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weiterzubilden, daß ein Rundlauf mit einer Genauigkeit von weniger als 10" ^&lgr; »an eingehalten werden ke.. n.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsflächen als ebene Abschnitte des Spannkegais ausgebildet sind, die mit den zugeordneten Gegexizührungs flächen in einer Ebene liegen.

Der vorgeschlagene Spanndorn besteht aus einem Spannkopf mit radial ausgerichteten Schlitzen, deren einander zugekehrten Innenwände parallel zueinander verlaufen und auf die Dicke der Spannkörper abgestimmt sind. Die Spannkörper, werden sie radial belastet, können sich radial nach innen bzw. nach außen bewegen. Dadurch, daß die Führungsflächen eben sind und mit den Gegenführungsflächen in einer Ebene liegen, ist sichergestellt, daß die einander zugekehrten Flächen über maximale Flächen miteinander in Druckverbindung stehen. Die Abnutzung der Führungsflächen und der GegenfCnrungsflachen ist daher minimal. Alle auf die Spannkörper wirkenden Kräfte sind daher radial ausgerichtet.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Bei einem Spanndorn mit einem Zi^körper ist es zweckmäßig, wenn der ortsfeste Spanndorn sich zu seinem freien Ende hin verjüngt und wenn der Zugkörper mit dem Spannkopf betrieblich verbindbar ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Spannkörper in Form von Lamellen ausgebildet sind.

Der Spanndorn ist daher ortsfest angeordnet, während die VerstGl.i bewegungen der Spannkopf ausübt, so daß Ungenanigkeiten,

die sich bei bekannten Spanndornen der eingangs genannten Art durch Verschieben des Spannkegels ergeben können, hier nicht auftreten.

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Aufnahmen die Spannkörper umgebende Erweiterungen besitzen, die mit elastisch verformbaren, die Spannkörper mit dem Spannkopf verbindbaren Haltekörpern ausgefüllt sind. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Erweiterungen mit Gummi oder Kunststoff ausgefüllt sind und wenn die Haltekörper bestrebt sind, die Spannkörper radial nach innen zu versetzen. In Ruhelage sind daher die Spannkörper im Spannkopf angeordnet.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Aufnahmen zur Innenseite des Spannkopfes hin offen sind und daß die Spannkörper mit dem Spannkopf über Kupplungselemente verbindbar sind. Hierbei können diese Maßnahmen auch so getroffen 5&THgr;&KHgr;&Ggr;&Idigr;, uäu uxc Küppj-üriy 5&bgr; xeiüentc aus läuläx 5U5y eriCiite &igr;_&bgr;&Ggr;&igr; nä55ü der Spannkörper und Ausnehmungen des Spannkopfes, in welche die Nasen eingreifen, gebildet sind. Die Ausnehmungen und die Nasen sind hierbei so bemessen, daß sie keinen Einfluß auf die Genauigkeit der radialen Verstellung der Spannkörper haben.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Spanndorn mit dem Zugkörper über einen Bajonettverschluß lösbar verbindbar ist. Aufgrund des Bajonettverschlußes ist eine einfache und schnelle betriebliche Verbindung zwischen dem Spanndorn und Spindelkopf möglich.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Spanndorn eine Rastaufnahme besitzt, die mit einem Rastkörper des Spindelkopfes betrieblich verbindbar ist. Diese Rastaufnahme kann in der vom Werkstück abgekehrten Stirnseite des Spannkopfes ausgebildet sein.

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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß im Spanndorn eine axiale Bohrung und eine an die Bohrung sich anschließende radiale Ausnehmung ausgebildet sind, in denen ein Betätigungsmechanismus für den Rastvorsprung gelagert ist. Der Betätigungsmechanismus ist federbelastet und bestrebt, den Rastvorsprung in der Rastaufnahme festzuhalten. Durch den Rastvorsprung wird gewährleistet, daß es zu keinem ungewollten Lösen der betrieblichen Verbindung zwischen dem Spindelkopf und dem Spanndorn kommt.

Um den Spanndorn vom Spindelkopf lösen zu können, sieht eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung vor, daß der von der freien Stirnseite des Spannkopfes zugängliche Betätigungsmechanismus mit einer Entriegelungsvorrichtung zusammenarbeitet. Hierbei besitzt die Entriegelungsvorrichtung einen axial verlaufenden und in die Bohrung eingreifenden Bolzen, durch den der Betätigungsmechanismus axial verstellbar ist.

Der Bolzen arbeitet hierbei mit einer Druckfeder zusammen, die bestrebt ist, ihn von dem Betätigungsmechanismus weg zubewegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Spanndorn in perspektivischer Seitenansicht,

Fig. 2 einen von einem Spindelkopf getragenen Spanndorn im axialen Querschnitt,

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Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten Spindelkopf mit einer Entriegelungsvorrichtung,

Fig. 4 eine axiale Draufsicht des in Fig. 2 dargestellten Spindelkopfes,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V nach Fig. 2 und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI nach Fig. 2.

In den Figuren ist ein Spanndorn 10 mit Spannkopf 12 dargestellt, der radial ausgerichtete und mit einem Führungsflächen 64 bis 74 aufweisenden Spannkegel 104 zusammenarbeitende Spannkörper 14 bis 24 mit Gegenführungsflächen 52 bis 62 (vgl. Fig. 6) besitzt. Die Führungsflächen 64 bis 74 sind als ebene Abschnitte des Spannkegels 104 ausgebildet, die mit den zugeordneten Gegenführungsflachen 52 bis 62 in einer Ebene liegen. Die radialen Außenseiten 26 bis 36 der Spannkörper 14 bis 24 stehen mit dem Werkstück in Druckverbindung, während die axialen Stirnseiten 38 bis 48 zum einen aus dem Spanndorn herausragen und zum anderen dem Innenraum des Werkstückes 126 zugekehrt sind. Die lamellenartigen Spannkörper 14 bis 24 sind in radial ausgerichteten Einschnitten 92 bis 102 des Spannkopfes 12 gelagert. Ferner ist ein Zugkorper 156 vorgesehen, der mit dem Spannkopf 12 betrieblich verbindbar ist, während der ortsfeste Spanndorn 104 sich zu seinem freien Ende hin verjüngt. Die lamellenartigen Spannkörper 14 bis 24 sind in ihrem radialen Querschnitt annähernd rechteckförmig. Die Aufnahmen 92 bis 102

besitzten die Spannkörper 14 bis 24 umgebende Erweiterungen, die mit elastisch verformbaren, die Spannkörper 14 bis 24 mit dem Spannkopf 12 verbindbaren Haltekörpern 80 bis 90 ausgefüllt sind .

Die. Erweiterungen sind mit Gummi oder Kunststoff ausgefüllt, so daß die Haltekörper 80 bis 90 bestrebt sind, die Spannkörper 14 bis 24 radial nach innen zu versetzen.

Oie Aufnahmen 92 bis 102 sind zur Innenseite des Spannkopfes 12 hin offen. Die Spannkörper 14 bis 24 sind mit dem Spannkopf 12 über Kupplungselemente verbindbar. Diese Kupplungselemente bestehen aus radial ausgerichteten Nasen 142 der Spannkörper 14 bis 24 und Ausnehmungen 140 des Spannkopfes 12, in welche die Nasen 142 eingreifen. Bei der Ausnehmung 140 handelt es sich um eine radial nach innen offene, ringförmige Nut, in welche die Nasen 142 eingehängt werden. Einen festen Halt erhalten die SpäüriiCürptJif 14 bis 24 durch ule Hältekorpör SG bis 90 . Um uül'Ch das Einhängen der Nasen 142 in die Ausnehmungen 140 die Genauigkeit der Einstellung nicht zu beeinflussen, ist die radiale Tiefe der Ausnehmungen 140 auf den Arbeitsbereich der Spannkörper 14 bis 24 ausgelegt.

Der Spanndorn 10 besitzt ferner eine radiale Nut 144, die durch radiale Vorsprünge 200 und 202 definiert ist. Die radiale Nut 144 arbeitet mit radialen Vorsprüngen 204 des Zugkörpers 156 zusammen. Die Vorsprünge 204 und die Vorsprünge 202 bilden einen Bajonettverschluß, der beim Verdrehen des Spanndornes nach links oder rechts gelöst werden kann. Beim Verdrehen befinden sich die radialen Vorsprünge 204 des Zugkörpers 156 zwischen den Ausnehmungen der Vorsprunge 202, so daß der Spanndorn in axialer

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selbstständiges Lösen des Spanndornes ist daher nicht möglich,

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da beim Verdrehen die Gegenführungs flächen 52 bis 62 mit des bogenförmigen Abschnitten des Spannkegels 104 zusammenarbeiten. Hierbei werden die von den Haltekörpern 80 bis 90 festgehaltenen Spannkörper radial nach außen gedrückt, wobei eine bestimmte Kraft, die von den Haltekorpern 80 bis 90 herrührt, überwunder werden muß. Dieses radiale Verschieben ist jedoch mit einer Kraft verbunden, die mittels einer Entriegelungsvorrichtung 160 (vgl.

, Fig. 3) überwunden werden kann. In dem Spanndorn 104 ist eine axiale Bohrung 106 ausgebildet, an die sich eine radiale Ausnehmung 175 anschließt. In der Bohreng und der Ausnehmung ist ein Betätigungsmechanismus 172,174 und 176 gelagert. Er besteht aus einem axialen Stift 172, der mit dem Körper 174 fest verbunden ist. An den Körper 174 schließt sich der Rastvorsprung 176 an, der im wirksamen Zustand des Spanndornes in die Ausnehmung 8 eingreift und sicherstellt, daß der Spanndorn IQ seine Arbeitsposition 10 beibehält. Der Betätigungsmechanismus arbeitet mit einer Druckfeder 170 zusammen, die bestrebt ist, den Rastvorsprung 176 in der Ausnehmung 8 festzuhalten. Der Betätigungsmechanismus 172,174 hat einen Arbeitshub h£> der größer ist als der Entriegelungshub h^, d.h. die Tiefe der Rastaufnahme

Die Entriegelungsvorrichtung 160 besitzt einen axial verlaufenden und in die Bohrung 106 eingreifenden Bolzen 162, durch den der Betätigungsmechanismus 172, 174 axial nach links verstellbar ist. Der Bolzen 162 arbeitet mit einer Feder zusammen, die bestrebt ist, ihn nach rechts zu verstellen (vgl. Fig. 3). In der Stirnseite des Spannkopfes 10 sind drei Bohrungen 120,122 und 124 ausgebildet, in welche Stifte 166 und 160 der Entriegelungsvorrichtung eingreifen. Diese Stifte dienen zur

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genauen Positionierung der Entriegelungsvorrichtuug mit Bezug auf den Spanndorn. Ferner sind Haftkörper 1S2 ±ixa 184, z*B. Magneten, vorgesehen, durch die sichergestellt ist, de' die Entriegeiungvorrichtung 160 am Spanndorn 10 festgehalten wird. Der Spindelkopf 152 ist mittels Schrauben 154 mit einem Grundi ~per 158 verbunden, in dem Bohrungen für die Schrauben 150 ausgebildet sind. Durch die Schrauben 150 ist eine feste Verbindung zwischen dem Z jkörper 15S und dem Bajonettverschluß des Zugkkcr-vsrs herstellbar. Der Hub d des Zugkörpers 156 ist so bemessen, daß die Spannkörper maximal ein und ausfahren können.

Der lose Hub d^ ist so bemessen, daß beim Ausfahren des Spanndornes die Spannkörper 14 bis 24 mit dem Werkstück 126 nicht in Druckverbindung stehen. Der Spanndorn 10 ist im wesentlichen ein hohlzylindrischer Körper, dessen dem Spannkegel zugekehrte Seite als Aufnahme für denselben dient, während die gegenüberliegende Stirnseite schlitzartige Ausnehmungen aufweist, in denen die Spannkörper radial gelagert sind. Die axialen Stirnseiten 38 bis 48 der Spannkörper 14 bis 24 können aus der Stirnseite des Spanndornes 10 herausragen, wodurch es möglich ist, Werkstücke mit minimalen axialen Ausnehmungen festzuhalten. Alle Teile des Spanndornes können mit einer großen Genauigkeit hergestellt werden, so daß das Zentrieren des Werkstücjces deutlich genauer ist als bei herkömmlichen Spanndornen.

Der Anschlag 128, der mit dem Spindelkopf 152 lösbar verbindbar ist, dient zur Bestimmung der Einstecktiefe des Werkstückes 126.

Claims

Ansprüche

1. Spanndorn mit Spannkopf, der radial ausgerichtete und mit einem Führungsflächen aufweisenden Spannkegel zusammenarbeitende Spannkörper mit Gegenführungsflächen besitzt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Führungsflächen (64 - 74) als ebene Abschnitte des Spannkegels (104) ausgebildet sind, die mit den zugeordneten Gegenführungsflächen (52,62) in einer Ebene liegen.

2. Spanndorn nach Anspruch 1 mit einem Zugkörper,
dadurch gekennzeichnet,

daß der ortsfeste Spanndorn (104) sich zu seinem freien Er.de hin verjüngt und

daß der Zugkörper (156) mit dem Spannkopf (12) betrieblich verbindbar ist.

3. Spanndorn nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannkörper in radial verlaufenden Aufnahmen des Spannkopfes angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Spannkörper (14-24) in den Aufnahmen (90-102) spielfrei geführt sind.

4. Spanndorn nach Anspruch 1 bis 3 mit Spannkörpern in Form von Lamellen,

dadurch gekennzeichnet,

daß der radiale Querschnitt der Lamellen annähernd rechteckförmig ist.

5. Spanndorn nach einem der Ansprüciie 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufnahmen (92-102) die Spannkörper (14,24) umgebende Erweiterungen besitzen, die mit elastisch verformbaren, die Spannkörper (14,-24) mit dem Spannkopf (12) verbindbaren Haltekörpern (80-90) ausgefüllt sind.

6. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Erweiterungen mit Gummit oder Kunststoff ausgefüllt sind und

daß die Haltekörper (80-90) bestrebt sind, die Spannkörper . (14-24) radial nach innen zu versetzen.

7. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufnahmen zur Innenseite des Spannkopfes (12) hin offen sind und

daß die Spannkörper (14-24) mit dem Spannkopf (12) über Kupplungselemente verbindbar sind.

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8. Spanndorn nach einem der Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungselemente aus radial ausgerichteten Nasen (142) der Spannkörper (14-24) und Ausnehmungen (140) des Spannkopfes (12). in welche die Nasen (142) eingreifen, gebildet sind.

9. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Spanndorn (10) mit dem Zugkörper (156) über einen Bajonettverschluß (146) lösbar verbindbar ist.

10. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufnahmen (92-102) zum Werkstück (126) hin offen sind.

11. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Spanndorn (10) eine Rastaufnahme (8) besitzt, die mit einem Rastkörper (176) des Spindelkopfes (152) betrieblich verbindbar ist.

12. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rastaufnahme (8) in der vom Werkstück abgekehrten Stirnseite des Spannkopfes (12) ausgebildet ist.

13. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

daß im Spanndorn (104) eine axiale Bohrung (106) und eine an die Bohrung (106) sich anschließende radiale Ausnehmung (175) ausgebildet sind, in denen ein Betätigungsmechanismus (172,174) für den Rastvorsprung (175) gelagert ist.

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14. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Betätigungsmechanismus (172,174) federbelastet und bestrebt ist, den Rastvorsprung (176) in der Rastauf nat^me ( 8 ) festzuhalten -.

15. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

daß der von der freien Stirnseite des Spannkopfes (12) zugängliche Betätigungsmechanismus (172,174) mit einer Entriegelungsvorrichtung (160) zusammenarbeitet.

16. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß die Entriegelungsvorrichtung (160) einen axial

verlaufenden und in die Bohrung eingreifenden Bolzen (162)

besitzt, durch den der Betätigungsmechanismus axial verstellbar ist=

17. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß der Bolzen (162) mit einer Druckfeder (164) zusammenarbeitet, die bestrebt ist, ihn von dem Betätigungsmechanismus (172,174) weg zu bewegen.

18. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Entriegelungsvorrichtung (160) mit dem Spannkopf (12) lösbar verbindbare Haltemittel (166,168) besitzt.

19. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

daß die Haltemittel (166,168) axial vorstehende Bolzen sind, die in entsprechende Ausnehmungen des Spannkopfes hineinragen.