DE4315612C2 - Spannwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Spannwerkzeug ist aus EP 0 423 425 A1 bekannt. Dieses Spannwerkzeug besitzt eine Spannhülse mit einer Aus­ nehmung zur Aufnahme einer aus Spannbacken bestehenden Spann­ zange, wobei die Ausnehmung der Spannhülse und die äußere Gestalt der Spannzange die Form eines Kegelstumpfes mit viel­ eckiger Grundfläche aufweisen. Die Spannbacken, die eine Spannzange bilden, sind jeweils durch Schlitze getrennt, so daß bei Einwirken radial von außen auf die Spannzangen ge­ richteter Kräfte die Spannbacken in Richtung einer Mittelachse gedrückt werden, um ein innerhalb der Spannbacken befindliches zylindrisches Werkstück zu halten. Bei diesem bekannten Werk­ zeug sind ebene Druckflächen, die als Mantelflächen eines Kegelstumpfes mit vieleckiger Grundfläche ausgebildet sind, auf der gesamten Spannzangenaußenfläche vorgesehen, wobei zu jeder dieser Druckflächen eine entsprechende Druckfläche an Seitenflächen der Ausnehmung der Spannhülse vorgesehen ist, um beim Einführen der Spannzange in die Spannhülse die Spann­ backen zusammenzudrücken.

Bei einem derartigen Spannwerkzeug sind pro Spannbacke mehrere winklig zueinander angeordnete Druckflächen möglich, so daß beim Einführen der Spannzange in die Spannhülse, je nach An­ zahl der Druckflächen pro Spannbacke, unterschiedlich gerich­ tete Kräfte auf eine Spannbacke wirken. Die Kräfte, deren Winkelbeziehung sich aus der Winkelbeziehung der einzelnen Druckflächen einer Spannbacke ergibt, können eine Verformung der jeweiligen Spannbacke oder eine Blockierung der Spann­ backen im Bereich der die Spannbacken trennenden Schlitze bewirken. Weiterhin ist durch die vollflächige Berührung der ebenen Druckflächen von Spannbacken und Spannhülse in Folge erheblicher Reibungskräfte eine Blockierung zwischen Spann­ backen und Spannhülse möglich, so daß ein selbsttätiges Lösen einer aus den Spannbacken gebildeten Spannzange aus der Spann­ hülse nicht möglich ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Spannwerkzeug, bestehend aus einer Spannhülse oder Druckhülse und einer Spannzange, zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht besitzt, die insbesondere einfach herzustellen ist, die ein einwand­ freies und selbsttätiges Öffnen der Spannbacken gewährleistet und die ein schwingungsfreies Halten des Werkstückes ermög­ licht. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 ange­ gebenen Merkmale. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß jede Spannbacke jeweils nur eine ebene Druckfläche auf­ weist, an welcher jeweils eine ebene Druckfläche der Druckhül­ se anliegt und daß die zwischen den Druckflächen der Druckhül­ se gelegenen Flächen Teil der Mantelfläche eines Kreiskegels sind, dessen Radien jeweils größer sind als die in der glei­ chen Ebene wie der jeweilige Radius gelegene längst Strecke zwischen der Druckfläche und dem auf der Mittellinie gelegenen Kreismittelpunkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 Druckhülse mit eingesetzter Spannzange in Längsan­ sicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Druckhülse mit zurückgefahrener Spannzange in der Darstellung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 Vorderansicht der Druckhülse mit vergrößertem Ausschnitt.

Die Druckhülse 1 besteht im wesentlichen aus einem zylinder­ förmigen Hohlkörper mit einem Kopfteil 2. Im Bereich des Kopfteils 2 erweitert sich der Innenraum der Druckhülse 1 konusförmig. Diese konusförmige Erweiterung weist drei ebene Führungs- und Druckflächen 24 auf (Fig. 4), welche in einem Winkelabstand von 120° symmetrisch zur Längsachse der Druck­ hülse 1 angeordnet sind.

Der Winkel α zwischen der Drehachse und der Mittellinie 24a bzw. jeder Fläche 24 beträgt 20°. Die Druckhülse 1 ist spiegelsymmetrisch zu jeder Ebene, die eine der Mittellinien 24a und die Drehachse enthält. Zwischen den Druckflächen 24 liegen jeweils konusförmige Abschnitte 22. Die Druckflächen 24 ragen geringfügig in den Innenraum des Kopfes 2 der Druckhülse 1 hinein (Ausschnitt Fig. 4), so daß die Seiten­ begrenzungslinien 32 der Druckflächen 24 nicht exakt auf den angrenzenden Abschnitten 22 verlaufen. So entsteht bei eingesetzter Spannzange im Bereich der konusförmigen Ab­ schnitte 22 ein kleiner Spalt zwischen Druckhülse und Spann­ zange.

Fig. 1 zeigt eine aus der Druckhülse 1 ausgefahrene Spann­ zange 5. Die Spannzange 5 weist ebenfalls eine 120° Spiegel­ symmetrie auf. Die Spannzange 5 weist an ihrem hinteren Ende einen Bund 15 auf, welcher der Führung der Spannzange inner­ halb der Druckhülse 1 dient. Die äußere Wandfläche des Bundes 15 liegt an der Innenwand der Druckhülse 1 an. An den Bund 15 schließt sich ein Zylinder 17 an, der in den Spann­ zangenkopf 40 übergeht. Der. Zylinder 17 weist drei ovale Ausnehmungen 20 auf, an welche sich Schlitze 16 anschließen, die den Spannzangenkopf 40 radial durchsetzen. Der Spannzan­ genkopf 40 wird durch die Schlitze 16 in drei Spannbacken 10 geteilt, welche über die von den Ausnehmungen 20 und die Schlitze 16 begrenzten, äußerst starke in radialer Richtung wirkenden Federn mit dem Bund 15 elastisch federnd verbunden sind.

Die Innenflächen 26 (Fig. 2) des Spannenzangenkopfs 40 bilden eine zylinderförmige Aufnahme für das zu bearbeitende Werkstück, in der Regel Rundmaterial. Sie weisen ein gitter­ förmiges Raster auf und liegen im gespannten Zustand der Spannzange über den gesamten Bereich des Spannzangenkopfes am Werkstück an.

Die Außenflächen des Spannzangenkopfs 40 weisen konusförmige Abschnitte 23 auf, an welche sich ebene Außenflächen 18 anschließen, die als Gleit- und Druckflächen dienen. Der Neigungswinkel α der Mittelinien 18a bzw. der Flächen 18 gegenüber der Drehachse entspricht dem Neigungswinkel α der Führungs- und Druckfläche 24 des Druckhülsenkopfteils 2. In den Schlitzen 16 sitzen in zylinderförmigen Erweiterungen Gummistopfen 12, welche einerseits verhindern, daß Schmutz­ teile in den rückwärtigen Innenbereich der Druckhülse gelan­ gen. Andererseits werden diese beim Spannen der Spannzange zusammengepreßt und erhöhen dadurch die Federkraft.

Im folgenden ist die Funktionsweise der Spannzange 5 näher erläutert. Zum Einspannen des Werkstückes wird die Druck­ hülse 1 mittels eines nicht dargestellten Mechanismus′ vorge­ schoben, bis ihre Führungs- und Druckflächen 24 an den ebenen Außenflächen 18 der Spannzange 5 anliegen. Da beide Flächen jeweils den gleichen Neigungswinkel α aufweisen, liegen sie flächig aneinander an. Zwischen den Abschnitten des Innenkonus 22 und den konusförmigen Abschnitten 23 der Spannzangen 5 bleibt ein Luftspalt, so daß die Abschnitte nicht aneinander anliegen. Durch weiteres verschieben der Druckhülse 1 in Richtung des Pfeils V werden die Spannbacken 10 radial einwärts gedrückt und spannen damit das Werkstück ein, wobei sie über der gesamten Länge der Innenflächen 26 auf der Oberfläche des zylindrischen Werkstückes aufliegen. Zum Öffnen der Spannzange 5 wird die Druckhülse 1 entlastet. Aufgrund der Federwirkung der Spannbacken wird die Druck­ hülse 1 automatisch entgegen der Pfeilrichtung bewegt.

Claims (4)

1. Spannwerkzeug zum Einspannen von Rundmaterial an der Spindel einer Drehmaschine, bestehend aus einer Spann­ zange mit wenigstens drei drehsymmetrisch angeordneten Spannbacken und einer auf der Spannzange axial verschieb­ baren Druckhülse, wobei aufeinanderliegende Druckflächen der Spannbacken und der Spannhülse eben sind, flächig verschiebbar aneinander liegen und gegenüber der Mittel­ achse gleiche Neigungswinkel α besitzen, und die Spann­ backen, welche über radial wirkende Federstege mit einem innerhalb der Druckhülse verschiebbaren Ringbund versehen sind, eine zylindrische Werkstückaufnahme bilden, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Spannbacke (10) jeweils nur eine ebene Druckfläche (18) aufweist, an welcher jeweils eine ebene Druckfläche (24) der Druckhülse (1) anliegt, daß die zwischen den Druckflächen (24) der Druckhülse (1) gelegenen Flächen (22) Teil der Mantel­ fläche eines Kreiskegels sind, dessen Radien jeweils größer sind als die in der gleichen Ebene wie der jewei­ lige Radius gelegene längste Strecke zwischen der Druck­ fläche (24) und dem auf der Mittellinie gelegenen Kreis­ mittelpunkt, und daß der Neigungswinkel α zwischen den Druckflächen und der Mittelachse weniger als 30°, vor­ zugsweise 20°, beträgt.

2. Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Druckflächen (18) der Spannbacken (10) gelegenen Flächen (23) Teil der Mantelfläche eines Kreiskegels sind.

3. Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckflächen (18, 24) der Spannbacken (10) bzw. der Druckhülse (24) etwa gleich groß wie die zwischen den Druckflächen gelegenen Flächen (22, 23) sind.

4. Spannwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange sechs Druckbacken mit Druckflächen und die Spannhülse sechs diesen zugeordnete Druckflächen aufweist.