SE469013B - Anordning tjaenande att foerbinda tvaa maskindelar, innefattande minst en radiell spaennbult - Google Patents

Description

46 10 l I 15* 20 25 30 35 1312-; 2 påverkar spännbulten med en axiellt riktad kraftkomponent.

Genom dessa båda axiellt riktade kraftkomponenter tryckes ringytan och ändytan mot varandra med en bestämd inspännings- kraft. Storleken av denna inspänningskraft är väsentligen beroende av det moment som vid dragningen utövas mot skruven.

Vid passtappar med mindre diameter öch motsvarande mindre skruvar kan dragningsmomentet ej ökas godtyckligt, då i sådant fall risk föreligger att gängorna sönderbrytes. Vid passtappar med stor diameter och motsvarande stora skruvar har det visat sig att inspänningskraften utöver ett bestämt vridmoment ej mer ökar linjärt med dragningsmomentet, utan endast kan ökas oväsentligt. Styvheten av förbindningen är emellertid beroende av inspänningskraftén och även det vrid- moment som kan överföras är beroende av denna inspännings- kraft.

Uppfinningen har till syfte att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag tjänande att förbinda två maskin- delar, särskilt två verktygsdelar av verktygsmaskiner, varvid en väsentlig ökning av den inspänningskraft, med vilken ring- ytan tryckes mot ändytan, kan uppnås utan att dragningsmomen- tet mot skruvarna ökas.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att ansatsen på spännbulten och skruven är utförd i form av en kula som är försänkt och roterbart lagrad i ett kulsäte på spännbulten respektive på skruven för samverkan med den koniska fördjup- ningen, varvid djupet av detta kulsäte är något större än halva kuldiametern och kuldiametern samt toppvinkeln av den koniska fördjupningen är så avpassade att kulan och den koniska fördjupningen berör varandra i en kraftangreppspunkt belägen på axiellt avstånd från den fria änden av spännbulten respektive skruven.

Det har visat sig att en väsentligt högre inspänningskraft mellan ringyta och ändyta kan uppnås vid ett givet dragnings- moment när anordningen är utförd på ovan angivet sätt. Vid en diameter av passtappen uppgående till 28 mm kunde exempelvis 10 15 20 25 30 35 3 4-69 013 en inspänningskraft av 1,5 ton uppnås vid ett utförande med tidigare kända koniska ansatser, medan denna inspänníngskraft kunde ökas till 2,5 ton med hjälp av anordningen enligt upp- finningen. Vidare har anordningen enligt uppfinningen den fördelen, att endast obetydlig förslitning uppträder på skru- var och spännbult.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen är angivna i åt- följande underkrav.

Uppfinningen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Figur 1 är ett axialsnitt visande en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 är ett partiellt axialsnítt visande en andra utfö- ringsform av uppfinningen.

Figur 3 är ett axialsnitt visande en tredje utföringsform av uppfinningen.

Uppfinningen förklaras närmare i anslutning till två visade verktygsdelar av en verktygsmaskin. Anordningen enligt upp- finningen kan emellertid med fördel tillämpas i alla sådana fall där mycket stor centreringsnoggrannhet och hög inspän- ningskraft erfordras. Sålunda kan uppfinningen även komma till användning för att förbinda en verktygsdel med en verk- tygsmaskinspindel, eller för noggrann inbördes inriktning och inspänning av andra maskindelar.

Den ena verktygsdelen 1 har en cylindrisk passtapp 2 som är omgiven av en vinkelrätt mot tappens axel A utsträckt ringyta 3. Den andra verktygsdelen 4 har en passborrning 5 för upp- tagning av passtappen. Passtappen 2 har en tvärgående borr- ning 6, i vilken en spännbult 7 är förskjutbar radiellt i förhållande till tappens axel A. Spännbulten 7 har i en ände en konisk fördjupning 8. I sin motsatta ände uppbär spännbul- ten 7 en kula 9 som är roterbart lagrad i ett kulsäte 10.

Djupet t av detta kulsäte 10 är något större än kulans diame- 10 15 20 25 30 35 01:: 4 ter d. Det område som omger kulan 9 i änden 7a av spännbulten 7 är invalsat respektive indraget i riktning mot kulan, så att kulan kvarhålles i spännbulten 7 men likväl kan rotera i kulsätet 10. _ Den i den andra verktygsdelen 4 anordnade passborrningen 5 är koncentriskt omgiven av en ríngformad ändyta 11, vilken lika- ledes sträcker sig vinkelrätt mot tappens axel A. I området för passborrningen 5 har den andra verktygsdelen 4 två dia- metralt motsatta innergängor 12 med radíell axel, i vilka tvà skruvar 13, 14 är inskruvade. Den ena skruven 14 tjänar där- vid som manöverskruv, medan den andra skruven 13 är fast in- skruvad i verktygsdelen 4 och bildar ett vederlag. Skruven 13 är försedd med en konisk fördjupning 15. Spetsvinkeln eller konvinkeln d.av denna koniska fördjupning 15 och av den koniska fördjupningen 8 i spännbulten 7 kan ligga mellan omkring 40° och 120°. Ju mindre denna spetsvinkel är, dess större inspänningskraft kan uppnås, men samtidigt ökas mot- svarande den inställningsväg som skruven 14 förflyttas i riktning av sin axel A1.

Skruven 14 är även försedd med en kula 17 upptagen i ett kulsäte 16 på samma sätt som kulan 19 i kulsätet 10.

Av figur 1 framgår vidare att den gemensamma axeln A1 för skruvarna 13, 14 ligger på ett avstånd al från ändytan ll som är något större än avståndet a2 från den tvärgående borr- ningens 6 respektive spännbultens 7 axel A2 till ringytan 3.

På detta sätt uppnås att kulorna 9, 17 i det på figur l visa- de inspänningsläget vardera kommer till anläggning på en sida mot tillhörande koniska fördjupning 15 respektive 8.

Den beröringspunkt eller det beröringsfält där kulorna 9 respektive 17 anligger mot de koniska fördjupningarna 15 respektive 8 benämnes i det följande kraftangreppspunkt P, då inspänningskrafterna från skruvarna 13, 14 överföras till spännbulten i dessa punkter. 10 15 20 25 30 35 _., 469 013 Enligt uppfinningen är kraftangreppspunkterna P belägna på axiellt avstånd rl respektive r2 från de fria ändarna 7b av spënnbulten respektive l3b av skruven 13. Härigenom undvikes beröring och kraftöverföring vid kanten mellan den koniska fördjupningen 8 respektive 15 och tillhörande ändyta 7b res- pektive 13b. Härigenom undvikes otillförlitligt yttryck och kanttryck vid nämnda kanter. Kraftöverföringen sker pá det ställe där spännbulten 7 respektive skruven 13 redan har en relativt stor väggtjocklek. Genom avpassning av spetsvinkeln K av den koniska fördjupningen 8, 15, dess basdiameter och diametern d av kulan kan man åstadkomma att kraftangrepps- punkterna P ligger pá önskat axiellt avstånd rl respektive r2 från de fria ändarna 7b respektive 13b.

Det har visat sig fördelaktigt att kulorna 9, 17 är utförda av hàrdmetall.

Kuldiametern d bör lämpligen utgöra omkring 2/3 av spännskru- vens 14 diameter D.

Vid dragning av skruven 14 kommer först dess kula 17 till an- liggning mot den koniska fördjupningen 8 på spännbulten 7 och förskjuter spännbulten 7 åt vänster enligt figuren, till dess kulan 9 på spännbulten kommer till anliggning mot den koniska fördjupningen 15 på skruven 13. Genom den axiella förskjut- ningen av de båda axlarna Al och A2 tillförsäkras därvid att kulorna 9, 17 kommer till anliggning på en sida av respektive tillhörande koniska fördjupningar 15, 8. Den radiellt verkan- de inspänningskraften Fl från skruven 14 alstrar en lika stor motriktad reakticnskraft F2 från skruven 13. Inspänningskraf- ten Fl och reaktionskraften F2 alstrar i kraftangreppspunk- terna P inátriktade snedkrafter F, i riktning vinkelrätt mot generatriserna till de koniska fördjupningarna 8, 15. Dessa krafter F har vardera en i riktning av tappens axel A riktad kraftkomponent FA. Då kraftkomponenterna FA alstras genom vardera av de båda skruvarna 13, 14 kommer ringytan 3 att tryckas mot ändytan 11 med en inspänningskraft V vilken är dubbel så stor som kraftkomponenterna FA. -us (få 10 15 20 25 30 35 \\\_ (I) ...x CJ O! För att ytterligare öka inspänningskraften V kan spetsvinkeln 111 av den koniska fördjupningen 15' på skruven 13' och mot- svarande även spetsvinkeln av den koniska fördjupningen pá spännbulten minskas till exempelvis 50°, såsom visat på figur 2. Härigenom ökas den axiellt riktade kraftkomponenten FA' och därmed även inspänningskraften.

Uppfinningen är ej begränsad till visade utföringsexempel.

Sålunda är det exempelvis även tänkbart att anordna kulor i båda ändarna av spännbulten, varvid båda skruvarna i sådant fall har koniska fördjupningar. Eventuellt kan även kulor vara anordnade på vardera av de båda skruvarna, varvid spänn- bulten har koniska fördjupningar i sina båda ändar.

I det på figur 3 visade utföringsexemplet är delar med lika funktion försedda med lika hänvisningsbeteckningar som i ut- föringsexemplet enligt figur 1. Föregående beskrivning är så- lunda tillämplig även på utföringsexemplet enligt figur 3.

Till skillnad mot det på figur 1 visade utföringsexemplet, där inspänning och frígöring av förbindningen sker genom radiell påverkan från utsidan, är ett centralt manöverorgan anordnat vid utföringsformen enligt figur 3. Spännbulten be- står i detta fall av två identiska spännbultdelar 7', som vardera i sin yttre ände uppbär en kula 9 lagrad i ett kul- säte 10 på spännbultdelen 7'. Kulorna 10 är lagrade och sam- verkar med skruvarna 13 på samma sätt som ovan beskrivits i anslutning till figur l. Båda skruvarna 13 är i detta fall fast inskruvade i verktygsmaskinspindeln 20. Vid förslitning kan skruvarna lätt utbytas.

Varje spännbultdel 7' avslutas i sin inre ände 7c genom en snedyta 21, varvid dessa båda snedytor sträcker sig i motsatt lutning mot varandra. En spännkil 23 är anordnad mellan de inre ändarna 7c av spännbultdelarna 7', vilken kil är fast förbunden med en manöverstàng 24 och anordnad att inställas i riktning av passtappens axel A med hjälp av denna manöver- stång. Manöverstången kan vara förbunden med ett kopplings- 10 7 4.69 01:; huvud 25. En ej visad spännchuck på en likaledes ej visad, i verktygsmaskinens spindel 20 axiellt förskjutbar dragstáng kan vara anordnad att gripa detta kopplingshuvud. När en i riktningen B verkande dragkraft på detta sätt utövas pà manö- verstången 24 kommer spännbultdelarna 7' att genom påverkan av spännkilens 23 kilytor 23a tryckas radiellt utåt. När kulorna 17 berör de koniska fördjupningarna 15 kommer ring- ytan 3 av verktygsdelen 1 att tryckas mot ändytan 20a av verktygsmaskinens spindel 20.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 G\ uo CD v-X Lan] PATENTKRKV

1. Anordning tjänande att förbinda två maskindelar, särskilt två verktygsdelar av verktygsmaskiner, omfattande en på den ena verktygsdelen (1) utformad cylindrisk passtapp (2) och en i den andra verktygsdelen (4) utformad passborrning (5) för upp- tagning av passtappen, varvid den andra verktygsdelen (4) i området för passborrningen har två diametralt motsatta innergängor (12) med radiell axel (Al) vardera upptagande en skruv (13, 14; 13, 13) med en axiellt konvergerande rotations- symmetrisk ansats eller konisk fördjupning, varvid ett inspänningsorgan omfattande minst en i en vinkelrätt mot passtappens axel (A) riktad tvärgående borrning i passtappen till inspänningsläge förskjutbar spännbult är anordnat vilket inspänningsorgan i minst en ände har en konisk fördjupning eller ansats för samverkan med den koniska ansatsen eller fördjupningen på nämnda skruv (13, 14; 13, 13), (A1) har ett avstånd - i riktning av verktygsdelarnas gemensamma axel (A) - till den tvärgående och varvid innergängornas axel borrningens axel (A2), så att verktygsdelarna anpressas mot varandra i sin axelriktning vid ansättning av inspännings- organet mot nämnda skruvar, k ä n n e t e c k n a d av att ansatsen på spännbulten (7, 7') respektive skruven (14) är utförd i form av en kula (9, 17) som är försänkt och roterbart lagrad i ett kulsäte (10, 16) på spännbulten (7, 7') respektive på skruven (14), varvid djupet (t) av detta kulsäte är något (d) och kuldiametern samt toppvinkeln (a, al) av den koniska fördjupningen (8, 15, 15') är så avpassade att kulan (9, 17) och den koniska fördjupningen (8, 15, 15') berör varandra i en kraftangreppspunkt (P) belägen på axiellt avstånd (rl, r2) från den fria änden (7b, l3b) av (7, 7') (13) större än halva kuldiametern spännbulten respektive skruven med konisk fördjupning. 10 15 20 25 30 LN 4-69 G1

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det område av spännbultens (7, 7') eller skruvens (14) ändparti (7a) som omger kulan (9, 17) är invalsat i riktning mot kulan.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kulorna (9, 17) består av hârdmetall.

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att kulans diameter (d) utgör omkring 2/3 av skruvens (14)~diameter (D).

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att toppvinkeln (a, al) av de koniska fördjupningarna (8, 15, l5') ligger mellan omkring 40° och 120".

6. Anordning enligt något av krav 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att inspänningsorganet består av en enda spännbult (7) anordnad att förskjutas till in- spänningsläge genom ansättning av en (14) av nämnda skruvar mot spännbulten.

7. Anordning enligt något av krav 1 till 5, k ä n n e t e c k.n a d av att inspänningsorganet har två från varandra skilda spännbultar (7'), som i sina mot varandra vända inre ändar (7c) avslutas med motsatt lutande snedytor (21), och att en spännkil (23) med kilytorna (23a) i anliggning mot nämnda snedytor (21) är anordnade mellan de inre ändarna (7c) av spännbultarna, vilken spännkil är inställbar i riktning av passtappens axel (A) för ansättning av spännbultarna (7') till inspänningsläge.