DE3929857A1

DE3929857A1 - Spannbacke fuer schraubstoecke

Info

Publication number: DE3929857A1
Application number: DE19893929857
Authority: DE
Inventors: Guenter Meywald
Original assignee: LENZKES KARL HEINZ
Current assignee: LENZKES KARL HEINZ
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1991-03-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannbacke für Schraubstöcke mit einem aus Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Grundkörper, dessen dem Werkstück zugekehrte Spannfläche mit einer rauhen Oberfläche versehen ist. Die Spannbacke kann aus loser oder auch als fester Teil eines Schraubstocks ausgebildet sein. In loser Form ist sie einsetzbar und auswechselbar gestaltet. In fester Form ist sie unlösbar mit den übrigen Teilen des Schraubstocks verbunden.

In der Spanntechnik spielen allgemein die Kräfte, mit denen das zu spannende Werkstück zwischen den Spannbacken festgehalten wird, die entscheidende Rolle. Unter der Spannkraft wird bekanntlich die Kraft verstanden, die mit den Spannbacken senkrecht zur Spannfläche auf das Werkstück übertragen wird. Proportional zu dieser Spannkraft sind auch die in der Spannfläche wirkenden Kräfte, die als Reibkraft, Festhaltekraft oder auch in Bezug auf die angegebene Richtung als Niederzugskraft bezeichnet werden. Diese Kräfte ergeben sich aus dem Produkt der Spannkraft mit dem Reibungsfaktor µ. Der Reibungsfaktor berücksichtigt die Oberflächenbeschaffenheit, ob rauh, glatt o. dgl. und die sonstigen Begleitumstände, z. B. naß, ölig, trocken usw., in welchem sich die Werkstoffpaarungen im Kontaktbereich Spannfläche/Werkstück befinden. Je größer der Reibungsfaktor µ ist, desto größer wird die Reibkraft und somit auch die Niederzugskraft bei gegebener Werkstoffpaarung. Allzu hohe Spannkräfte können aber die zu spannenden Werkstücke deformieren oder gar deren Oberfläche beschädigen.

Da ein Werkstück zwischen zwei Spannbacken gehalten ist, wirkt die Spannkraft H über die Spannflächen der Spannbacken auf beiden Seiten gleichgroß und entgegengerichtet auf das Werkstück ein. Die nach unten gerichtete Reibkraft, nämlich die Niederzugskraft N, ergibt sich dann bekanntlich der Formel

N = 2× µ × H.

Um hohe Niederzugskräfte zu erreichen, gibt es einmal die Möglichkeit, die Spannkraft zu erhöhen. Hier sind Grenzen gesetzt, weil allzu hohe Spannkräfte zur Deformation und Beschädigung der Werkstücke führen können. Es verbleibt damit die Erhöhung des Reibungsfaktors µ als eine Möglichkeit, höhere Niederzugskräfte zu erreichen und/oder die Spannkräfte relativ zu senken.

Spannbacken der eingangs beschriebenen Art sind bekannt, bei denen die Oberfläche der Spannfläche, also die Fläche, die mit dem Werkstück in Kontakt tritt, rauh gestaltet ist. So sind Spannflächen bekannt, die mit Längsriefen oder mit Kreuzriefen versehen sind. Für die Erhöhung des Reibfaktors µ ist der Zustand dieser Riefen entscheidend. Bei rundkantiger Ausführung ist der Reibfaktor schlechter als z. B. bei durch Schleifen von Kreuzriefen erzeugten scharfkantigen Pyramiden, wie die beispielsweise an Pendelkugeln Verwendung finden. Bei solchen, im Makrobereich rauh gestalteten Oberflächen von Spannflächen an Spannbacken besteht natürlich die Gefahr, daß sich das Muster der Kreuzriefen bzw. Pyramiden in die Oberfläche des Werkstücks einformt, was oft unerwünscht ist.

Von dieser Ausgangslage ausgehend stellt sich die Problematik, die Niederzugskraft relativ zur Spannkraft zu erhöhen, auch, um eine größere Freiheit in der Bearbeitungsrichtung zu bekommen, in der das gespannte Werkstück dann der Bearbeitung unterzogen wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die rauhe Oberfläche von einer keramischen Beschichtung oder einer Beschichtung aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. gebildet ist, die die Spannfläche der Spannbacke ganz oder teilweise bedeckt. Solche Beschichtungen weisen nicht nur eine hohe Härte und Druckfestigkeit auf. Sie besitzen auch eine feine, rauhe Struktur im Mikrobereich und schaffen damit eine Vielzahl von Berührungspunkten erheblicher Kantenschärfe, ohne daß bei entsprechender Spannkraft eine nennenswerte Einformung und damit Beschädigung der zu spannenden Fläche am Werkstück eintritt. Entscheidend ist, daß auf diese Art und Weise der Reibfaktor erheblich gesteigert werden kann. Während der Reibfaktor für die Werkstoffpaarung Stahl/Stahl üblicherweise etwa in der Größenordnung µ = 0,15 angegeben wird, kann mit einer keramischen Beschichtung der Reibfaktor auf mindestens µ = 0,60 gesteigert werden. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit, geringere Spannkräfte anzuwenden und einzusetzen und trotzdem das Werkstück in gespanntem Zustand mit einer erheblichen Niederzugskraft festzuhalten, die ein Loslösen des Werkstücks während der Bearbeitung aus dem Schraubstock heraus vermeidet. Zusätzlich wird damit mehr Freiheit bei der Wahl der möglichen Bearbeitungsrichtungen des Werkstücks geschaffen. Es ist also nicht unbedingt erforderlich, die Bearbeitungsrichtung, beispielsweise bei einem Fräsvorgang, so zu wählen, daß die durch den Fräser auf das Werkstück ausgeübten Kraftkomponenten in Spannrichtung gerichtet sind.

Die keramische Beschichtung kann sehr dünn gehalten werden. Sie kann vorteilhaft durch Flammspritzen aufgebracht und dabei innig mit der Spannfläche auf dem Grundkörper verbunden sein. Beim Flammspritzen entsteht ein minimaler Werkstoffverbrauch des keramischen Materials und zugleich eine feste Verbindung mit dem Material des Grundkörpers der Spannbacke, ohne daß die rauhe Oberfläche der keramischen Beschichtung dann nochmals einer Bearbeitung unterzogen werden muß.

Die Beschichtung aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. kann galvanisch aufgebracht werden. Auch entsprechende Pulver können eingesetzt werden. Auch dabei besteht eine innige Verbindung mit der Spannfläche auf dem Grundkörper.

Es ist aber auch möglich, die keramische Beschichtung aus einem oder mehreren dünnen Materialstreifen zu bilden, die auf den Grundkörper aufgeklebt werden. Solche dünnen Materialstreifen können durch Sintern in gleichmäßiger Materialstärke hergestellt werden. Das Aufkleben auf die entsprechende Fläche des Grundkörpers läßt sich sehr einfach durchführen.

Es ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, die Beschichtung mit wahlweise zu verwendender unterschiedlicher Körnung aufzubringen. Dies wirkt sich dann vorteilhaft aus, wenn der hauptsächliche oder gar ausschließliche Verwendungs- und Einsatzzweck des Schraubstocks bzw. der Spannbacken bekannt ist. Es ist aber auch möglich, auf diese Art und Weise mehrere Sätze von Spannbacken mit unterschiedlicher Körnung der Beschichtung herzustellen und einem Schraubstock auswechselbar zuzuordnen, so daß je nach Anwendungsfall und Spannbedingungen das am besten geeignete Spannbackenpaar eingesetzt und verwendet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Spannbacke in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 die Darstellung einer Spannbacke als Pendelkugel und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Spannbacke.

Die in Fig. 1 dargestellte Spannbacke weist einen Grundkörper 1 aus Stahl auf, der die üblichen, hier nicht dargestellten Verbindungsmittel für das Einsetzen oder Anordnen an dem Schraubstock aufweist. Der Grundkörper 1 kann Parallelepipedform aufweisen. Der Grundkörper 1 ist auf der dem Werkstück zugekehrten Spannfläche 2 mit einer keramischen Beschichtung 3 versehen, die als dünne Schicht ausgebildet ist und durch Flammspritzen aufgetragen wurde, so daß sie die gesamte Spannfläche 2 bedeckt bzw. bildet. Die keramische Beschichtung 3 weist eine rauhe Oberflächengestaltung im Mikrobereich auf. Die Beschichtung 3 kann auch aus Hartmetall, Diamant o. dgl. in Körnungsform, insbesondere in Pulverform, bestehen.

Fig. 2 zeigt eine Spannbacke in Form einer Pendelkugel, wie sie in bekannter Weise auswechselbar in Schraubstöcke eingesetzt werden. Auch hier ist ein Grundkörper 1 vorhanden, der im wesentlichen Kugelform aufweist und eine abgeplattete Spannfläche 2 trägt, auf die eine keramische Beschichtung 3 in Ringform aufgeklebt ist.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 zeigt eine Spannbacke mit einem Grundkörper 1 aus Stahl, auf dessen Spannfläche 2 zwei dünne Materialstreifen 4 aufgeklebt sind, die die keramische Beschichtung bilden.

Bezugszeichenliste:

1 = Grundkörper
2 = Spannfläche
3 = keramische Beschichtung
4 = Materialstreifen

Claims

1. Spannbacke für Schraubstöcke mit einem aus Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Grundkörper, dessen dem Werkstück zugekehrte Spannfläche mit einer rauhen Oberfläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Oberfläche von einer keramischen Beschichtung (3) oder eine Beschichtung (3) aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. gebildet ist, die die Spannfläche (2) der Spannbacke ganz oder teilweise bedeckt.

2. Spannbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Beschichtung (3) durch Flammspritzen aufgebracht und dabei innig mit der Spannfläche (2) auf dem Grundkörper (1) verbunden ist.

3. Spannbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (3) aus einer Hartmetallkörnung, einer Diamantkörnung o. dgl. galvanisch aufgebracht und dabei innig mit der Spannfläche (2) auf dem Grundkörper (1) verbunden ist.

4. Spannbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Beschichtung (3) aus einem oder mehreren dünnen Materialstreifen (4) besteht, die auf den Grundkörper (1) aufgeklebt sind.

5. Spannbacke nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (3) mit wahlweise zu verwendender unterschiedlicher Körnung aufgebracht ist.