DE102011000475A1

DE102011000475A1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE102011000475A1
Application number: DE102011000475A
Authority: DE
Inventors: Johann Taglang
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-09
Also published as: TW201236803A; US20120200049A1; FR2971174A1; JP2012161911A; KR20120089598A; CN102699368A; ITMI20120125A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter (1) zum ausgleichenden Spannen von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen, mit einer entlang der Drehachse (2) in einem Futterkörper (3) ausgebildeten, eine Spannhülse (4) aufnehmenden Längsausnehmung (5), mit einer axial verschiebbaren und durch einen Spitzenträger (6) lösbar im Futterkörper (3) gesicherten Spitze (7) und einer mit der Spannhülse (4) wechselwirkende Kolbenscheibe (8), die mit ihrer äußeren konischen Oberfläche an zur Verschwenkung von tangential zur Drehachse (2) verschwenkbaren und auf einem Bolzen gelagerten Spannhebeln (10) mit Spannbacken (11) anliegt. Der Bolzen (9) ist im Futterkörper entlang einer tangential zur Drehachse (2) liegenden Bolzenachse (12) mit konischem Außendurchmesser im Durchdringungsbereich durch den Spannhebel (10) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zum ausgleichenden Spannen von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen, mit einer entlang der Drehachse in einem Futterkörper ausgebildeten, eine Spannhülse aufnehmenden Längsausnehmung, mit einer axial verschiebbaren und durch einen Spitzenträger lösbar im Futterkörper gesicherten Spitze und einer mit der Spannhülse wechselwirkende Kolbenscheibe, die mit ihrer äußeren konischen Oberfläche an zur Verschwenkung von tangential zur Drehachse verschwenkbaren und auf einem Bolzen gelagerten Spannhebeln mit Spannbacken anliegt.
Ein derartiges Spannfutter ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2006 024 637 A1 gezeigt. Bei der mechanischen Bearbeitung von zentrischen oder exzentrischen Werkstücken, wie beispielsweise Kurbelwellen, werden diese an beiden Enden durch zwei kraftbetätigte Hebel-Ausgleichsspannfutter gespannt und an beiden Stirnseiten mit jeweils einer starren Spitze und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer axial beweglichen Spitze zentriert. Zur Spannung werden die Spannhebel des Spannfutters geschwenkt, wodurch sie an der Oberfläche des Werkstücks zum Anliegen kommen und dieses ausgleichend Spannen. Zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks muss dieses entlang der Drehachse des Werkstücks rotieren. Zur sicheren Spannung des Werkstücks sollten die Spannhebel entlang einer tangential zur Drehachse angeordneten Achse unverschiebbar auf dem Werkstück anliegen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Spannfutter zum ausgleichenden Spannen von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen bereit zu stellen, das bei ständig wechselnden Zerspanungskraft-Wirkrichtungen mit einer schlupf- und umkehrspielfreien und damit verbesserten Spannkraft agiert.
Die Aufgabe wird bei einem Spannfutter der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Bolzen im Futterkörper entlang einer tangential zur Drehachse liegenden Bolzenachse mit konischem Außendurchmesser im Durchdringungsbereich durch den Spannhebel gebildet ist.
Damit ist der Vorteil verbunden, dass der Bolzen eine spielfreie Lagerung für die Spannhebel bei Rotation des Werkstücks mit sich wechselnder Wirkrichtung der Hauptzerspanungskraft bereit stellt. Durch die Positionierung des Bolzens innerhalb des Futterkörpers ist er zusätzlich vor bei der Bearbeitung auftretenden Verschmutzungen geschützt.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn zwischen dem Spannhebel und dem durch diesen hindurchtretenden Bolzen ein Reibschluss ausgebildet ist. Hierdurch ist der durch die Spannhebel tretende Bolzen bei einer Verdrehung um die Drehachse selbsthemmend gebildet ist. Eine starre Struktur, ähnlich der eines Gussteils ist dadurch geschaffen.
Weiterhin ist von Vorteil, dass an den Bolzenenden radiale Sitzflächen ausgebildet sind, welchen Anschlagsegmenten zur beidseitigen axialen Sicherung des Spannhebels zugeordnet sind. Durch die Anschlagssegmente wird der Spannhebel zusätzlich in seiner Längsachsposition fixiert.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass der durch den Spannhebel tretende Bolzen eine beidseitige axiale Verlängerung aufweist. Durch diese Verlängerung ist eine noch bessere Lagerung der Spannhebel entlang der Bolzenachse geschaffen. Am Spannhebel wirkende Drehmomente werden durch diesen vergrößerten Hebelarm noch stärker aufgenommen.
Desweiteren ist vorteilhaft, wenn der Verlängerung mindestens eine Rollenlagerung parallel zur Bolzenachse zugeordnet ist. Dadurch kann die Oberfläche des Bolzens beim Verschwenken der Spannhebel über die Rollenlager abrollen, wodurch eine sehr leichtgängige Bewegung der Spannhebel beim Spannvorgang erreicht wird.
Außerdem ist vorteilhaft, wenn Bolzenhülsen mit einer Stützschulter und einer Aufnahme für die Bolzen und für die Rollenlagerung auf der Bolzenachse axial positionierbar sind. Diese Hülsen stützen mittels ihrer Stützschulter die Anschlagssegmente ab, wodurch die axiale Positionierung der Spannhebel auf der Bolzenachse gesichert ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn mindestens eine Abdeckkappe lösbar entlang der Bolzenachse im Futterkörper positionierbar ist. Durch diese Abdeckkappe wird der Bereich, in dem der Spannhebel mit dem Bolzen tangentialachsig gelagert ist, vor Verunreinigungen, wie sie bei der Bearbeitung von Werkstücken auftreten können, geschützt. Sind auf der Bolzenachse rechts- und linksseitig Abdeckkappen positioniert, so schaffen diese ein Gehäuse für die Spannhebellagerung.
Ein weiterer Vorteil ist damit verbunden, dass dem durch die Spannhülse via Kolbenscheibe betätigten Ende des Spannhebels eine Laufrolle zugeordnet ist. Durch diese Laufrolle ist gewährleistet, dass sich die Spannhebel leichtgängig reversibel per Federschnur aus einer Lösekonfiguration in eine Spannkonfiguration überführen lassen. Ein etwaiges Verklemmen der Kolbenscheibe mit den Spannhebeln ist dadurch unterbunden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge zur Begrenzung der axialen Bewegung der Spannhülse vorgesehen sind. Diese bewirken einen definierten axialen Anschlag im Futter in beiden Richtungen.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn die Spannhülse mehrteilig gebildet ist, wodurch die Montage des Spannfutters erleichert ist.
Im Folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
1 eine Frontansicht des Spannfutters ohne zugehörige Spannbacken.
2 einen Längsschnitt des Spannfutters aus 1, und
3 einen Schnitt III-III aus 2.
In 1 ist eine Frontansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters 1 gezeigt, wobei hier die den Spannhebeln 10 zugeordneten Spannbacken 11 nicht dargestellt sind. Hier ist das Spannfutter 1 als Dreibackenfutter gebildet.
In 2 ist ein Spannfutter 1 zum ausgleichenden Spannen von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen, mit entlang der Drehachse 2 in einem Futterkörper 3 ausgebildeten, eine Spannhülse 4 aufnehmenden Längsausnehmung 5, mit einer axial verschiebbaren und durch einen Spitzenträger 6 lösbar im Futterkörper 3 gesicherten Spitze 7 und einer mit der Spannhülse 4 wechselwirkenden Kolbenscheibe 8, die mit ihrer äußeren konischen Oberfläche an zur Verschwenkung von tangential zur Drehachse 2 verschwenkbaren und auf einem Bolzen 9 gelagerten Spannhebel 10 mit Spannbacken 11 anliegt. Zwischen dem Spitzenträger 6 und der Spitze 7 ist eine Kugellagerung 23 vorgesehen. Die mit der Kolbenscheibe 8 wechselwirkende Spannhülse 4 ist hierbei mehrteilig gebildet und dem durch die Spannhülse 4 betätigten Ende des Spannhebels 10 ist eine Laufrolle 21 zugeordnet. Desweiteren ist im Futterkörper 3 eine Justiereinrichtung 24 ausgebildet und den Spannhebeln 10 sind Dichtungen 25 zugeordnet, die als Schutz vor Verschmutzungen dienen. Die (nicht gezeigten) Spannbacken 11 ermöglichen das Spannen von zentrischen und exzentrischen Werkstücken. Der die Spannhebel 10 lagernde Bolzen 9 ist, wie mit der nachfolgenden 3 ersichtlich wird, mit konischem Außendurchmesser im Bereich der Spannhebel ausgebildet.
Die 3 zeigt den Schnitt III-III aus 2. Hier ist zu erkennen, dass der durch den Spannhebel 10 tretende Bolzen 9 konisch gebildet ist und, dass Anschlagsegmente 14 zur beidseitigen axialen Positionierung des Spannhebels 10 zugeordnet sind. Außerdem weist der Bolzen 9 eine beidseitige axiale Verlängerung 15 auf, der parallel zur Bolzenachse 12 mehrere Rollenlager 16 in Form von Zylinderrollenlager zugeordnet sind. Auf beiden Bolzenenden sind Bolzenhülsen 17 mit einer Stützschulter 18 und einer Aufnahme 19 für die Bolzen und für die Rollenlagerung 16 positioniert. Die Bolzenhülsen 17 sind durch Abdeckkappen 20 im Futterkörper 3 in Ihrer Position fixiert. In dieser Ansicht erkennt man, dass der Bolzen 9 bei der Montage des Spannfutters 1, auf tangential zur Drehachse 2 liegenden Bolzenachse 12 im Futterkörper 3 nur in Richtung der Abdeckkappen 20 eingesetzt werden kann.
Im folgenden soll exemplarisch der Spannvorgang eines Werkstücks mit dem erfindungsgemäßen Spannfutter 1 erläutert werden:
Das Werkstück, insbesondere eine Kurbelwelle, kommt mit dem Ende zum Anliegen an der axial verschiebbaren Spitze 7. Wird die Spannhülse 4 in Richtung des geschlossenen Endes des Spannfutters 1 gezogen, so kommt sie in Kontakt mit der Kolbenscheibe 8. Diese Bewegung der Spannhülse 4 kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder in sonstiger, angemessener Weise bewirkt werden. Die Kolbenscheibe 8 wird durch die Spannhülse 4 ebenfalls in die Richtung des geschlossenen Endes des Spannfutters 1 gezogen.
Durch die äußere konische Oberfläche der Kolbenscheibe 8 wird der Spannhebel 10 radial zur Drehachse 2 nach außen gedrückt. Der auf dem Bolzen 9 gelagerte Spannhebel 10 schwenkt um die Bolzenachse 12. Dadurch wird das freie Ende der Spannhebel 10 radial zur Drehachse 2 nach innen gedrückt, wodurch die dem Spannhebel 10 zugeordneten Spannbacken 11 auf das Werkstück pressen und dieses, weil die Kolbenscheibe 8 radial schwimmend gelagert ist, damit spannen.
Bezugszeichenliste

1: Spannfutter
2: Drehachse
3: Futterkörper
4: Spannhülse
5: Längsausnehmung
6: Spitzenträger
7: Spitze
8: Kolbenscheibe
9: Bolzen
10: Spannhebel
11: Spannbacken
12: Bolzenachse
13: Sitzflächen
14: Anschlagsegmente
15: Verlängerung
16: Rollenlagerung
17: Bolzenhülse
18: Stützschulter
19: Aufnahme
20: Abdeckkappe
21: Laufrolle
22: Anschläge
23: Kugellagerung
24: Justiereinrichtung
25: Dichtungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006024637 A1 [0002]

Claims

Spannfutter (1) zum ausgleichenden Spannen von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen, mit einer entlang der Drehachse (2) in einem Futterkörper (3) ausgebildeten, eine Spannhülse (4) aufnehmenden Längsausnehmung (5), mit einer axial verschiebbaren und durch einen Spitzenträger (6) lösbar im Futterkörper (3) gesicherten Spitze (7) und einer mit der Spannhülse (4) wechselwirkende Kolbenscheibe (8), die mit ihrer äußeren konischen Oberfläche an zur Verschwenkung von tangential zur Drehachse (2) verschwenkbaren und auf einem Bolzen (9) gelagerten Spannhebeln (10) mit Spannbacken (11) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (9) im Futterkörper (3) entlang einer tangential zur Drehachse (2) liegenden Bolzenachse (12) mit konischem Außendurchmesser im Durchdringungsbereich durch den Spannhebel (10) gebildet ist.
Spannfutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spannhebel (10) und dem durch diesen hindurchtretenden Bolzen (9) ein Reibschluss ausgebildet ist.
Spannfutter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Bolzenenden radiale Sitzflächen (13) ausgebildet sind, welchen Anschlagsegmente (14) zur beidseitigen axialen Sicherung des Spannhebels (10) zugeordnet sind.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Spannhebel (10) tretende Bolzen (9) eine beidseitige axiale Verlängerung (15) aufweist.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlängerung (15) mindestens eine Rollenlagerung (16) parallel zur Bolzenachse (12) zugeordnet ist.
Spannfutter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bolzenhülsen (17) mit einer Stützschulter (18) und einer Aufnahme (19) für die Bolzen (9) und für die Rollenlagerung (16) auf der Bolzenachse (12) axial positionierbar sind.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abdeckkappe (20) lösbar entlang der Bolzenachsen (12) im Futterkörper (3) positionierbar ist.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem durch die Spannhülse (4) via Kolbenscheibe (8) betätigten Ende des Spannhebels (10) eine Laufrolle (21) zugeordnet ist.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge (22) zur Begrenzung der axialen Bewegung der Spannhülse (4) vorgesehen sind.
Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (4) mehrteilig gebildet ist.