DE1603694A1 - Spannvorrichtung,insbesondere Spannfutter - Google Patents
Spannvorrichtung,insbesondere SpannfutterInfo
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Description
Dipl. iNQ. JULIUS QlLIARD 8 MÜNCHEN 55 4. Ja«· !967
PATENTANWALT M ITTENWALDER. STRASSE 34
FERNRWF 745775
Patentanmeldung vom .V.. \ \ 067 . 1603694
Anciens EtS T.M.B. - J. Tobler S.A.,
83, fiue Hoche^Malakoff (Seine)/Frankreich
Mein Zeichen: 1038/1
Spannvorrichtung, insbesondere Spannfutter.
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere ein Spannfutter, bestehend aus einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse
angeordneten hohlen Spannmembran, die durch .Einführen eines Druckmittels in das Membraninnere gegen den einzuspannenden
Gegenstand gepresst wird.
Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei welcher die
Anlage des Membranbodens gegen den zu haltenden Gegenstand gleichmäsSkig, gleichförmig, zeitlieh konstant und von einer
sehr grossen Genauigkeit ist, wobei eine ausgezeichnete Dichtigkeit zwischen dem einzuspannenden Gegenstand und dem Membranboden
erreicht wird. Dies wird erfindungsgemäss dadurch
erreicht, dass die Membran im Querschnitt die Form eines Trapezes hat, dass die der grossen Basisseite des Trapezes ent-
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sprechende Basiswand der Membran gegen den einzuspannenden Gegenstand
gedrückt wird, dass zwischen den Wänden in der Ebene der kleinen Basisseite des Trapezes eine mit einer Druckleitung
in Verbindung stehende Öffnung vorgesehen ist, und dass
wenigstens einer der Ränder der Membran entsprechend einer der Spitzen der grossen Basisseite des Trapezes seitlich in dem
Gehäuse gehalten ist. Als Druckmittel kann jedes geeignete Mittel verwendet werden, d.h. jedes flüssige, gasförmige Medium
oder auch eine plastische Masse. Beispielsweise können verflüssigte Gase oder Metalle in flüssigem Zustand verwendet
werden. Bei Verwendung von plastischen Massen, die vorzugsweise synthetisch hergestellt sind, wird die Anwendung besonderer
Dichtungen vermieden.
Das Druckmittel ist vorzugsweise in dem Gehäuse der Spannvorrichtung
selbst enthalten und wird ohne äussere Druckquelle unmittelbar unter Druck gesetzt, so dass eine besondere äussere
Druckquelle vermieden wird, die erfindungsgemässe Vorrichtung
also von derartigen weiteren Vorrichtungen unabhängig ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen
Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und 2 schematisch eine Spannvorrichtung zur Erläuterung
des Grundgedankens der Erfindung,
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Fig. 5 verschiedene Querschnittsformen der erfindungsgemässen
Spannmembran,
Fig. 4 ein Ausführungsheispiel der Erfindung, teilweise in
einem Längsschnitt, und zwar vor dem Einspannen des zu haltenden Gegenstandes,
Fig. 5 J£J-E. weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in
Form eines Spanndornes, der in eine Bohrung des zu haltenden Gegenstandes eingeführt und hier verspannt
wird,
Fig. 6 eine Abwandlung des Spanndornes nach Fig. 5»
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Spanndornes,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Einspannen eines Gegenstandes an seiner Aussenseite, teilweise im
Schnitt,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spanndornes
für die Anwendung zwischen Körnerspitzen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5* wobei jedoch das Einspannen
mit Hilfe der Körnerspitzen erfolgt, in einem Längsschnitt und
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spanndornes für die Verwendung zwischen Körnerspitzen, wobei jedoch
das Einspannen mit Hilfe eines Hebels erfolgt.
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In den Fig. 1 und 2 ist die Membran M in einem Gehäuse 5 angeordnet.
Im Querschnitt hat diese Membran die Form eines Trapezes, beispielsweise eines gleichschenkligen Trapezes, dessen
den Boden 1 bildende grosse Basis an dem einzuspannenden Stück oder den einzuspannenden oder zu verriegelnden Gegenständen
6 und 6' anliegt. Die Spitzen O und O1 der grossen Basis liegen
an dem Gehäuse 5 an» In der Ruhelage (Position I) bilden die
Seitenwände 2 und 2· der Membran mit dem Boden Jeweils einen Winkel cf\ , wobei bei Verwendung eines gleichschenkligen Trapezes
beide Winkel gleiche Grösse haben. Zwischenräume D und D1
verbleiben zwischen den Seitenwänden 2 und 2· und dem Gehäuse derart, dass diese Seitenwände sich unter der Wirkung des Spanndruckes
ρ seitlich bewegen können. Die kleine Basis ist in ihrem Mittelteil mit einer öffnung versehen, die mit der den
Spanndruck führenden Druckleitung in Verbindung steht. Die Flächen 3 und 31 entsprechend der kleinen Basis bilden Führungsflächen entlang dem Gehäuse und bewirken im übrigen eine Abdichtung
zwischen den Räumen D und D1 und dem Inneren der Membran
M.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Membran M ringförmig.
Für den Fachmann ist es aber selbstverständlich, dass die Membran jede gewünschte Form annehmen kann, so dass diese
Membran den Umfang des zu verspannenden Gegenstandes umfassen
kann. c
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Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Seitenwände 2 und 2' in Bezug auf den Boden der
Membran M geneigt. Für den Fachmann ist es selbstverständlich,
dass es in gewissen Fällen genügt, dass nur eine der Wände 2 oder 2' geneigt ist.
Die in den Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellte Ausführungsform
arbeitet folgendermassen:
Die Membran und die Leitungen sind mit einem Druckmittel gefüllt
und sind einem Druck ρ ausgesetzt, der mit irgendeiner beliebigen Vorrichtung 3? erzeugt wird. Beispielsweise kann zu
diesem Zweck in dem Gehäuse ein Kolben angeordnet sein, der durch ein mechanisches Mittel betätigt wird, beispielsweise
mit Hilfe eines Spannhebels, mit Hilfe eines Handzuges, mit
Hilfe einer durch einen Hebel betätigten Schraube o.dgl. Diese
Betätigungsart macht die erfindungsgemässe Vorrichtung selbständig
in allen Fällen, wo die Zuführung des Druckmittels schwierig oder fast unmöglich zu verwirklichen ist.
Der Druck ρ wirkt auf die inneren Flächen 1,2,2',3 und 31 der
Membran M. Der mittlere Teil des Bodens legt sich dicht gegen das Teil 6. Dennoch hat die iörfahrung gezeigt, dass aus verschiedenen
Gründen, beispielsweise aufgrund der Qualität der
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für die Membranen verwendeten Materialien oder auch aufgrund deren Anordnung in dem Gehäuse bei Membranen mit bekannten
Formen und mit bekannter Anordnung im Gehäuse die Anlage der iilnden des Membranbodens am einzuspannenden Gegenstand (oder
den Gegenständen) unregelmässig ist, wodurch sich eine wenig genaue, unregelmässige Jiiinspannung ergibt, die es ermöglicht,
dass zwischen Membran und dem einzuspannenden Gegenstand ;
(oder den Gegenständen) verschiedene Teilchen eindringen. Tatsächlich wird bei den bekannten Membran-Spannvorrichtungen
nur ein Teil des Membranbodens unter der Wirkung des Druckes gewölbt und gegen den zu haltenden Gegenstand bewegt, so dass
dessen Lage schlecht definiert ist und die Einspannung ungenau ist.
In der erfindungsgemässen Membran kann der senkrecht auf die Seitenwände wirkende Druck ρ in zwei Komponenten zerlegt werden,
nämlich in eine Komponente ph parallel zum Boden 1 und in eine Komponente pn senkrecht zum Boden 1. Die horizontalen
Komponenten ph bewegen die Seitenwände 2 und 2' nach aussen (Position II). Diese schwenken um die Punkte O und 0', die
durch das Gehäuse und den zu haltenden Gegenstand festgehalten
werden. Die Schwenkung erfolgt mit einem Winkel σ Vs. . Die
Seitenwände werden entlang dem Gehäuse durch die Führungsflachen 3 und 31 geführt. Die Schwenkung der Seitenwände, die
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an ihren oberen JSndteilen geführt sind, ruft eine Absenkung
der Schwenkachsen O und O' hervor und damit auch eine Klemmung des Gegenstandes 6 an den Stellen 0 und O1.
Der Druck ρ wirkt in gleicher Weise auf die Flächen 3 und 3'
und drückt diese dicht gegen das Gehäuse, wodurch eine Abdichtung zwischen den Bäumen D und D1 und dem Inneren der
Membran M sichergestellt wird. Es können ferner besondere Dichtverbindungen 9 und 9' (Fig. 2) vorgesehen sein. Wenn der
Druck zurückgenommen wird, nimmt Jeder der Teile der Membran wieder seine Ruhelage ein, und zwar entweder aufgrund der
elastischen Qualitäten des Membranmaterials oder aufgrund besonderer
elastischer fiückzugsmittel.
Die Membranen können aus jedem gewünschten Material hergestellt werden, welche die notwendigen Qualitäten besitzen, beispielsweise
aus Stahl oder allgemein aus Metall, aus Kautschuk ο.dgl.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht im übrigen eine
leichte Auswechslung der Membran durch Membranen unterschiedlicher Durchmesser, um so eine Einspannung von Gegenständen
verschiedener Durchmesser zu ermöglichen.
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In verschiedenen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Führungsflächen 3 und 3' der Membran M anders auszubilden, als es in
den Fig. 1 und 2 gezeigt ist» Die Fig. 3 zeigt beispielsweise im Querschnitt verschiedene Membranformen W (diese Form ist in
den Fig. 1 und 2 gezeigt), X, T und Z.
Diese Ausbildungen können manchmal von Interesse sein, wenn Druckmittel besonderer Art verwendet werden, beispielsweise
verflüssigte Gase (niedrige Temperaturen) oder Metalle im flüssigen Zustand (hohe Temperaturen) oodgl.
Die Jürfindung verwirklicht also eine Spannvorrichtung und/oder
Verriegelungsvorrichtung mit grosser Präzision und ausserordentlich
guter Abdichtung, die im übrigen von Jeder äusseren Druckmittelquelle unabhängig sein kann.
Für die erfindungsgemässe Vorrichtung können die verschiedensten
Anwendungsfälle angegeben werden, beispielsweise kann die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet werden für Bremsen,
die auf eine Welle einwirken oder für Haltebremsen und Sicherheitsbremsen für Fahrzeuge aller Art, für Diebstahlsicherungen
für Kraftfahrzeuge, die unmittelbar auf die Steuersäule einwirken oder mit der Haltebremse kombiniert sind, für die
Kupplung zwischen zwei Wellen und insbesondere Präzisions-
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kupplungen für die Ankupplung oder Verbindung von Rohren, für Vorrichtungen zum Anlegen von Bremsbelägen und allgemein
für alle Bremsprobleme und/oder Verriegelungsprobleme, insbesondere
aber für Spannfutter oder Spanndorne für Werkzeugmaschinen.
Bei den bekannten Membran-Spannfuttern oder Membran-Spanndornen kann der auf die Membran einwirkende Druck eine unregelmässige
Verformung der Membran hervorrufen, wobei der mittlere Teil der Membran die Neigung zeigt, sich gegen den einzuspannenden
Gegenstand zu wölben. Man erhält dann oft eine unregelmässige jiinspannung, die wenig genau ist, woraus sich eine Verschmutzung
zwischen Membran und dem einzuspannenden Gegenstand ergeben kann, wenn sich die äusseren Membranteile schlecht
gegen den zu haltenden Gegenstand anlegen, wobei sich eine verhältnismässig geringe Präzision der Jiiinspannung ergibt und
die Abnutzung der Membran beschleunigt wird.
Demgegenüber weist die erfindungsgemässe Spannvorrichtung
zahlreiche Vorteile auf: Sie ermöglicht das gleichmässige und gleichförmige Anlegen der Membran auf die gesamte Anlageoberfläche
eines zu haltenden Gegenstandes* Sie verhindert das Eindringen von Teilchen zwischen dem Gegenstand und der
Membran, u&d sie ermöglicht eine Spannvorrichtung mit einer
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grossen Lebensdauer, die leicht zu warten ist. iiie ülrfindung
ermöglicht ferner die Herstellung einer Spannvorrichtung mit einer austauschbaren Membran gegen Membranen anderer Abmessungen,
um auf diese Weise Gegenstände mit anderen Durchmessern und Abmessungen einspannen zu können.
Das Spannfutter nach Figo 4- besteht aus einem zylindrischen
hohlen Gehäuse 1, das eine ringförmige Spannmembran 2 enthalte Der Spanndruck wird bei dem dargestellten Ausführungsfaeispiel
durch eine hydraulische Flüssigkeit aufgebracht. Diese Flüssigkeit wird in die Leitungen und die übrigen Druckmittel enthaltenden
Räume durch den Füllstopfen 3 eingefüllt. Ferner ist ein Luftauslaßstopfen 4 für die Füllung mit .Druckmittel vorgesehen.
Die Membran 2 besteht aus einem geeigneten Material, "beispielsweise
aus Stahl. Sie ist kreisförmig in dem Gehäuse eingesetzt. Im Querschnitt hat die Membran die Form eines Trapezes, dessen
grosse Basis den Boden 21 bildet. Die gegenüberliegende Seite zeigt in ihrem Mittelteil eine ringförmige bzw. kreisförmige
öffnung 22, die gegen die Druckleitung 5 gerichtet ist. Die
beiden seitlichen Aussenteile 23 und 23' dieser Seite liegen
an· der Wand 7 des Gehäuses an, wobei eine Abdichtung durch die
Dichtungen 6 und 6' sichergestellt ist. Jeder der seitlichen
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Aussenteile 23 und 23' wird einerseits durch die Seitenwände
25 und 25' und andererseits durch die Elemente 24 und 24-' fortgesetzt, die sich an die Fläche 7 des Gehäuses 1 anlegen.
Der Teil 24- der Membran kann sich frei nach links (bei dem in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel) bewegen, wobei er auf der Wand 7 des Gehäuses 1 geführt ist. Der Teil 24·
ist unbeweglich. Die Seitenwände 25 und 25' sind gegen den
Boden unter einem Winkel ((A) geneigt, der so gewählt ist, dass sich die bestmögliche Binspannung des zu bearbeitenden Teiles
ergibt.
Am äussersten Ende der Vorrichtung, das der Spannseite des Spannfutters gegenüberliegt, ist ein Spannkolben 10 angeordnet.
Er wird durch einen Handzug 11 betätigt. Der Kolben ist mit einer Nase 12 versehen, um seine Drehung zu verhindern, während
er in Richtung der Pfeile f^ und f2 verschoben werden kann. Ein
Zwischenstück 13 stellt die Verbindung zwischen den Leitungen und dem Druckraum her. Die Flüssigkeit füllt also die gesamten
Räume und Leitungen 14,15,16,17,5 und den Innenraum 27 der
Membran 2 aus.
Die Berieselungsflüssigkeit wird während der Bearbeitung durch den Kanal 18 geliefert und wird durch eine Kammer 19 durch
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Entleerungsoffnungen 26 in dem Gehäuse (in Fig. 4- gestrichelt
gezeichnet) entleert. Diese Kammer 19 ist auch gegen das zu bearbeitende Werkstück geöffnet und ermöglicht so gleichzeitig
die Entnahme von Spänen ο„dgl.
Die Wirkungsweise ist folgende:
JiJin Teil 30, das an den Flächen 31 und 31' und in den Bohrungen
32 und 33 bearbeitet werden soll, wird vor der Bearbeitung in
das Spannfutter eingeführt, wobei der maximale Durchmesserbereich 0^ des einzuspannenden Teiles vorzugsweise kleiner oder
gleich 2/1000 des Durchmessers 0^ ist.
Darauf wird der Druck aufgebracht, indem auf den Handzug 11
im Sinne des Pfeiles f^ eine Kraft aufgebracht wird. Diese
Kraft ist eine Funktion des Durchmessers 0. des einzuspannenden
Teiles und seiner Toleranz. Der Kolben 10 wirkt auf die Flüssigkeit in den Leitungen und den Räumen 17,16,14,15,5 und 27.
In dem Innenraum 27 der Membran wird nun ein Druck aufgebaut, der senkrecht auf jeden Punkt des Bodens 21, der äusseren Teile
23 und 23' und der Seitenwände 25 und 25' einwirkt. Der auf
jeden Punkt der Seitenwände einwirkende Druck ρ kann in eine horizontale Komponente Pj1 und eine vertikale Komponente ρ ver-
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.legt werden. Die Einspannwirkung an den äusseren Teilen wird
verstärkt durch die Wirkung der horizontalen Komponenten Pj1.
Tatsächlich wird durch die Wand 25 > die sich nach links verschieben
kann und die durch das Element 24 entlang der Wandfläche 7 des Gehäuses 1 geführt ist, der Boden der Membran
dicht gegen das zu bearbeitende Werkstück 30 gepresst, das dadurch festgehalten wird. Die Wand 25 führt eine Schwenkbewegung
um die Spitze 28 zwischen der Wand 25 und dem Boden 21 aus.
Diese Schwenkbewegung der Wand ergibt eine Einspannung bzw» Einklemmung des Teiles 30 durch den äusseren Teil des Bodens
Eine ähnliche Wirkung kann bezüglich der Wand 25' festgestellt
werden. Die Membran ist an dieser Seite festgehalten. Jedoch ist die Wand 25' nicht gehalten und kann sich frei unter der
Wirkung des Druckes ρ verformen. Es ergibt sich so in gleicher Weise eine Schwenkbewegung und also eine Einspannung im Bereich
der Spitze 29.
Die seitlichen Aussenteile 23 und-23' sind in gleicher Weise
dem Druck ρ unterworfen und werden dicht gegen die Wand 7 des
Gehäuses 1 und somit gegen die Dichtungen 6 gepresst. Auf diese Weise ist die Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Membran
sichergestellt; ferner ergibt sich auf diese Weise eine konzentrische
Anordnung.
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Eine üinspannwirkung zwischen dem Spannfutter und der Fläche
des einzuspannenden Gegenstandes 30 wird durch die Schwenkbewegung der Wand 25' und die Verschiebung der Teile 23 und 24
der Membran 2 in axialer Richtung bewirkt.
Die Anordnung ist so getroffen, dass die Membran leicht und schnell ausgewechselt werden kann. Man kann auf diese Weise
schnell von der Bearbeitung eines Werkstückes 30 mit einem Durchmesser 0* auf ein Werkstück mit einem anderen Durchmesser
übergehen, wobei die Abmessung (e) der Membran dem Durchmesser des Werkstückes direkt proportional ist.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spanndornes, der
zwischen Körnerspitzen befestigt wird. Das Werkstück 300 befindet sich auf der ringförmigen Membran 2, die in der Funktion
derjenigen nach Fig. 4 entspricht, wobei die Einspannung lediglich radial nach aussen gegen die Fläche 301 des Werkstückes
300 erfolgt.
Die Arbeitsweise ist folgende:
Die Körnerspitze der Maschine wird in die Zentrierbohrung des Kolbens 100 mit einer gewissen Kraft eingesetzt. Dieser
Kolben kann in der Bohrung 70 des Gehäuses 10 bewegt werden,
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wodurch die in den Räumen 27,50,170 befindliche Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, der auf die Seitenwände 25,25', die
äusseren Teile 24 und 24· und den Boden 21 einwirkt, wie es
bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Wenn die Körnerspitze zurückgezogen wird, wird durch
eine Feder 171 die neutrale Ruhelage wieder hergestellt. Eine
Schraube 111 trennt die Leitungen 50 von der Zentrierbohrung 101 und dient als Entlüftungsstopfen.
Fig. 6 zeigt einen Spanndorn, der zwischen Körnerspitzen eingesetzt
werden kann, für die Einspannung von Werkstücken 300, die in ihrer Bohrung eingespannt werden sollen. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Spanndruck durch Einschrauben der Schraube in Richtung des Pfeiles f erzeugt, wobei die Innenfläche
53 des Kopfes 52 der Schraube 51 als Kolben wirkt.
Zwischen dem Kopf 52 und dem Gehäuse 10 sind Dichtungen 5^ und
55 vorgesehen. Eine Schraube 111 schliesst die Öffnung der Druckräume 50 ab und dient als Entlüftungsstopfen. Die Entspannung
erfolgt durch Herausschrauben der Schraube 51 in
Richtung des Pfeiles fD.
In Fig. 7 ist ein erfindungsgemässer Spanndorn gezeigt, welcher
für die Bearbeitung eines Werkstückes 300 in der Luft (usinage "en I1air") dient. Dieses Werkstück 300 ist konzentrisch
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auf der Membran 2 angeordnet, und es ist der Spanndorn mit Hilfe einer Scheibe an der Werkzeugmaschine befestigt. Bei
dieser Ausführungsart ist in dem Raum 171 ein Kolben 100 geführt, wobei die Spannkraft in Richtung des Pfeiles f^ auf
den Teil 100' durch einen Handzug aufgebracht wird. Der Druck wirkt auf die Flüssigkeit in den Räumen und Leitungen
170,50 und 27 und drückt den Boden der Membran 21 gegen das
einzuspannende Werkstück 500.
Eine Einspannwirkung wird in gleicher Weise zwischen dem Werkstück 500 und der Fläche 210 durch den in Richtung des
Pfeiles t-, durch die Verschiebung der Seitenwand 25 der
Membran 2 hervorgerufenen Zug bewirkt. Ein Element 111 sichert die Abdichtung zwischen den Leitungen 50, dem Raum 17O und
der Atmosphäre und dient gleichzeitig als Entlüftungsstopfen.
Die folgenden Figuren zeigen Ausführungsarten von Spannfuttern
oder Spanndornen, bei denen sich die beiden Seitenwände der Membran unter dem Anpressdruck frei nach aussen bewegen können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, das eine ringförmige Spannmembran 2 enthält. Der
Spanndruck wird mit Hilfe einer hydraulischen Flüssigkeit erzeugt.
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Die "vorzugsweise aus Stahl bestellende Membran 2, die aber auch
aus jedem anderen geeigneten Material bestehen kann, hat im Querschnitt die Form eines Trapezes, dessen grosse Basis den
Boden 21 bildet. Die dem Boden gegenüberliegende Seite enthält eine Öffnung 22, die in Sichtung auf die Druckleitung 5
gerichtet ist. Die beiden seitlichen Aussenteile 23 und 23',
welche Zentrierungsführungen darstellen, liegen an der Wand 7 des Gehäuses 1 an. Die Abdichtung wird durch Dichtungen 6 und
bewirkt.
Der Aussenteil 23 ist nach aussen gerichtet. Ein Raum "s"
trennt den Rand des Aussenteiles 23 von einem Element 82,
dessen Innenteil 8'p an der Spitze 28 des Bodens 21 der Membran
2 anliegt.
Eine bestimmte Anzahl dieser Elemente 8^ kann gleichmässig
im Kreis in dem Gehäuse 1 angeordnet und auf diesem durch Schrauben 8'^ befestigt sein. Es kann auch das Element 82 aus
einem Stück bestehen, das Aushöhlungen und Durchlässe für die Berieselungsflüssigkeit enthalt, die aus einer Leitung 19 ausströmt
und durch Löcher 26 zusammen mit Schmutz und Spänen ausgelassen wird.
Der Aussenteil 23' der Membran 2 ist nach innen gerichtet. Es
ist ein Element 82 vorgesehen, dessen unterer Teil 8r2 an der
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- 18 Spitze 29 des Bodens 21 der Membran 2 anliegt.
Das Element 8^ ist derart ausgebildet, dass ein freier Raum D
entlang der Seitenwand 25' geschaffen wird.
So können sich sowohl die Seitenwand 25 als auch die tieitenwand
25' unter dem Inneren 27 der Membran 2 herrschenden Druck
nach aussen bewegen.-
Ein durch die Leitung 5 eingeführter Anpressdruck ρ wirkt auf
den Boden und drückt diesen fest gegen das Werkstück 30, das eingespannt werden soll. Die Seitenwände 25 und 25' können sich
frei nach aussen bewegen.
Dadurch, dass die Spitzen 28 und 29 des Bodens 21 der Membran durch die Elemente 8g und 8^ festgehalten sind, wird die Bewegung
der Seitenwände 25 und 25' in eine Schwenkbewegung um
diese Spitzen 28 und 29 umgewandelt, wobei die Eührung der der Basis 21 gegenüberliegenden Seite entlang der Wand 7 cLes Gehäuses
1 durch die Aussenteile 23 und 23' der Membran gesichert
ist. So kann sich der Aussenteil 23 in dem Baum s und der Aussenteil 23' in dem Haum s1 seitlich bewegen.
Die horizontalen Komponenten p^ des Druckes p, die auf die
Seitenwände einwirken, rufen deren Schwenkbewegung hervor und
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verstärken die iüinspannung in den Bereichen der Spitzen 28 und
29, wodurch eine sehr feste und genaue Halterung des Stückes 31
in der Spannvorrichtung mit einer ausgezeichneten Dichtigkeit zwischen dem Boden der Membran und dem Stück 31 sichergestellt
ist.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spanndornes, der zwischen Körnerspitzen befestigt wird, wobei die Einspannung
durch die Gegenspitze, z.B. die im Reitstock befindliche Spitze, bewirkt wird. Die Wirkungsweise ist derjenigen der
Vorrichtung nach Fig. 5 ähnlich.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Boden 21 der Membran 2 gegen das Werkstück 300 bewegt, das um diese kreisförmige Membran
herum angeordnet ist. Der durch die Leitung 50 eingeführte
Druck wirkt auf das Innere 27 der Membran auf den Boden 21 und die Seitenwände 25 und 25'.
Die Spitze 28 des Bodens 21 liegt an dem Gehäuse 10 an, während die Spitze 29 an einem Teil 81 anliegt, das auf dem Dorn beispielsweise
durch einen Ring 82 gehalten wird. Die Räume D^
und D2 sind auf beiden Seiten der Seitenwände 25 und 25' vorgesehen
und ermöglichen deren Bewegung nach aussen. Die Führung
auf dem Gehäuse 1 wird durch Zentrierführungen 23 und 23'.der
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Membran 2 sichergestellt« Die Abdichtung erfolgt mittels der Dichtungen 6 und 6* zwischen dem Gehäuse 10 und den Führungen
23 und 23', die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in
Form eines Bügels nach innen gewendet sind.
Fig. 10 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Spanndornes, der zwischen Körnerspitzen befestigt wird, bei dem
aber die Einspannung mit Hilfe eines Hebels erfolgt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Membran 2 mit ihren Spitzen 28 und 29 an einem Teil 810 an, das an dem Gehäuse
einerseits durch Schrauben 812 und andererseits durch ein Teil 811 befestigt ist, das durch einen Ring 813 gehalten wird.
Räume s und Sx, ermöglichen die Bewegung der Zentrierführungen
23 und 23* nach aussen. Die Schwenkbewegung der Seitenwände
25 und 25* wird durch die Anordnung der Räume D^, und D2 ermöglicht.
Dichtungen 6 und 61 sichern die Abdichtung zwischen dem Gehäuse
100 und den Führungen 23 und 23', die in Form eines Z
nach aussen gerichtet sind. Dichtungen 600 und 601 sind in den Teilen 810 und 811 angeordnet, um die Abdichtung der
Räume D^, und D2 sicherzustellen.
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Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen wird eine hydraulische Flüssigkeit als Druckmittel verwendet, die die
Anordnung von Dichtungen zwischen der Membran und dem Gehäuse,
dem Druckkolben und dem Gehäuse usw. notwendig macht.
Die Verwendung eines Druckmittels, das die Anordnung von
Dichtungen nicht erforderlich macht, bietet zahlreiche Vorteile. Es können gewisse Metalle, wie Quecksilber, in flüssigem
Zustand verwendet werden.
Besondere Vorteile sind mit plastischen Massen aus einem
Kunststoff erreicht worden. Vorteilhaft ist beispielsweise eine Masse, die sich im wesentlichen aus Methyl und paraffinierter
Zellulose zusammensetzt, wie sie beispielsweise durch die DYHAMIT-AKTIENGESELIßCHAFO? unter der Bezeichnung 11WEICHMI-POItAM
PVC 5319" angeboten wird.
In der vorhergehenden Beschreibung ist eine Spannvorrichtung, insbesondere ein Spannfutter, mit ausgezeichneten Qualitäten
dargestellt worden. Es ist selbstverständlich, dass die beschriebenen
und dargestellten Ausführungsbeispiele Abänderungen erfahren können, ohne dass der Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er
durch folgende Druckschriften gegeben ist: Deutsche Patentschriften 824^627 und 824 726, '
französische Patentschrift Λ 303 388, * °f>
schweizer Patentschrift 376 721.
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Claims (11)
1.) j Spannvorrichtung, insbesondere Spannfutter oder Spanndorn,
bestehend aus einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten hohlen Spannmembran, die durch Einführen eines
Druckmittels in das Membraninnere gegen den einzuspannenden Gegenstand gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die
Membran im Querschnitt die Form eines Trapezes hat, dass die der grossen Basisseite des Trapezes entsprechende Basiswand
(1) der Membran gegen den einzuspannenden Gegenstand (6) gedrückt wird, dass zwischen den Wänden (3»3f) in der
Ebene der kleinen Basisseite des Trapezes eine mit einer Druckleitung in Verbindung stehende öffnung vorgesehen ist,
dass wenigstens einer der Ränder der Membran entsprechend einer der Spitzen (0,0·) der grossen Basisseite des Trapezes
seitlich in dem Gehäuse gehalten ist.
2.) Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der Seitenwände (2,2·) der Membran nach innen geneigt und in dem Gehäuse derart angeordnet ist,
dass sie unter dem Betätigungsdruck nach aussen um den Hand der Membran entsprechend einer der Spitzen (0,0·) der
grossen Basisseite des Trapezes schwenken kann.
- 24- -
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3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Seitenwände (2,2·) entlang dem
Gehäuse durch wenigstens eine der kleinen Basisseite des Trapezes entsprechende oder in dieser Ebene liegende Wand
in der Ebene der Fläche der kleinen Basisseite des Trapezes geführt ist.
4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Gehäuse und der Membran wenigstens ein Eaum (D,D1) vorgesehen ist, welcher die Verschiebung
wenigstens einer der Seitenwände (2,2') und einer der Führungswände (3»3') nach aussen ermöglicht.
5*) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswände (3*3') nach innen gerichtet
sind.
6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Führungswände (3»3f) über
den eine Spitze der kleinen Basisseite des Trapezes entsprechenden Rand der Membran hinaus verlängert ist.
7·) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der Führungswände (3»3') nach aussen gerichtet ist.
- 25 -
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8.) Vorrichtung nach, den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Verlängerung (24') einer Führungswand (25') am Gehäuse anliegt.
9·) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, und einem der
Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel
ein flüssiges, gasförmiges Medium oder eine plastische Masse ist.
10») Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, 9 und einem der
Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswände (3»3') unter der Wirkung des Betätigungsdruckes
dicht am Gehäuse anliegen.
11.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, 9» 10 und einem
der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel in dem Gehäuse enthalten ist und ohne äussere
Druckquelle unmittelbar unter Druck setzbar ist.
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