DE1906786A1

DE1906786A1 - Futter mit einer Spannzange in Gestalt einer radial dehnbaren Buchse

Info

Publication number: DE1906786A1
Application number: DE19691906786
Authority: DE
Inventors: Jaehn Edwin Charles
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1968-03-05
Filing date: 1969-02-11
Publication date: 1969-09-25
Also published as: US3517939A; GB1236195A; CH492502A; FR2003242A1; CA921235A

Description

"Futter mit einer Spannzange in Gestalt einer radial dehnbaren Buchse"

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Der Erfindung bezieht sich auf ein Futter, das zum Einspannen eines mit einer Bohrung versehenen Werkstücks eine im Inneren der Bohrung angreifende Spannzange in Gestalt einer radial dehnbaren Buchse mit einem Kranz von Längsschlitzen hat. Das Dehnen der Buchse erfolgt durch einen kegelförmig gestalteten Dorn. Bei dem Werkstück kann es sich zum Beispiel um ein Zahnrad handeln.

Das Maß, um das man eine solche Spannzange ohne bleibende Formveränderung dehnen kann, bestimmt nicht nur die zulässige Toleranz der lichten Weite der Werkstücke, die sich auf dem Futter festspannen lassen, sondern auch die Lebensdauer der Spannzange. Das gilt insbesondere für den Fall, in welchem eine Verunreinigung der Spannzange mit einem Schleifmittel unvermeidlich ist, also beim Schleifen oder Läppen des Werkstücks. Dann führt der unvermeidliche Verschleiß der Spannzange zu einer allmählichen Abnahme ihres Durchmessers an der Einspannstelle. Je weiter sioh das Futter dehnen laßt, um so langer ist daher seine Lebens-Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

dauer. Auch im Interesse der Genauigkeit des von dem Futter einzuspannenden Werkstücks ist es wichtig, daß die Spannzange im Futterkörper sehr starr abgestützt wird. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Futter mit der Spannzange in verhältnismäßig einfacher und billiger Weise so auszugestalten, daß die Spannzange die Forderung großer Dehnbarkeit erfüllt und im Futterkörper starr abgestützt ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zur Einführung in die Werkstückbohrung bestimmte, außen zylindrische Endabschnitt der Buchse innen eine sich von vorn nach hinten verjüngende, auf einen entsprechend keglig gestalteten Dorn aufgepaßte Kegelfläche hat und durch einen verhältnismäßig dünnwandigen, dahinter befindlichen Abschnitt mit einem verhältnismäßig starken tragenden Rand— abschnitt größeren Durchmessers in einem Stück mit diesem verbunden ist und daß sich die Längsschlitze sowohl in den Endabschnitt als auch in den Verbindungsabschnitt erstrecken, der sich vom Lndabschnitt zum Eandabschnitt kegelförmig erweitert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung seien nachstehen anhand der Zeichnungen erläutert, in diesen zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Futter für ein Kegelritzel,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht der dehnbaren Spannzange des in Fig. 1 gezeigten i'utters und

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführung des Futters im Längsschnitt, wobei das eingespannte werkzeug ein Kegeltellerrad ist.

Der Futterkörper des in r'ig. 1 gezeigten Futters ist aus einem etwa rohrförmigen Hauptteil 10 und aus einem durch einen Kranz von Schrauben 15 darauf befestigten rohrförmigen Nasenteil 14 zusammengesetzt. Der Hauptteil kann durch einen Kranz von Schrauben 12 auf dem vorderen Ende der rohrförmigen Werkstückspindel 11 einer Verzahnungsmaschine, Schleifmaschine oder Läppmaschine befestigt werden. Der Nasen-

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teil 14 hat vorn eine Sitzfläche 16, auf der das Werkstück, im vorliegenden Falle eine Kegelritzel p, mit seiner Rü'ck~ seite aufgepaßt ist.

Im Futterkörper ist ein Schaft 17 um eine begrenzte Strecke in ^chsenrichtung verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck hat der Schaft Zylinderflächen 18 und 19, die mit (ileitsitz in gleichachsigen Bohrungen des Futterkörpers eingepaßt sind. Das Öffnen und Schließen des Futters geschieht durch einen nicht dargestellten hydraulischen Antrieb, der in der Spindel 11 oder hinter ihr untergebracht ist und dessen Kolben auf eine mit dem Schaft 17 verbundene Zugstange 21 wirkt, die durch die Bohrung der Spindel 11 hindurchgeht. Der Schaft ist gegen Drehung im Futterkörper 10, Ik dadurch gesichert, daß er eine Längsnut 23 hat, in die eine zwischen benachbarten Schrauben 15 angeordnete radiale Schraube 22 eingreift, die in den Teil 10 des Futter— körpers eingeschraubt ist.

Die in Fig. 2 herausgezeichnete Spannzange des Futters wird von einer radial dehnbaren Buchse gebildet, deren vorderer Lndabschnitt 2k zur LiufUhrung in die Verkstückbohrung bestimmt ist. Dieser uiidabschnitt ist daher außen bei 25 zylindrisch gestaltet und ungefähr so laug wie die Bohrung des Werkstücks bemessen. Innen hat der lindabsehnitt 2k eine Kegelfläche 2b, die sich von vorn nach hinten verjüngt. Dieser ündabschnitt 2k ist durch einen verhältnismäßig dünnwandigen, dahinter befindlichen Abschnitt 2^ mit einem verhältnismäßig starken tragenden Uandabschnitt 27 größeren Durchmessers in einem Stück mit diesem verbuuden. Der Verbindungsabschuitt 2 3 erweitert sich vom Lndabschnitt 2k zum .tandabschiiitt 27 kegelförmig. Bei dem in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Beispiel beträgt die Hälfte des Kegelwinkels 15°. Eie Längsschlitze der Spannzange erstrecken sich sowohl in de.n Endabschnitt 2k als auch in den Verbindungsabschnitt 28 und hören am kaudabschnitt 27 auf. Da sich diese Schlitze der ganzen Länge nach durch den Verbiudungsabschnitt 28 erstrecken,

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BAD OBtGINAU

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ist der Endabschnitt 24 der Spannzange in radialer Richtung in recht hohem Maße dehnbar.

Zum Zwecke der Dehnung ist der Endabschnitt 24 mit seiner inneren Kegelfläche 26 auf den entsprechend kegelförmig gestalteten Kopf 32 eines Dornes Jl aufgepaßt. Wird dieser zu-· rückgezogen, also mit Bezug auf Fig. i abwärtsgezogen, dann wird dadurch der Endabschnitt 24 der Spannzange gedehnt. Der sich an den Kopf 32 anschließende Abschnitt 33 des Dornes 31 sitzt mit Gleitsitz in der Längsbohrung eines Kegels 3k_t in den der Schaft 17 ausläuft. Dieser Kegel 34 kann weit in den kegelförmigen Verbindungsabschnitt 28 der Spannzange hineinragen und daher den Dorn Jl sehr dicht am Werkstück abstützen. Der Schaft 17 trägt den Dorn in einer in Aohsenrichtung verstellbaren Lage. Zu diesem Zweck hat der Dorn einen Gewindeabschnitt 35, mit dem er in ein Innengewinde des Sohaftes 17 eingeschraubt ist. In eingestellter Lage ist der Dorn im Schaft 17 gegen Drehung gesichert und hat zu diesem Zweck an seinem hinteren Ende längsnuten 36« In eine die·»» ser Nuten greift eine Stellschraube 37 ein, die im Schaft 17 sitzt. Damit man an die Schraube 37 herankommt, um sie zu lösen oder festzuziehen, hat der Futterkörper eine Bohrung, die durch einen Stopfen 38 verschlossen ist. Der kegelig© Kopf 32 des Dornes 3I hat einen Flansch 39, der das Werkstück P beim Aufstecken auf das Futter führt und die Stirnfläche des Futter stützt.

Der Randabschnitt 27 der Spannzange hat eine Nut 4O₉ im ■die ein Stift 41 hineinragt, der'an dem Teil 10 sitzt und die Spannzange undrehbar am Futterkörper sichert«-Der schnitt 27 hat ferner gleichachsige zylindrisch© 42 und 43, mit denen er in Gleitsitz zwischen Flächen des Teils 14 des Fütterkörpers und. des Schaftes 17 eingepaßt ist. Auf die Rückfläche des Randabselmitts 17 «ier Spannzange wirken drei Schraubendruckfedern 44_s die in. einem Kranz zylindrischer Bohrungen in der Vorderflgühe des Teils 10 des Futterkörpers sitzen und die Spannzange vorwärtsau« verschieben suchen, also das Werkstück P von der Sitzfläche 16 abzuheben suchen, wenn der Schaft mit dem Dorn 31 durch

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die Antriebsstange 21 vorwärtsverschoben wird. Diese Vor« wärtsverschiebung der Spannzange ist dadurch begrenzt, daß deren Randabsehnitt 27 auf eine innere Schulter 45 des Teils 14 des Futterkörpers trifft.

Steokt man ein Werkstück P auf den' Endabschnitt 24 der Spannzange auf und zieht man dann den Sohaft 17 zurück, dann wird zunächst die Spannzange durch den Kopf 32 des Dorns 31 weit genug aufgespreitzt, um das Werkstück an der Fläche seiner Bohrung zu ergreifen und es dann rückwärts entgegen der Kraft der Federn 44 mitzunehmen, bis sich die Hin— terfläche 49 der Spannzange auf die Vorderfläche 50 des Teils 10 des Futterkörpers aufsetzt. Dabei wird das Werk« stüok auf die Sitzfläche 16 gepreßt. Wie weit sich der Sohaft 17 rückwärtsverschieben kann-, hängt davon ab, um welohes Maß er den Endabsohnitt 24 der Spannzange mittels des Dornkopfes 32 zu dehnen vermag, bis das Werkstück an seiner Bohrung festgeklemmt ist. Wäre kein Werkstück vorhanden oder wäre die Bohrung des Werkstücks zu weit bemessen, dann könnte sich der Sohaft so weit rückwärtsverschieben, bis sich seine Schulter 47 auf eine innere Schulter 46 des Teils 10 des Futterkörpers aufsetzt. Im allgemeinen stellt man den Dorn 31 in Achsenriohtung so ein, daß das Aufeetzen der beiden Flächen 46 und 47 aufeinander schon längst stattgefunden hat, bevor etwa die Spannzange zu stark gedehnt und dadurch beschädigt würde.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Längsschlitze 29 der Spannzange mit einem gummiartigen Werkstoff ausgefüllt, der fest an der Spannzange haftet und deren Ausdehnen und Zusammenziehen nicht behindert, aber das Eindringen von Spänen, Schleifstoff oder anderen Fremdkörpern verhindert. Auf diese Weise werden die■Gleitflächen und, Paßflächen im Inneren der Spannzange geschützt. Damit derartige Fremdkörper, die von außen an die Spannzange herangelangen könnten, herausfallen können, hat der Teil 14 des Futterkörpers ein oder mehrere Löoher 48, die unmittelbar vor dem Randäbschnitt 27 angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt das aufgespannte Werkstück ein Tellerkegel-

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rad G dar, das eine rohrför.mige Nabe hat« Diejenigen Teile dieses Ausführungsbeispiels, die den bereits beschriebenen der ersten Ausführungsform entsprechen, tragen dieselben, jedoch durch Hinzuzählen von 100 vergrößerte Bezugszahlen· Zu den Unterschieden der beiden Ausführungsbeispiele gehört j es, daß der Schaft 117 im Teil 110 des Futterkörpers nicht

versohiebbar sondern durch Schrauben 151 starr befestigt ist. Dafür ist der Dorn I3I am Schaft 117 nicht starr und einestellbar befestigt sondern in Achsenrichtung verschiebbar. Zu diesem Zweck ist ein Gewindeabschnitt 135 des Dornes 131 in eine Stange bei 152 eingeschraubt, die ihrerseits im Teil 110 des Putterkörpers in Achsenrichtung versohiebbar geführt und mit der der Stange 31 der Fig. 1 entsprechenden

W Antriebsstange verbunden ist. Der mittlere Abschnitt I33 des Dornes sitzt mit Gleitsitz in der Bohrung des Schaftes 117. Der Kopf 132 des Dornes vermag daher den Endabschnitt 124 der Spannzange zu dehnen. Die Stange 152 ist gegen Drehung im Teil 110 des Futterkörpers gesichert. Zu diesem Zweck hat sie eine Längsnut 123, in die eine am Teil 110 sitzende Schraube 122 eingreift. Der sich kegelförmig erweiternde Verbindungsabschnitt 128 der Spannzange hat einen halben Kegelwinkel von 22°· beim beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im allgemeinen empfiehlt es sich, diesen Winkel nur so groß zu bemessen, daß er die Nase des Schaftes in den kegelförmigen Verbindungsabschnitt 128 weit genug eintreten läßt, um eine starre Abstützung des Dornes dicht am Werkstück zu ermögli-.

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Claims

Patentanmeldung: "Futter mit einer Spannzange in Gestalt

einer radial dehnbaren Buchse"

PATENTANSPRÜCHE

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i./Futter, das zum Einspannen eines mit einer Bohrung ver« sehenen Werkstücks eine im Inneren der Bohrung angreifende Spannzange in Gestalt einer radial dehnbaren Buchse mit einem Kranz von Längsschlitzen hat, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Einführung in die Werkstückführung bestimmte, außen zylindrische Endabsohnitt (24) der Buchse innen eine sich von vorn nach hinten verjüngende, auf ©inen entsprechend keglig gestalteten Dorn (30) aufgepaßte KegelflSeiie (26) hat und durch einen verhältnismäßig dünnwandigen _s dahinter befindli·» chen Abschnitt -mit einem verhältnismäßig starken tragenden Randabschnitt (27) größeren Duirchmesoers in einem Stück mit diesem verbunden ist and daß sieh die Läsagssohlitse sowohl in den Endabschnitt (2%) als auch in den Yerbindungsalischnitt (28) erstrecken, der sich vom Eudabschnitt (24) aiam fiandab~ schnitt (27) kegelförmig erweiterte

2« Spannzange für das Futter aaoli Aßspriseh i_s dadurph gekennzeichnet, daß der halbe Kegelwißkel des siofa zum Band« abschnitt hin kegelförmig erweiterndem Verteitidimgsabsohnitts (28) der Größenordnung nach etwa 15 ·» S2 beträgt«

3. Futter nach Anspruch i, daduroli gekennzeichnet,, daß ein den Futterkörper .(10, 14) tragender Schaft (17) in einen im Inneren des kegelförmigen Verbindungsabschnitts (28)

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 · Telegramm-Adresse: Upatü/München Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Mitler-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Pattscheck-Konto: München Nr. 1633 97

ORfGINAt INSPECTED

liegenden Kegel (34) ausläuft, hinter dem Kegel (34) von dem starken Randabschnitt (27) der Buchse umgeben ist und eine den Kegel (34) durchsetzende Längsbohrung zur Aufnahme eines Dornes (31) hat, der aus dem Schaft heraus^und in den End« abschnitt (24) der Buchse hineinragt und dort einen kegelförmigen Dehnabschnitt (32) hat, der in die innere Kegel« fläche (26) des Endabschnitts (24) der Buchse eingepaßt ist.

4. Putter nach Anspruch 3, dessen Futterkörper vorn eine Sitzfläche für die Rückseite des Werkstücks hat, dadurch ge« kennzeichnet, daß der starke Randabschnitt (27) der Buchse auf dem Werkstückhalter (10, 14) oder dem Schaft (17) oder beiden mit einer zylindrischen Paßfläche axial verschiebbar geführt ist und unter dem Einfluß einer vorwärtswirken« den P'ederung (44) steht und das Werkstück daher bei Rück« wärtsverschiebung des Dorns (3I) und der durch diesen mitgenommenen Buchse rückwärts gegen die Sitzfläche (l6) des Fut« terkörpers (lO, 14) verschiebbar ist.

5. Futter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß · die Federung (44) zwischen dem Futterkörper (10, 14) und dem starken Randabschnitt (27) der Buchse eingefügt ist, der innen und außen je eine zylindrische Paßfläche (42, 43) hat, mit der er gleitend geführt ist.

6. Futter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (17) den zum Dehnen der Buchse dienenden Dorn (3I, 32) in einer in Achsenrichtung verstellbaren Lage trägt und im Futterkörper (10, 14) in Achsenrichtung verschiebbar geführt ist.

7. Futter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Tbei starrer Verbindung des Futterkörpers (lO, 14) mit dem Schaft (17) der Dorn (3I, 32) in Achsenrichtung verschiebbar im Schaft (17) geführt ist.

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