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Die
Erfindung betrifft einen Spannkopf für Werkstücke oder Werkzeuge, umfassend
einen Spannzangenträger
und an dem Spannzangenträger angeordnete
und durch diesen geführte
Spannzangensegmente einer Spannzange, die Spannflächen für das Spannen
des jeweiligen Werkstücks
oder Werkzeugs aufweisen.
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Bei
derartigen Spannköpfen
erfolgt üblicherweise
die Führung
der Spannzangensegmente am Spannzangenträger durch konische Flächen, die
jedoch bei einer Relativverschiebung der Spannzangensegmente relativ
zu dem Spannzangenträger
nur in einer einzigen Stellung eine flächenhafte Anlage erlauben,
in anderen Stellungen besteht entweder eine zweifache linienförmige oder
eine einfache linienförmige
Anlage.
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Eine
derartige Variation der Art der Anlage der Spannzangensegmente an
dem Spannzangenträger
führt zu
unbestimmten Reibungsverhältnissen und
insbesondere zu sehr hohen Haftreibungen bei in Spannstellung stehenden
Spannzangensegmenten, so daß die
Einstellung von mit derartigen Spannzangensegmenten ausgeübten Spannkräften entweder
nicht möglich
oder nur mit hohen Hysteresen und somit äußerst undefiniert möglich ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf der
gattungsgemäßen Art derart
zu verbessern, daß eine
variable Einstellung und Verstellung der von den Spannzangensegmenten
ausgeübten
Spannkräfte
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Spannkopf der eingangs beschriebenen Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß jedes
Spannzangensegment an dem Spannzangenträger durch mindestens ein definierte
Reibungsverhältnisse
in allen Relativpositionen des Spannzangensegments relativ zum Spannzangenträger schaffendes
Stützelement
abgestützt ist.
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Der
Vorteil eines derartigen zusätzlichen Stützelements,
das definierte Reibungsverhältnisse schafft,
besteht darin, daß damit
zumindest die Reibungskräfte
zwischen dem jeweiligen Spannzangensegment und dem Spannzangenträger nicht
mehr abhängig
von der Relativposition derselben variieren, sondern eine definierte
Größe haben,
so daß damit eine
variable Spannkrafteinstellung möglich
ist.
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Prinzipiell
wäre es
denkbar, daß das
Spannzangensegment nur einen Teil seiner radialen Spannkräften entgegensetzten
Stützkräfte über das mindestens
eine Stützelement
in den Spannzangenträger
einleitet.
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Besonders
günstig
ist es jedoch, wenn das jeweilige Spannzangenelement radialen Spannkräften entgegengesetzte
Stützkräfte ausschließlich über das
mindestens eine Stützelement
in den Spannzangenträger
einleitet.
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Damit
ist sichergestellt, daß sämtliche,
durch die Stützkräfte bedingten
Reibungskräfte
zu definierten Reibungsverhältnissen
und somit zu einer erleichterten Einstellbarkeit des jeweiligen
Spannzangensegments und somit der Spannkraft führen.
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Bei
den bislang bekannten Spannzangensegmenten ist zusätzlich zu
flächenhaften
Abstützung
der jeweiligen Spannzangensegmente an dem Spannzangenträger noch
eine Drehmitnahme vorgesehen.
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Eine
besonders zweckmäßige Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung sieht
jedoch vor, daß das
Stützelement
eine Drehmitnahme zwischen dem Spannzangenträger und dem jeweiligen Spannzangensegment
bei einer Drehung um die Spannzangenachse bildet.
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Günstigerweise
ist vorgesehen, daß das Stützelement
bezüglich
einer Drehung um die Spannzangenachse drehfest relativ zum Spannzangenträger angeordnet
ist.
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Ferner
sieht eine günstige
Lösung
vor, daß das
Stützelement
bezüglich
einer Drehung um die Spannzangenachse drehfest an dem jeweiligen Spannzangensegment
angeordnet ist.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des Stützelements
sind im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung die unterschiedlichsten
Ausführungsformen
denkbar.
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So
sieht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements vor,
daß dieses
auf mindestens einer Abwälzfläche abwälzend bewegbare
Wälzkörper umfaßt, so daß zumindest
zwischen den Wälzkörpern und
der Abwälzfläche lediglich
Wälz- oder
Rollreibung, jedoch keine Gleitreibung oder Haftreibung mehr vorliegt, die
beim Verstellen des Spannzangensegments überwunden werden muß.
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Zum
Ermöglichen
einer radialen Bewegbarkeit der Spannzangenelemente verläuft die
Abwälzfläche vorzugsweise
in einem spitzen Winkel zur Spannzangenachse.
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Zweckmäßigerweise
sind dabei die Wälzkörper in
einer Wälzkörperaufnahme
gelagert, um zu verhindern, daß sich
beim Wechseln der Spannzange die Wälzkörper lösen.
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Die
Wälzkörperaufnahme
ist dabei entweder an dem Spannzangenträger oder dem jeweiligen Spannzangensegment
angeordnet.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Abwälzfläche an dem
Spannzangensegment oder dem Spannzangenträger angeordnet ist.
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Um über das
bloße
Vorsehen von Wälzkörpern eine
Drehmitnahme bei einer Drehung um die Spannzangenachse zu erreichen,
ist vorgesehen, daß die
Abwälzfläche in einer
Ausnehmung angeordnet ist, so daß über die Wälzkörperaufnahme und die Anordnung
der Abwälzfläche in der
Ausnehmung eine Drehmitnahme erfolgen kann.
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Hinsichtlich
der Anordnung der Wälzkörper in
der Wälzkörperaufnahme
wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, daß in der
Wälzkörperaufnahme
mehrere Wälzkörper in mindestens
einer Reihe angeordnet sind.
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Im
Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der Abstützung der
Spannzangensegmente an dem Spannzangenträger über Wälzkörper wurde lediglich davon
ausgegangen, daß sich
die Wälzkörper auf
einer Abwälzfläche abwälzen.
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Besonders
günstig
ist es jedoch, wenn sich die Wälzkörper auf
zwei gegenüberliegenden
Abwälzflächen abwälzen, da
dann keine Gleitreibung sondern nur Wälz- oder Rollreibung beim Bewegen der
Spannzangensegmente überwunden
werden muß.
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Zweckmäßigerweise
ist dabei vorgesehen, daß die
Wälzkörperaufnahme
eine Abwälzfläche aufweist.
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Damit
sind die Wälzkörper in
der Wälzkörperaufnahme
durch Abwälzen
auf deren Abwälzfläche im wesentlichen
ohne Gleitreibung bewegbar.
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Um
ein Verkanten der Wälzkörper in
der Wälzkörperaufnahme
zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Wälzkörper in der Wälzkörperaufnahme
durch ein federelastisches Element in einer Ausgangsstellung gehalten
sind, wobei vorzugsweise in der Ausgangsstellung der Wälzkörper an
diesen das jeweilige Spannzangensegment in seiner Ausgangsstellung
anliegt und beim Bewegen in Richtung der Spannstellung sich dann
die Wälzkörper in
der Wälzkörperaufnahme
entgegen der Kraft des federelastischen Elements bewegen und sich
auf den einander gegenüberliegenden
Abwälzflächen abwälzen.
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Vorzugsweise
ist in diesem Fall vorgesehen, daß die Wälzkörper in der Wälzkörperaufnahme
hintereinanderliegen, das heißt
unmittelbar aneinander anliegend angeordnet sind.
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Alternativ
zum Anordnen der Wälzkörper zwischen
zwei einander gegenüberliegenden
Abwälzflächen sieht
ein weiteres Ausführungsbeispiel vor,
daß die
Wälzkörperaufnahme
eine den Wälzkörper durch
Gleitreibung lagernde Gleitaufnahme ist.
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Das
heißt,
daß der
Wälzkörper sich
nur einerseits auf einer Abwälzfläche abwälzt, andererseits jedoch
in der Gleitaufnahme gleitend gelagert ist.
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Eine
derartige Gleitaufnahme könnte
entweder in dem Spannzangenträger
oder dem jeweiligen Spannzangensegment unmittelbar angeordnet sein.
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Eine
weitere vorteilhafte Lösung
sieht jedoch vor, daß die
Wälzkörper in
einem vom Stützelement umfaßten Führungskörper angeordnet
sind.
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Ein
derartiger Führungskörper bietet
die Möglichkeit, über diesen
die Drehmitnahme zwischen dem Spannzangenträger und dem jeweiligen Spannzangensegment
zu erreichen.
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So
ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Führungskörper gegenüber einer
Drehung um die Spannzangenachse drehfest am Spannzangenträger angeordnet
ist.
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Vorzugsweise
ist ferner vorgesehen, daß der Führungskörper gegenüber einer
Drehung um die Spannzangenachse drehfest an dem jeweiligen Spannzangensegment
angeordnet ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung, die
ohne Wälzkörper arbeitet,
sieht vor, daß das
Stützelement
als Gleitkörper
ausgebildet ist.
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Ein
derartiger Gleitkörper
ist zwar durch Gleitreibung geführt,
hat aber dadurch, daß er
eine definierte Gleitfläche
aufweist, den Vorteil, daß diese Fläche in allen
Relativpositionen des Spannzangensegments gegenüber dem Spannzangenträger gleichgroß ist, so
daß definierte
Reibungsverhältnisse
vorliegen, die sich in einfacher Weise im Sinne einer reduzierten
Reibung gestalten lassen.
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Zweckmäßigerweise
ist in einem derartigen Fall vorgesehen, daß der Gleitkörper eine
Gleitfläche aufweist,
die auf einer Gleitbahn bewegbar ist.
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Um
im Gegensatz zu den bekannten Lösungen
die Reibung zwischen dem Gleitkörper
und der Gleitbahn zu reduzieren, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Gleitkörper mit
Schmiermitteltaschen versehen ist.
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Diese
Schmiermitteltaschen können
auf einer Außenseite
des Gleitkörpers
angeordnet sein.
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Besonders
günstig
ist es jedoch, wenn die Schmiermitteltaschen ausgehend von der Gleitfläche in den
Gleitkörper
eindringend angeordnet ist.
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Weiterhin
ist es, um eine ständige
Schmierung der Gleitfläche
zu erreichen, von besonderem Vorteil, wenn die Schmiermitteltaschen
bezogen auf die Spannzangenachse radial außenliegend zur Gleitfläche hin
offen sind. Dies hat den großen
Vorteil, daß dadurch
die Zentrifugalkraft bei rotierendem Spannkopf dazu einsetzbar ist,
das Schmiermittel aus den Schmiermitteltaschen zur Gleitfläche zu fördern.
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Bei
der Anordnung des Gleitkörpers
an dem erfindungsgemäßen Spannkopf
ist besonders günstig,
wenn der Gleitkörper
an dem Spannzangensegment und die Gleitbahn an dem Spannzangenträger angeordnet
sind.
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Um
wie bei den bekannten Spannköpfen eine
radiale Bewegung der Spannzangensegmente zu erreichen, ist vorgesehen,
daß die
Gleitbahn in einem spitzen Winkel zur Spannzangenachse verläuft.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Spannkopfes
sieht vor, daß das
Stützelement
mindestens einen Kippkörper umfaßt, welcher
einerseits an dem Spannzangenträger
und andererseits an dem jeweiligen Spannzangensegment gelenkig abgestützt ist.
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Mit
einem derartigen Kippkörper
ist es ebenfalls möglich,
eine radiale Bewegung des Spannzangensegments relativ zum Spannzangenträger reibungsarm
und mit definierten Reibungsverhältnissen zu
erzeugen, um ein Werkstück
oder ein Werkzeug zu spannen.
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Besonders
günstig
ist es dabei, wenn pro Spannzangensegment mindestens zwei Kippkörper vorgesehen
sind.
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Mit
zwei derartigen Kippkörpern
besteht die Möglichkeit,
das jeweilige Spannzangensegment im Sinne einer parallelogrammähnlichen
Bewegung zu bewegen und dadurch gegenüber dem Spannzangenträger radial
zur Spannzangenachse zu verstellen.
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Hinsichtlich
der Ausführungen
der Kippkörper
und der gelenkigen Abstützung
derselben sieht eine besonders einfache und somit kostengünstige Lösung vor,
daß die
Kippkörper
jeweils mit Endbereichen in diese lagernden Stützaufnahmen angeordnet sind.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
mit Kippkörpern
ist es zweckmäßig, die
Kippkörper
so anzuordnen, daß sie
bei der Bewegung des jeweiligen Spannzangensegments von der Ausgangsstellung
in die Spannstellung dieses radial zur Spannzangenachse auf diese
zu verschieben.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfs;
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2 eine
Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel
in Richtung des Pfeils A in 1;
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3 einen
Schnitt längs
Linie 3-3 in 1;
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4 eine
vergrößerte ausschnittsweise Darstellung
des Spannkopfs entsprechend 1 im Bereich
der zwischen einem Spannzangensegment und dem Spannzangenträger wirksamen
Wälzkörper;
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5 einen
Schnitt ähnlich 1 durch
ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfes;
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6 einen
Schnitt längs
Linie 6-6 in 5;
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7 einen
Schnitt ähnlich 1 durch
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfes;
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8 einen
Schnitt längs
Linie 8-8 in 5;
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9 einen
Schnitt längs
Linie 9-9 in 8;
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10 einen
Schnitt ähnlich 1 durch
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfes;
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11 einen
Schnitt längs
Linie 11-11 in 10;
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12 einen
Schnitt längs
Linie 12-12 in 11;
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13 einen
halbseitigen Schnitt längs
Linie 1-1 durch ein fünftes
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfes
in Spannstellung des dargestellten Spannzangensegments;
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14 einen
Teilschnitt entsprechend 13 in
Ausgangsstellung des Spannzangensegments und
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15 einen
Schnitt längs
Linie 15-15 in 13.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines in 1 als Ganzes mit 10 bezeichneten
Spannkopfes ist an einem Spindelkopf 12 einer Spindel 14 einer Werkzeugmaschine
gehalten, welche um eine Spindelachse 16 rotierend antreibbar
ist.
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Die
Spindel 14 umfaßt
dabei ein den Spindelkopf 12 tragendes Spindelrohr 18,
in welchem ein Spannrohr 20 zur Betätigung des Spannkopfes 10 in einer
zur Spindelachse 16 parallelen Verschieberichtung 22 bewegbar
geführt
ist.
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Der
Spannkopf 10 ist seinerseits gebildet durch ein unmittelbar
am Spindelkopf 12 montiertes Spannkopfgehäuse 30,
das seinerseits einen Spannzangenträger 32 umfaßt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Spannzangenträger 32 Teil
des Spannkopfgehäuses 30 und
somit mitsamt dem Spannkopfgehäuse 30 mit der
Spindel 14 um die Spindelachse 16 drehbar.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
umschließt
der Spannzangenträger 32 eine
als Ganzes mit 34 bezeichnete Spannzange, welche, wie in 2 dargestellt,
beispielsweise drei Spannzangensegmente 36a, 36b und 36c umfaßt, die
um eine mit der Spindelachse 16 zusammenfallende Spannzangenachse 38 herum
in Umfangsrichtung 40 mit Zwischenräumen 42 zwischen aufeinanderfolgenden Spannzangensegmenten 36 angeordnet
sind, wobei in diesen Zwischenräumen 42 elastische
Zwischenstücke 44 sitzen,
welche an den Spannzangensegmenten 36 anliegen.
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Jedes
der Spannzangensegmente 36a bis 36c umfaßt seinerseits
eine der Spannzangenachse 38 zugewandt liegende Spannfläche 46a bis 46c,
mit welchem ein in die Spannzange 34 einsetzbares Werkstück oder
Werkzeug dadurch einspannbar ist, daß das jeweilige Spannzangensegment 36a bis 36c in
einer radialen Richtung 48a bis 48c zur Spannzangenachse 38 hin
bewegbar ist, um das Werkstück oder
Werkzeug umfangsseitig mit den Spannflächen 46a bis 46c zu
spannen.
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Zur
Bewegung der Spannzangensegmente 36a bis 36c in
den radialen Richtungen 48a bis 48c ist jedes
der Spannzangensegmente 36a bis 36c mit einer
Stützfläche 50 versehen,
welche in diesem Fall in einem spitzen Winkel zur Spannzangenachse 38 verläuft.
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Mit
dieser Stützfläche 50 stützt sich
jedes der Spannzangensegmente 36 auf einer als Stützelement
wirkenden Reihe 52 von Wälzkörpern 60 ab, die beim
ersten Ausführungsbeispiel
aus den in einer Längsrichtung 54 hintereinanderliegenden
einzelnen Wälzkörpern 60 gebildet
ist, wobei die Längsrichtung 54 im
selben Winkel zur Spannzangenachse 38 verläuft, wie
die Stützfläche 50.
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Die
Wälzkörper 60 bilden
mit ihren die Stützfläche 50 abstützenden
Kontaktflächen 62 eine
Führung
für die
Stützfläche 50,
welche das jeweilige Spannzangensegment 36 bezogen auf
die Spannzangenachse 38 in parallel zueinander ausgerichteten
Stellungen führt,
wobei die Spannflächen 46 aufgrund
des spitzen Winkels zwischen der Spannzangenachse 38 und
der Stützfläche 50 in
unterschiedlichem radialem Abstand von der Spannzange 38 positionierbar
sind.
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Die
Wälzkörper 60 werden
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
in einer Ausnehmung 64 im Spannzangenträger 32 geführt, wobei
die Bohrung 64 parallel zur Längsrichtung in den Spannzangenträger 32 eingearbeitet
ist, jedoch derart, daß die Ausnehmung 64 nicht
vollständig
in dem Spannzangenträger 32 liegt,
sondern eine parallel zur Längsrichtung 54 verlaufende Öffnung 66 aufweist, über welche
die Wälzkörper 60 mit
einem Teilbereich 68 überstehen.
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Sind
die beim ersten Ausführungsbeispiel eingesetzten
Wälzkörper 60 als
Kugeln ausgebildet, so ist der Teilbereich 68 eine Kugelkappe,
welche eine geringere Ausdehnung als eine Halbkugel aufweist, so
daß die
als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 60 in
der Ausnehmung 64 über
mehr als die Hälfte
ihres Umfangs geführt
sind und somit jeweils Mittelpunkte 70 der als Kugeln ausgebildeten
Wälzkörper 60 auf
einer dem Teilbereich 68 abgewandten Seite der Öffnung 66 innerhalb
der Ausnehmung 64 liegen.
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Die
Ausnehmung 64 ist dabei so ausgebildet, daß die als
Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 60 vorzugsweise,
wie in 1 und 4 dargestellt, sich mit Kontaktflächen 72 auf
einem der Öffnung 66 gegenüberliegenden
Grund 74 der Ausnehmung 64 abstützen, der
ebenfalls parallel zur Längsrichtung 54 und
somit auch parallel zur Stützfläche 50 verläuft.
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Ferner
sind die Wälzkörper 60a bis 60b in der
Ausnehmung 64 eingeschlossen, und zwar durch eine an dem
Spannzangenträger 34 angeordnete
innere Endplatte 76 und eine äußere Endplatte 78,
wobei sich zusätzlich
auf der inneren Endplatte noch eine Druckfeder 80 abstützt, welche
die Wälzkörper 60a bis 60d in
Richtung der äußeren Endplatte 80 verschiebt
und in einer Ausgangsstellung hält.
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In
dieser Ausgangsstellung der Wälzkörper 60 liegen
die Spannzangensegmente 36 mit ihren Stützflächen 50 an den Kontaktflächen 62 der
als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 60a bis 60d an,
wenn die Spannzangensegmente 36 in ihrer geöffneten Ausgangsstellung
stehen.
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Werden
nun beim Spannen eines Werkstücks
oder eines Werkzeugs die Spannzangensegmente 36 durch Zug
mittels des Spannrohrs 20 in Richtung des Spindelkopfes 12 verschoben,
so führt der
Druck der Stützflächen 50 auf
die Kontaktflächen 62 der
Wälzkörper und
der Druck der Kontaktflächen 72 der
Wälzkörper 60a bis 60d auf
den Grund 74 der Bohrung 64 dazu, daß sich die
Wälzkörper 60a bis 60d abwälzend einerseits
auf dem Grund 74 als einer Abwälzfläche und andererseits auf der
Stützfläche 50 der
Spannzangensegmente 36 als gegenüberliegender Abwälzfläche bewegen,
wobei die Wälzkörper 60a bis 60d von
der äußeren Endplatte 78 weg
in Richtung der inneren Endplatte 76 wandern.
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Durch
diese Abwälzbewegung
lassen sich somit die Spannzangensegmente 36 mit ihren Spannflächen 46 in
eine Spannstellung bewegen, wobei die Abstützung der Spannzangensegmente 36 nicht
zu einer erhöhten
unbestimmten Gleitreibung wie beim Stand der Technik führt, sondern
lediglich über
Roll- oder Abwälzreibung
erfolgt, um ein leichtgängiges
Bewegen der Spannzangensegmente 36 in der Verschieberichtung 22 zu
ermöglichen.
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Die
Druckfeder 80 wird beim Wandern der Wälzkörper 60 in Richtung
der inneren Endplatte 76 zusammengedrückt.
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Beim
Bewegen der Spannzangensegmente 36 aus der Spannstellung
in Richtung einer geöffneten
Stellung erfolgt ebenfalls die Abstützung lediglich über Roll-
oder Abwälzreibung
durch die Wälzkörper 60,
so daß auch
ein Lösen
der Spannzangensegmente 36 mit geringer Reibung möglich ist.
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Das
Aufbringen einer Zug- oder Lösekraft
auf die Spannzangensegmente 36a bis 36c erfolgt
vorzugsweise über
einen Spannadapter 82, der in eine diesem zugewandte Umfangsnut 84 der
Spannzangensegmente mit einer Nase 86 eingreift und andererseits
mit dem Spannrohr 20 verbunden ist.
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Um über die
Wälzkörper 60 nicht
nur eine reibungsverminderte Abstützung der Spannzangensegmente 36 gegenüber dem
Spannzangenträger 32 zu erhalten,
sondern gleichzeitig eine Drehmitnahme, ist die Stützfläche 50,
wie in 2 erkennbar, als Grund einer im Querschnitt gerundeten
Nut 88 ausgeführt, in
welche die Wälzkörper 60 mit
ihrem Teilbereich 68, der über die Öffnung 66 übersteht,
eingreifen, so daß durch
die Ausnehmung 64 und die Nut 88 über die Wälzkörper 60 auch
gleichzeitig eine Drehmitnahme zwischen dem Spannzangenträger 32 und
den Spannzangensegmenten 36 hinsichtlich einer Drehung
um die Spannzangenachse 38 und somit um die Spindelachse 16 geschaffen
ist.
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Im übrigen erfolgt
die Ausrichtung der Spannzangensegmente 36 relativ zum
Spannzangenträger 32 durch
beiderseits der Öffnung 66 liegende
seitliche Führungsflächen 90 des
Spannzangenträgers 32,
an welchen die Spannzangensegmente 36 mit Ausrichtflächen 92 anliegen.
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Zum
Schutz der Stützflächen 50 gegen
eindringenden Schmutz ist ferner noch die äußere Endplatte 78 mit
einer Dichtung 94 versehen, welche vollumfänglich an
einer Außenkontur
der Spannzangensegmente 36 anliegt und dabei auch in die
als Vertiefungen ausgebildeten Stützflächen eingreift.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Spannkopfs,
dargestellt in 5 und 6 sind diejenigen
Elemente, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind,
mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich deren Beschreibung
auf die Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel
vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.
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Im
Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel
sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Wälzkörper 60' nicht als Kugeln
ausgebildet, sondern als Rollen, die in einer Ausnehmung 64' im Spannzangenträger 32 angeordnet
sind.
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Um
die Rollen 60' in
der Ausnehmung 64' zu fixieren,
sind diese mit seitlichen Zapfen 102 versehen, welche koaxial
zur Achse 70' der
als Rollen ausgebildeten Wälzkörper 60' über diese überstehen und
in einer von der Ausnehmung 64' gebildeten, sich an die Öffnung 66 anschließenden Hinterschneidung 104 geführt sind.
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Die
als Rollen ausgebildeten Wälzkörper 60' stehen ebenfalls
mit einem Teilbereich 68' über die Ausnehmung 64' über und
greifen mit diesem Teilbereich 68' in eine die Stützfläche 50' bildende, in diesem Fall im Querschnitt
rechteckförmige
Nut 88' im jeweiligen
Spannzangensegment 36 ein, so daß auch in diesem Fall die als
Rollen ausgebildeten Wälzkörper 60' eine Drehmitnahme
für die
Spannzangensegmente 36 bei einer Drehung des Spannzangenträgers 32 um
die Spannzangenachse 38 darstellen.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in den 7, 8 und 9 tragen
die Spannzangensegmente 36 Führungskörper 110, welche an
den Spannzangensegmenten 36 fixiert sind, beispielsweise
dadurch, daß diese
in einer Nut 112 der Spannzangensegmente 36 sitzen
und durch einen Stift 114 unverschieblich in der Nut 112 gehalten
sind.
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Diese
Führungskörper 110 greifen
in eine deren Form entsprechende Ausnehmung 64'' ein, wobei sich die Führungskörper 110 über Wälzkörper 60'' auf dem Grund 74'' der Ausnehmung 64'' abstützen.
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Die
Wälzkörper 60'' sind dabei so ausgebildet, daß sie sich
abwälzend
auf dem Grund 74'' als einer Abwälzfläche bewegen.
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Im
Gegensatz dazu sind die Wälzkörper 60'' in dem Führungskörper 110 mit einem
Teilbereich 122, im Fall von Kugeln als Wälzkörper 60'' mit einem Kugelkappenbereich,
in Gleitaufnahmen 124 gelagert, so daß sich die Wälzkörper 60'' in den Gleitaufnahmen 124 unter
Gleitreibung drehen können,
jedoch zwischen den Wälzkörpern 60'' und dem Führungskörper 110 keine Roll-
oder Wälzreibung
auftritt.
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Vorzugsweise
sind dabei die Wälzkörper 60'', wie in 9 dargestellt,
in einem zweidimensionalen Muster angeordnet, das sich einerseits
in der Längsrichtung 54 erstreckt,
andererseits aber auch quer zu dieser, beispielsweise in drei nebeneinanderliegenden
Reihen 52''a, 52''b und 52''c von
Wälzkörpern 60''.
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In
diesem Fall erfolgt somit die Abstützung der Spannzangensegmente 36 gegenüber dem Spannzangenträger 32 einerseits über Gleitreibung zwischen
den Wälzkörpern 60'' und dem Führungskörper 110, andererseits über Roll- oder Wälzreibung zwischen
den Wälzkörpern 60'' und dem Grund 74'', so daß gegenüber den bekannten Lösungen ebenfalls
eine verringerte Reibung vorliegt.
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Im übrigen ist
das dritte Ausführungsbeispiel in
gleicher Weise ausgebildet wie das erste und zweite Ausführungsbeispiel,
so daß hinsichtlich
der einzelnen Merkmale dieselben Bezugszeichen verwendet werden
und außerdem
vollinhaltlich auf die Ausführungen
zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen
Bezug genommen wird.
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Bei
einem vierten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in 10, 11 und 12 ist
der Führungskörper 110' direkt mit
Gleitreibung an dem Grund 74'' der Ausnehmung 64'' geführt, der somit eine Gleitbahn
bildet.
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Allerdings
ist eine auf dem Grund 74'' flächenhaft
aufliegende Gleitfläche 130 des
Führungskörpers 110'' mit sich in der Längsrichtung 54 sowie quer
zu dieser erstreckenden Taschen 132 versehen, in welche
Schmiermittel, insbesondere Fett, eingebracht ist, das bei der um
die Spindelachse 16 rotierende Spindel 14 aufgrund
der Zentrifugalkräfte
nach außen
getragen wird und ständig
einen Schmierfilm zwischen der Gleitfläche 130 und dem als
Gleitbahn wirkenden Grund 74'' der Ausnehmung 64'' bildet, so daß ebenfalls eine Abstützung mit
reduzierter Reibung zwischen den Spannzangensegmenten 36 und dem
Spannzangenträger 32 besteht.
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Im übrigen ist
das vierte Ausführungsbeispiel in
gleicher Weise ausgebildet wie die voranstehenden Ausführungsbeispiele,
so daß auf
die Ausführungen
zu diesen Ausführungsbeispielen
vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Bei
einem fünften
Ausführungsbeispiel,
dargestellt in den 13 bis 15 sind
zwischen dem Spannzangenträger 32 und
den Spannzangensegmenten 36 als Stützkörper Kippelemente 140, 142 vorgesehen,
welche einerseits mit Endbereichen 144 und 146 in
Kippaufnahmen 148 und 150 im Spannzangenträger 32 gelagert
sind und andererseits mit Endbereichen 154 und 156 in
Kippaufnahmen 158 und 160 im jeweiligen Spannzangensegment 36 gelagert
sind.
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Wirken
die Kippelemente 140 und 142 mit ihrer Erstreckung
in einer zwischen den Endbereichen 144 und 154 sowie 146 und 156 liegenden
Höhenrichtung 162 als
Schenkel eines Parallelogramms, wobei die zwischen den Endbereichen 144 und 154 sowie 146 und 156 verlaufenden
Höhenrichtung
in unterschiedlichem Winkel zur Spannzangenachse 38 steht,
je nach dem, wie das Spannzangensegment 36 in der Verschieberichtung 22 relativ
zum Spannzangenträger 32 verschoben
ist.
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Dabei
liegen die Kippaufnahmen 150 und 152 sowie 148 und 150 sowie 158 und 160 jeweils
in geometrischen Ebenen 164 und 166, die vorzugsweise
parallel zueinander und in einem spitzen Winkel zur Spannzangenachse 38 verlaufen
und zwar in der Längsrichtung 54,
die ebenfalls im selben spitzen Winkel zu den geometrischen Ebenen 164 und 166 verläuft, hintereinander.
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Ferner
sind die Kippaufnahmen 148 und 150 sowie 158 und 160 in
Richtung der geometrischen Ebenen 164 und 166 quer
zur Längsrichtung 54 begrenzt,
so daß die
Kippelemente 140 und 146 quer zur Längsrichtung 54 in
den Kippaufnahmen 148 und 150 sowie 158 und 160 quer
zur Längsrichtung 54 begrenzt
geführt
sind und somit auch zur Übertragung
einer Drehbewegung von dem Spannzangenträger 32 auf die einzelnen
Spannzangensegmente 36 wirksam sind.
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Ferner
bewirken die Kippelemente 140 und 142 aufgrund
der definierten Gleitreibung der Endbereiche 144 und 146 sowie 154 und 156 in
den Kippaufnahmen 148 und 150 sowie 158 und 160 eine
definierte Gleitreibung, die in allen Stellungen der Spannzangensegmente 36 relativ
zum Spannzangenträger 32 eine
leichtgängige
Relativbewegung der beiden zueinander zuläßt.
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Im übrigen sind
diejenigen Elemente und Komponenten, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele
identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich
der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen
zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen
Bezug genommen wird.