DE1192030B - Spannfutter, insbesondere fuer verzahnte, mit einem Schaft versehene Ritzel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B23f

Deutsche Kl.: 49 d-15/01

1192030
G36746Ib/49d

28. Dezember 1962

29. April 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannfutter, mit dessen Hilfe in einer Werkzeugmaschine, etwa einer Verzahnungsmaschine, Läppmaschine oder Prüfmaschine, ein verzahntes, mit einem Schaft versehenes Ritzel oder ein ähnlich gestaltetes Werkstück eingespannt werden kann.

Ein gebräuchliches Spannfutter dieser Art ist an seinem Futterkörper vorn mit einer Sitzfläche versehen, an die sich der Kopf des Werkstücks mit seiner rückwärtigen Fläche auflegt. Der Futterkörper hat eine axiale Bohrung zur Aufnahme des Schaftes des Werkstücks. Das Spannfutter ist mit einer Spannzange versehen, die den Schaft des Werkstücks ergreift und ihn mit der Achse des Futterkörpers ausrichtet und in Achsenrichtung nach hinten zieht, um dadurch die rückwärtige Fläche des Werkstückkopfes an die vordere Sitzfläche des Futterkörpers zu pressen.

Es hat sich nun gezeigt, daß beim Fertigbearbeiten der Zahnflanken des in diesem Futter eingespannten Werkstücks die Verzahnung sich bei der nachfolgenden Prüfung als etwas exzentrisch erweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Fehler, soweit er durch die Bauart des Futters bedingt sein kann, zu beheben. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Hauptursache in einer Abweichung der rückwärtigen Ritzelfläche von der zum Ritzelschaft lotrechten Ebene zu erblicken ist. Diese Abweichung beruht auf einem Verziehen des Werkstücks, das bei der Härtebehandlung des Werkstücks nach dessen Verzahnen eintritt. Wird das verzogene Werkstück eingespannt und dabei das Ritzel in das Futter hineingezogen und mit seiner rückwärtigen Fläche satt an die vordere Sitzfläche des Futterkörpers gepreßt, dann tritt ein elastisches Kippen des Ritzelkopfes gegenüber seinem Schaft ein. Werden die Zahnflanken dann in dieser Einspannung fertigbearbeitet, während der Ritzelkopf also gekippt ist, dann erhält die Verzahnung nach dem Ausspannen des Ritzels eine gewisse Exzentrizität, weil dann das Ritzel wieder in seine Grundstellung zurückkehrt, in der sein Kopf gegenüber dem Schaft nicht mehr gekippt ist. Es hat sich nun gezeigt, daß eine weitere, wenn auch weniger ernste Ursache der Exzentrizität des fertigbearbeiteten Werkstücks in einem ungleichmäßigen Verschleiß der vorderen Sitzfläche des Futterkörpers zu erblicken ist. Dadurch tritt ein ähnliches elastisches Kippen des Werkstückkopfes ein.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Erscheinung der Exzentrizität zu beseitigen und zu diesem Zweck ein einfaches und billiges Spannfutter zu schaffen, bei dem der Vorderteil des Spannfutter, insbesondere für verzahnte, mit
einem Schaft versehene Ritzel

Anmelder:

The Gleason Works, Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,

Patentanwälte, München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Robert Edward Stark, Pittsford, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1962 (168 695)

Futterkörpers, auf dem der Kopf des Werkstücks sitzt, die Abweichung der Werkstückfläche von der zur Achse des Schaftes lotrechten Ebene und die Abweichung der Vorderfläche des Futterkörpers von einer zur Futterachse lotrechten Ebene ausgleicht.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Spannfutter mit einer vorn an dem Futterkörper vorgesehenen Sitzfläche zur Auflage der rückwärtigen Fläche des Kopfes eines Werkstücks und mit einer axialen Bohrung zur Aufnahme eines Schaftes des Werkstücks, der durch eine Spannzange ergriffen und gleichachsig zum Futterkörper ausgerichtet und in diesem nach hinten gezogen wird, um dadurch den Kopf an die vordere Sitzfläche anzudrücken, wobei die Spannzange in dem Futterkörper in Achsenrichtung verschiebbar ist. Erfindungsgemäß ist dieses Spannfutter nun dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des Futterkörpers diesem gegenüber nachgiebig ist und sich daher mit seiner Vorderfläche gegenüber der Achse des Futterkörpers so weit schrägstellen kann, daß dadurch die Abweichung einer oder beider Flächen von der zur Achse lotrechten Richtung ausgeglichen wird.

Nachstehend seien Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt des Spannfutters längs der Schnittlinie 1-1 der Fig. 2,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Spannfutters,

509 567/90

F i g. 3 den Sitzring des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Spannfutters im Schnitt nach den Ebenen 1-1 der F i g. 2 und

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt durch einen etwas abgeänderten Sitzring.

Das in F i g. 1 gezeigte Spannfutter zum Einspannen des Kegel- oder Hyperboloidritzels P des Hinterachsgetriebes eines Kraftfahrzeugs in einer Läppoder Prüfmaschine verkörpert den Gegenstand eines bereits früher gemachten Vorschlags. *°

Dieses Spannfutter hat einen rohrförmigen Hauptfutterkörper 10 mit einer schlanken Kegelfläche 11, mit der der Futterkörper in die keglige Bohrung der Werkstückspindel 12 der Maschine eingepaßt werden kann. Die Umlaufachse der Spindel fällt mit der *5 Achse 13 des Futterkörpers zusammen. Der Vorderteil des Futterkörpers wird nun von einem Sitzring 14 gebildet, der am Hauptfutterkörper 10 durch Schraubenbolzen 15 befestigt ist. Die Vorderfläche 16 des Sitzkörpers bildet eine Sitzfläche, an die sich ^a° der Kopf des Ritzels P mit seiner rückwärtigen Fläche 17 anlegt. Die Mittelbohrung 18 des Sitzringes 14 bildet eine Gleitführung für den Ritzelschaft. Das Spannfutter ist an der Spindel 12 durch Schrauben 19 befestigt.

Der Schaft des Ritzels P hat bei dem hier veranschaulichten Baumuster Zylinderflächen 5-1 und 5-2, die durch das Spannfutter zentriert und ergriffen werden. Diese beiden zylindrischen Flächen des Werkstücks umgreifen das Futter mit inneren Kegelflächen 20 und 21, die von Ringen 23 und 22 gebildet werden. Diese Ringe sind in Bohrungen des Hauptfutterkörpers 10 befestigt. Die Achsen der Flächen 20 und 21 fallen mit der Achse 13 zusammen.

In dem Futterkörper ist nun in dessen Achsenrichtung eine Spannzange verschiebbar angeordnet, die einen zylindrischen Schaft 24 hat. Dieser Schaft gleitet in einer im hinteren Teil des Futterkörpers 10 vorgesehenen Bohrung und hat einen Gewindezapfen 25 zum Anschluß einer nicht näher veranschaulichten Zugstange, die mit einem nicht näher veranschaulichten Antrieb verbunden ist. Der Schaft 24 ist in dem Futterkörper 10 gegen Verdrehung gesichert. Zu diesem Zweck hat der Schaft 24 eine Längsnut 27, in die ein als Keil wirkender Stift 26 eingreift. Vom Schaft 24 aus erstreckt sich die Spannzange nach vorn. Sie hat einen ungefähr rohrförmigen Teil, der durch Längsschlitze spreizfähig und zusammenziehbar gemacht ist. Dieser rohrförrnige Teil bildet zwei Kränze von Fingern, die am Werkstück angreifen. Der vordere Kranz 28 ergreift Und zentriert die Zylinderfläche 5-1, während der hintere Kranz 29 der Finger die zylindrische Fläche S-2 erfaßt und zentriert. Zu diesem Zweck sind die Innenflächen der Kränze 28 und 29 komplementär zu den Flächen S-I und 5-2 gestaltet.

Hat man das Werkstück in das Spannfutter eingesetzt, dann wird die Spannzange in Achsenrichtung innerhalb des Futterkörpers 10 durch ihren Antrieb nach hinten gezogen. Dadurch werden die beiden Kränze 28 und 29 von Spannfingern durch die Schubkurvenwirkung der Flächen 20 und 21 radial nach innen gedrückt, so daß sie die Flächen 5-1 und 5-2 des Ritzels ergreifen und gegenüber der Achse 13 ausrichten. Während das stattfindet, zieht die Spannzange das Ritzel in Achsenrichtung innerhalb des Futterkörpers nach hinten und drückt dadurch das Ritzel mit seiner rückwärtigen Flache 17 auf die vordere Sitzfläche 16 des Futters, und zwar mit großer Kraft. Ist das Ritzel fertig eingespannt, dann fällt die Achse des Ritzelschaftes mit der Achse 13 der Spindel zusammen. Die rückwärtige Fläche 17 des Ritzelkopfes liegt dann flach auf der Sitzfläche 16 des Futterkörpers auf. Das hat nun bei dem bekannten Spannfutter, bei welchem der Stützring steif ausgestaltet war und daher mit seiner Fläche 16 in einer bestimmten unveränderten Lage zur Achse 13 stand, zu den oben erörterten Schwierigkeiten geführt.

Um diese Schwierigkeiten nun zu vermeiden, ist beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Vorderteil des Futterkörpers, d. h. der Sitzring 14 mit der vorderen Sitzfläche 16, nachgiebig gegenüber dem Hauptteil des Spannfutters ausgestaltet, der aus dem Hauptfutterkörper 10 und demjenigen Teil des Sitzringes besteht, der am Körper 10 durch die Schrauben 15 befestigt ist. Zu diesem Zweck ist der Sitzring mit einem verhältnismäßig steifen inneren Rand 30 und einem verhältnismäßig steifem äußeren Rand 31 versehen, die zur Achse 13 gleichachsig liegen. Die Sitzfläche 16 des inneren Randes fällt mit einer zur Achse 13 lotrechten Ebene zusammen. Der äußere Rand 31 ist durch die Schrauben 15 am Hauptfutterkörper 10 starr befestigt. Die Ränder 30 und 31 sind nun miteinander durch eine verhältnismäßig dünne, aus einem Stück mit ihnen bestehende Platte 32 verbunden, die ungefähr in einer zur Achse 13 lotrechten Ebene verläuft und eine begrenzte axiale Verschiebung und Kippbewegungen des inneren Randes 30 gegenüber dem äußeren Rand 31 gestattet. Vorzugsweise wird diese Nachgiebigkeit dadurch erhöht, daß der innere Rand 30 und die Platte 32 mit radialen Schlitzen 33 versehen sind, die einen gleichmäßigen Abstand voneinander haben und zum Zwecke ihrer leichteren Herstellung und besseren Spannungsverteilung in Löchern 34 enden, die in den äußeren Teil der Platte 32 gebohrt sind.

Wird die mit dem Spannfutter versehene Läppmaschine od. dgl. eingerichtet, wobei es genau auf die axiale Lage des Ritzels ankommt, dann muß dafür Sorge getragen werden, daß der Sitzring sich unter der von der Zugstange unter der Wirkung ihres Antriebes ausgeübten Kraft in Achsenrichtung verformen kann. Um welchen Betrag der Verformung es sich dabei handelt, läßt sich leicht dadurch bestimmen, daß man die Änderung des Abstandes zwischen der Vorderfläche des äußeren Randes 31 und der Vorderfläche des Musterritzels mißt, das man beim Einrichten der Maschine in dem Futter einspannt, wobei die Zugstange unter Spannung gesetzt wird. Verwendet man zum Einrichten der Maschine Lehren an Stelle eines Musterzahnrades, wie es bei Läppmaschinen und Prüfmaschinen üblich ist, dann erfolgt die Berücksichtigung selbsttätig.

Um das Innere des Spannfutters vor Verschmutzung zu schützen, sind die Schlitze 33 und die Bohrungen 34 am besten mit einem gummiartigen Werkstoff gefüllt. Zum weiteren Schutz kann der Sitzring die in F i g. 4 gezeigte Ausgestaltung haben. Dort ist der Sitzring 14' auf der inneren Umfangsfläche 18' des inneren Randes 30' mit einer Ringnut 35 versehen. In dieser Ringnut sitzt ein Schnurring 36 aus einem gummiartigen Werkstoff, der radial nach innen etwas vorspringt und daher gleitend den Schaft des

Claims (4)

5 Patentansprüche:

1. Spannfutter mit einer vorn an dem Futterkörper vorgesehenen Sitzfläche (16) zur Auflage der rückwärtigen Fläche (17) des Kopfes eines Werkstücks (F) und mit einer axialen Bohrung (18) zur Aufnahme eines Schaftes des Werkstücks, der durch eine Spannzange (24, 28, 29) ergriffen und gleichachsig zum Futterkörper ausgerichtet und in diesem nach hinten gezogen wird, um dadurch den Kopf an die vordere Sitzfläche (16) anzudrücken, wobei die Spannzange in dem Futterkörper in Achsenrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil (30) des Futterkörpers (10) ao diesem gegenüber nachgiebig ist und sich daher mit seiner Vorderfläche (16) gegenüber der Achse (13) des Futterkörpers so weit schrägstellen kann, daß dadurch die Abweichung einer oder beider Flächen (16, 17) von der zur Achse (13) lotrechten Richtung ausgeglichen wird.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderteil des Futterkörpers (10) aus einem die vordere Sitzfläche (16) bildenden Rand (30) besteht, an den sich eine radial nach außen verlaufende nachgiebige Platte (32) anschließt, die den Rand (30) mit dem Hauptfutterkörper (10) verbindet.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (30) und die Platte (32) radiale Schlitze (35) zur Erhöhung ihrer Nachgiebigkeit in der Achsenrichtung haben.

4. Spannfutter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderteil (30) des Futterkörpers einen zu seinem Rand (30) gleichachsigen äußeren Rand (31) hat, der aus einem Stück mit dem äußeren Umfang der nachgiebigen Platte (32) besteht und am eigentlichen Futterkörper (10) befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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