WO2000014502A1 - Spannmutter - Google Patents

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WO2000014502A1
WO2000014502A1 PCT/CH1999/000394 CH9900394W WO0014502A1 WO 2000014502 A1 WO2000014502 A1 WO 2000014502A1 CH 9900394 W CH9900394 W CH 9900394W WO 0014502 A1 WO0014502 A1 WO 0014502A1
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clamping nut
pull
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clamping
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PCT/CH1999/000394
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Ernst Gerber
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Rego-Fix Ag
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/09—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/093—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
    • F16D1/095—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping with clamping effected by ring contraction only
    • F16D1/096—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping with clamping effected by ring contraction only the ring or rings being located between the shaft and the hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/2012—Threaded cam actuator
    • B23B31/20125—Axially fixed cam, moving jaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02—Details of balancing machines or devices
    • G01M1/04—Adaptation of bearing support assemblies for receiving the body to be tested
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B2250/00—Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/106—Nuts

Definitions

  • the invention relates to a clamping nut with an eccentrically incorporated pull-out tab for releasing the collet from the collet holder.
  • the eccentric arrangement of the pull-out tab creates an imbalance which causes vibrations at high speeds.
  • the centrifugal forces caused by this unbalance increase with the square of the speed and can reach considerable values. This can result in poorer machining results or even damage to the machine tool.
  • the invention has for its object to achieve the compensation of the unbalance without the disadvantages mentioned.
  • Figure 1 is an axial sectional view of a collet assembly.
  • Figure 2 is an axial and two radial sectional views of an embodiment of a clamping nut.
  • Fig. 3 is an axial and two radial sectional views of a further embodiment of a clamping nut and
  • Fig. 4 is an axial and a radial sectional view of another embodiment of a clamping nut.
  • a collet 2 is inserted into a collet holder 1 with a receiving cone 10.
  • the collet 2 has a 30 ° cone 6 on its end face by means of which the collet is pressed centrally into the receiving cone 10 of the collet holder 1 by a clamping nut 3 with a corresponding inner cone.
  • the latter has a thread 7 on its outer wall, onto which the clamping nut 3 is screwed.
  • the surface of the clamping nut 3 has a coating or another surface treatment which reduces the friction on the thread and on the 30 ° cone and protects against corrosion.
  • the clamping nut 3 has a pull-out tab 4 for releasing the collet from the receiving cone 10.
  • This pull-out tab which engages in a groove 8 running behind the cone 6 of the collet, is usually, as shown in section AA of FIG. 2, by a circular, eccentrically arranged material removal.
  • the pull-out tab has the shape of an eccentrically arranged oval and is dimensioned in such a way that the collet snaps into the clamping nut, and is designed such that its function also guarantees a clamping range of 1 mm is. With this alternative form, the necessary unbalance compensation can be kept smaller.
  • the oval shape of the pull-out tab also has the advantage that the collet snaps into place during assembly and does not fall out of the clamping nut, as was the case with the conventional design.
  • the unbalance compensation 5 consists in removing material with a tool, the contour of which is indicated in the sections B-B of FIGS. 2 and 3 by the dashed circles 9.
  • FIG. 4 Another variant of the unbalance compensation is shown in FIG. 4. Instead of the material removal according to FIGS. 2 and 3, axially parallel bores 5 are made in the material behind the pull-out tab 4 in this form.
  • the clamping nuts according to the invention have the advantage that the outer contour is not disturbed by compensating bores or milling. Due to the unbalance compensation integrated in the production process, a large part of the Balancing costs can be saved. In addition, the corrosion protection layer is not damaged by subsequent material removal. Pre-balancing can remove up to 90% of the unbalance during production. If a particularly good balancing quality is required, subsequent fine balancing is possible with much less effort.

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Abstract

Die an einer Spannmutter durch den exzentrisch eingearbeiteten Ausziehlappen (4) zum Lösen der Spannzange (2) aus der Spannzangenaufnahme (1) entstehende Unwucht wird an der Innenkontur der Spannmutter (3) kompensiert, indem dort ein vorgängig ermittelter Materialabtrag (5) vorgenommen ist.

Description

Spannmutter
Die Erfindung betrifft eine Spannmutter mit einem exzentrisch eingearbeiteten Ausziehlappen zum Lösen der Spann- zange aus der Spannzangenaufnahme .
Durch die exzentrische Anordnung des Ausziehlappens entsteht eine Unwucht, welche bei hohen Drehzahlen Vibrationen verursacht. Die Fliehkräfte, welche durch diese Unwucht entstehen, wachsen mit dem Quadrat der Drehzahl an und können beachtliche Werte erreichen. Schlechtere Bearbeitungsresultate oder sogar eine Beschädigung der Bearbeitungsmaschine können die Folge sein.
Um diese nachteiligen Folgen zu vermeiden, ist es üblich, die fertig bearbeiteten Spannmuttern auf einen speziellen Auswuchtdorn oder eine Spindel zu montieren und auf einer Auswuchtmaschine die Grosse und Lage der Unwucht zu ermitteln. Anschliessend wird durch Bohren, Fräsen oder andere Bearbeitungsmethoden zum Zweck des Unwuchtausgleichs Material abgetragen. Dieser Vorgang muss unter Umständen mehrmals wiederholt werden, bis die verlangte Auswuchtqualität erreicht ist. Da die Spannmutter auf den Auswuchtdorn oder eine Spindel montiert ist, kann der Materialabtrag zum Un- uchtausgleich nur an der Aussenkontur erfolgen. Diese nachträglichen Veränderungen der Aussenfläche sind unästhetisch und können bei sehr hohen Drehzahlen auch unangenehmen Lärm verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausgleich der Unwucht ohne die erwähnten Nachteile zu erreichen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei einer Spannmutter der eingangs erwähnten Art zum Ausgleich der Unwucht an der Innenkontur ein vorgängig nach Lage und Menge ermittelter Materialabtrag vorgenommen ist. Die theoretische Grosse und Lage der Unwucht wird bereits bei der Konstruktion errechnet oder durch Versuche ermittelt. Der Unwuchtausgleich wird im Produktionsprozess auf geeigneten Maschinen durch Materialabtrag vorgenommen. Die Auswuchtqualität wird stichprobenweise auf einer Auswuchtmaschine überwacht. Nötigenfalls werden im Produktionsprozess Korrekturen angebracht. Eine spezielle Oberflächenbehandlung vermindert die Reibung am Gewinde und am 30° -Kegel und schützt zugleich vor Korrosion.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine axiale Schnittdarstellung einer Spannzangenanordnung;
Fig. 2 eine axiale und zwei radiale Schnittdarstellungen einer Ausführungsform einer Spannmutter;
Fig. 3 eine axiale und zwei radiale Schnittdarstellungen einer weiteren Ausführungsform einer Spannmutter und
Fig. 4 eine axiale und eine radiale Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform einer Spannmutter.
Wie Fig. 1 zeigt, ist in eine Spannzangenaufnahme 1 mit einem Aufnahmekonus 10 eine Spannzange 2 eingesetzt. Die Spannzange 2 besitzt an ihrer Stirnseite einen 30° -Konus 6 mittels welchem die Spannzange durch eine Spannmutter 3 mit entsprechendem Innenkonus zentrisch in den Aufnahmekonus 10 der Spannzangenaufnahme 1 gepresst wird. Letztere besitzt an ihrer Aussenwand ein Gewinde 7, auf welches die Spann- mutter 3 aufgeschraubt wird. Die Oberfläche der Spannmutter 3 weist eine Beschichtung oder eine andere Oberflächenbehandlung auf, welche die Reibung am Gewinde und am 30° -Kegel vermindert und vor Korrosion schützt.
Die Spannmutter 3 besitzt einen Ausziehlappen 4 zum Lösen der Spannzange aus dem Aufnahmekonus 10. Dieser Ausziehlappen, der in eine hinter dem Konus 6 der Spannzange umlaufende Nut 8 eingreift, wird in der Regel, wie im Schnitt A-A der Fig. 2 gezeigt, durch einen kreisrunden, exzentrisch angeordneten Materialabtrag hergestellt . Alternativ kann, wie im Schnitt A-A der Fig. 3 gezeigt, der Ausziehlappen die Form eines exzentrisch angeordneten Ovals aufweisen und ist so bemessen, dass die Spannzange in der Spannmutter einrastet, und so ausgeführt, dass deren Funktion auch bei einem Spannbereich von 1 mm gewährleistet ist . Mit dieser alternativen Form kann der notwendige Unwuchtausgleich kleiner gehalten werden. Ausserdem hat die ovale Form des Ausziehlappens den Vorteil, dass die Spann- zange bei der Montage einrastet und nicht aus der Spannmutter fällt, wie dies bei der herkömmlichen Ausführung der Fall war.
Der Unwuchtausgleich 5 besteht bei beiden Ausführungsformen in einem Materialabtrag mit einem Werkzeug, dessen Kontur in den Schnitten B-B der Fig. 2 und 3 durch die gestrichelten Kreise 9 angedeutet ist .
Eine weitere Variante des Unwuchtausgleichs ist in Fig. 4 dargestellt. Anstelle des Materialabtrags gemass den Fig. 2 und 3 sind bei dieser Form achsparallele Bohrungen 5 in das Material hinter dem Ausziehlappen 4 geführt.
Die erfindungsgemässen Spannmuttern haben den Vorteil, dass die Aussenkontur nicht durch Ausgleichsbohrungen oder Fräsungen gestört wird. Durch den in den Produktionsprozess integrierten Unwuchtausgleich kann ein grosser Teil der Auswuchtkosten eingespart werden. Ausserdem wird die Korrosionsschutzschicht nicht durch nachträglichen Material- abtrag verletzt. Durch die Vorauswuchtung kann bis zu 90% der Unwucht bei der Produktion beseitigt werden. Wird eine speziell gute Auswuchtqualität verlangt, ist ein nachträgliches Feinauswuchten mit wesentlich geringerem Aufwand möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Spannmutter mit einem exzentrisch eingearbeiteten Ausziehlappen zum Lösen der Spannzange aus der Spannzangenaufnahme dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich der Unwucht an der Innenkontur der Spannmutter (3) ein vorgängig nach Lage und Menge ermittelter Materialabtrag (5) vorgenommen ist .
2. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausziehlappen (4) durch ein exzentrisch angeordnetes Oval gebildet ist.
3. Spannmutter nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ausziehlappen so bemessen ist, dass die Spannzange in der Spannmutter einrastet .
4. Spannmutter nach Anspruch 2 , dadurch gekenn- zeichnet, dass der Ausziehlappen so ausgeführt ist, dass die Funktion auch bei einem Spannbereich von einem Millimeter gewährleistet ist.
5. Spannmutter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Reibung und die Korrosion verringernde
Oberflächenbeschichtung oder -behandlung.
6. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag in Form von Bohrungen erfolgt.
PCT/CH1999/000394 1998-09-07 1999-08-26 Spannmutter WO2000014502A1 (de)

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