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Vorrichtung zum Spannen von kreiszylinderischen
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Werkzeugteilen Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine
Vorrichtung zum Spannen von kreiszylinderischen Werkzeugteilen, insbesondere für
Funkenerosionsmaschinen, bestehend aus
Aufnahmegehäuse, zwei Spann-Druckhülsen
und Betätigungsvorrichtung für die Spann-Druckhülsen, wobei die Betätigungsvorrichtung
zwei in axialer Richtung gegeneinander verstellbare Einstellringe sowie einen radial
wirkenden Stelltrieb aufweist. Spann-Druckhülsen sind genormte Bauteile, die auch
als Federspannbuchsen bezeichnet werden und in einem diametralen Querschnitt mehr
oder weniger harmonikaartig gestaltet sind, so daß sich die innere Spannfläche dieser
Spann-Druckhülsen bei axialer Druckbeanspruchung verstellt. Es versteht sich von
selbst, daß das Aufnahmegehäuse einen Aufnahmeboden und einen Aufnahmedeckel aufweist,
gegen welche Bauteile die Spann-Druckhülsen abgestützt sind, und daß die Einstellringe
der Betätigungsvorrichtung zwischen den beiden Spann-Druckhülsen angeordnet sind.
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Bei den (aus der Praxis) bekannten, gattungsgemäßen Vorrichtungen
sind die beiden Einstellringe vollständige und geschlossene Ringe mit hauptsächlich
rechteckigem Ringquerschnitt, die an der dem Stelltrieb der Betätigungsvorrichtung
gegenüberliegenden Seite über eine Gelenkanordnung aneinander angeschlossen und
folglich gegeneinander schwenkbar sind. Die
Schwenkbewegung wird
durch den Stelltrieb bewirkt, der die beiden Einstellringe an der dem beschriebenen
Gelenk gegenüberliegenden Seite durch entsprechende Elemente auseinandertreiben
oder deren Rückstellung zulassen kann. Andererseits verlangen die Spann-Druckhülsen
flächige Einleitung der Druckkräfte über den gesamten Durckhülsenflansch. Werden
die Einstellringe in der beschriebenen Weise geschwenkt, so ist eine solche Einleitung
der Druckkräfte in die Spann-Druckhülsen nicht möglich. Folglich sind bei der bekannten
Ausführungsform zwischen den Einstellringen und den Spann-Druckhülsen besondere
Übertragerringe angeordnet, die flächig an den Flanschen der Spann-Druckhülsen anliegen
und ihrerseits über besondere Gelenkanordnungen an den Einstellringen abgestützt
sind. Dann werden die Stellkräfte, die über den Stelltrieb aufgebracht werden, zwar
in die Ubertragerringe an singulären Stellen, nämlich an den Gelenkstellen eingeleitet,
jedoch von den Übertragerringen flächig auf den gesamten Flansch der Spann-Druckhülsen
übertragen. Die Übertragerringe sind im statischen Sinne entsprechend starr ausgeführt.
Das hat zur Folge, daß die bekannte Vorrichtung in axialer Richtung verhältnismäßig
lang baut. Anders ausgedrückt besitzt die bekannte Vorrichtung in axialer Richtung
störend große Bauhöhe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
so weiter auszubilden, daß die Bauhöhe wesentlich reduziert werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die beiden Einstellringe
an den Spann-Druckhülsen unmittelbar flächig anliegen, daß der eine Einstellring
als Spaltring mit zumindest einem Einstellspalt ausgeführt ist, welcher Spaltring
zumindest in einem quer zum Einstellspalt verlaufenden Querschnitt einander gegenüberliegende,
innere, keilförmige Ringflächen aufweist, und daß der andere Einstellring mit den
keilförmigen Ringflächen zugeordneten Keilflächen versehen ist und dadurch als Tauchring
bei Verstellung des Einstellspaltes gegenüber dem Spaltring axial verstellbar ist.
- Bei der Definition der Erfindung wird aus Gründen terminologischer Einfachheit
von einem Spaltring gesprochen, obwohl der Spaltring aus getrennten Teilringen bestehen
kann.
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Im allgemeinen ist der Spaltring aus zwei Halbringen zusammengesetzt.
Dann ergeben sich zwei Einstellspalte. Es fällt jedoch auch ein lediglich geschlitzter
Ring unter den Begriff Spaltring. Auch Halbringe oder Teilringe funktionieren im
Rahmen der Erfindung hinreichend als einheitliches Bauteil, so daß der Begriff Spaltring
verwendet werden kann. Die keilförmigen Ringflächen des Spaltringes können so angeordnet
sein, daß lediglich in Querschnitten, die quer zum Einstellspalt
oder
zu den Einstellspalten verlaufen, die Keilform gegeben ist. Handelt es sich um einen
Spaltring aus zwei Halbringen und besitzt der Tauchring dann entsprechende Keilflächen,
so findet bei allen Einstellungen eine flächige Berührung zwischen den einander
zugeordneten, keilförmigen Ringflächen des Spaltringes einerseits und der Keilflächen
des Tauchringes andererseits statt, mit dem Ergebnis, daß die Stellkräfte mit geringer
Flächenpressung übertragen werden und die Spann-Druckhülsen betätigen. Man kann
aber auch die Anordnung so treffen, daß die keilförmigen Ringflächen des Spaltringes
in kegelform oder sphärisch gekrümmt umlaufen. Bei Kegelform ist dann im Inneren
der keilförmigen Ringflächen gleichsam ein Innenkonus definiert und entsprechend
ist der Tauchring mit einem Außenkonus versehen. Hier ist zwar zwischen dem Spaltring
einerseits und dem Tauchring andererseits nur bei einer Einstellung des Einstellspaltes
bzw. der Einstellspalte eine vollkommen flächige Berührung verwirklicht, nichtsdestoweniger
sind auch bei den anderen Einstellungen die Flächenpressungen so klein, daß irgendwelche
störenden Verformungen der genannten Bauteile nicht auftreten. Das gilt auch, wenn
die keilförmigen Ringflächen des Spaltringes sphärisch gekrümmt verlaufen. Nach
bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind zur Einstellung geringer Flächenpressungen
die Keilflächen des
Tauchringes den keilförmigen Ringflächen des
Spaltringes bei einer Stellung des Einstellspaltes bzw.
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der Einstellspalte genau angepaßt.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zwischen der Betätigungsvorrichtung einerseits und den Spann-Druckhülsen
andererseits besondere Übertragerringe nicht mehr erforderlich sind. Schon aus diesem
Grunde baut die erfindungsgemäße Vorrichtung in axialer Richtung beachtlich kürzer.
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Hinzu kommt, daß in dieser Richtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowohl der Spaltring als auch der Tauchring ihrerseits verhältnismäßig geringe Bauhöhe
aufweisen können, ohne daß die flächige Einleitung der Stellkräfte in die Spann-Druckhülsen
beeinträchtigt würde. Es erfolgt immer flächige Abstützung an den Flanschen der
Spann-Druckhülsen. Die Winkel der keilförmigen Flächen lassen sich so einstellen,
daß mit verhältnismäßig geringen Stellkräften, die über den Stelltrieb aufgebracht
werden, große Druckkräfte auf die Spann-Druckhülsen ausgeübt werden.
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Im einfachsten Fall kann der Stelltrieb folglich als Madenschraube
oder dgl. ausgeführt sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, bezüglich des
Stelltriebes
mit Exentereinrichtungen oder dgl. zu arbeiten.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 den Spaltring
des Gegenstandes der Fig. 1 in einer Ansicht, Fig. 3 einen Radialschnitt durch den
Gegenstand der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht des Tauchringes des Gegenstandes der
Fig. 1, Fig. 5 eine Seitenansicht des Tauchringes und die Fig. 6, 7, 8, 9, lo und
11 entsprechend andere Ausführungsformen der in den Figuren 2 bis 5 dargestellten
Bauteile.
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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Spannen von
kreiszylinderischen Werkzeugteilen und
ist insbesondere für Funkenerosionsmaschinen
bestimmt.
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Die Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem
Aufnahmegehäuse 1, zwei Spann-Druckhülsen 2 und einer Betätigungsvorrichtung 3 für
die Spann-Druckhülsen 2.
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Dabei weist die Betätigungsvorrichtung 3 zwei in axialer Richtung
gegeneinander verstellbare Einstellringe 4, 5 sowie einen radial wirkenden Stelltrieb
6 auf. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Stelltrieb 6 eine einfache Madenschraube.
Die Spann-Druckhülsen sind gegen den Boden 7 bzw. gegen einen aufgesetzten Deckel
8 des Aufnahmegehäuses 1 abgestützt. Die Einstellringe 4, 5 sind zwischen den Spann-Druckhülsen
2 angeordnet und die als Stelltrieb 6 funktionierende Madenschraube ist in der Wandung
9 des Aufnahmegehäuses 1 geführt.
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Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 1 bis
5 entnimmt man, daß die beiden Einstellringe 4, 5 an den Spann-Druckhülsen 2 unmittelbar
flächig anliegen. Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß der eine Einstellring
als
Spaltring 4 mit Einstellspalt 10 ausgeführt ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Spaltring 4 aus zwei Halbringen zusammengesetzt.
Folglich sind zwei Einstellspalten 10 verwirklicht. Dieser Spaltring 4 besitzt in
einem quer zu den Einstellspalten 10 verlaufenden Querschnitt einander gegenüberliegende
innere, keilförmige Ringlächen 11. Der andere Einstellring ist mit entsprechenden
Keilflächen 12 versehen und dadurch als Tauchring 5 (weil er in die beiden Halbringe
4 eintaucht) bei Verstellung der Einstellspalte 10 mit Hilfe des Stelltriebes 6
gegenüber dem Spaltring 4 axial verstellbar. Bei Betätigung des Stelltriebes 6 werden
die Einstellspalte 10 verändert. Sie werden schmaler, wenn im Ausführungsbeispiel
die als Stelltrieb 6 wirkende Madenschraube eingeschraubt wird. Sie werden#breiter,
wenn die Madenschraube 6 zurückgeschraubt wird. Die Rückstellkräfte werden über
die Spann-Druckhülsen 2 selbst erzeugt. Entsprechend sind selbstverständlich die
Passungen eingerichtet.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 5 ist die Anordnung
so getroffen, daß die keilförmigen Ringflächen, die am Spaltring 4 einander gegenüberliegen,
sphärisch gekrümmt umlaufen.
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Sie könnten auch kegelförmig gekrümmt umlaufen,
wie
es in den Figuren 10 und 11 dargestellt worden ist. Entsprechend ist der Tauchring
5 ausgeführt, und zwar so, daß bei einer Einstellung der Einstellspalte 10 die keilförmige
Ringfläche 11 des Spaltringes 4 und die Keilfläche 12 des Tauchringes 5 genau einander
angepaßt sind.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6, 7, 8 und 9 erkennt man,
daß man die Anordnung auch so treffen kann, daß lediglich in den Querschnitten,
die orthogonal zu den Einstellspalten 1o verlaufen, Keilflächen 12 bzw. zugeordnete
Ringflächen 11 verwirklicht sind. Das garantiert bei jeder Einstellung der Einstellspalte
10 flächige Berührung zwischen den Keilflächen 12 und den zugeordneten Ringflächen
11 und folglich kleine Flächenpressungen. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der jeweils nicht vom Stelltrieb 6 beaufschlagte Halbring 4 mit einem Stift
13 versehen. Der Stift 13 dient zur Führung dieses Halbringes 4 in der Wandung 9
und verhindert eine Verdrehung der beiden Halbringe 4 gegeneinander.
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