DE3911055A1 - Genauigkeitsspannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Genauigkeitsspannfutter für einen Werkkörper, bei dem ein Futterkörper mindestens eine unter axialem Druck radial spannende Spannhülse zur Aufnahme eines Werkkörperansatzes aufnimmt, bei dem ein die Spannhülse betä­ tigender Kolben geführt an dem Futterkörper um einen Spannweg axial hin- und herschiebbar ist und bei dem eine Betätigungs­ einrichtung an dem Kolben umfangsmäßig symmetrisch angreift und den Kolben durch Schrauben gegen eine Spannkraft um den Spannweg verschiebt. Der Werkkörper ist entweder ein Werkzeug oder ein Werkstück.

Bei einem durch die Praxis bekannten Emuge-Genauigkeitsspannfut­ ter dieser Art weist die Betätigungseinrichtung ein hydrauli­ sches Gestänge auf, das sich von der Betätigungsschraube zu dem Kolben erstreckt. Das hydraulische Gestänge ergibt eine sehr symmetrische Beaufschlagung der Spannhülse, ist jedoch wegen der erforderlichen Bohrungen und Dichtungen aufwendig. Auch ist die Schraube axial angeordnet von vorne zu bedienen, was in vielen Anwendungsfällen zu Komplikationen führt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Genauigkeitsspann­ futter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die sym­ metrische Beaufschlagung der Spannhülse mechanisch und einfacher erreicht ist. Das erfindungsgemäße Genauigkeitsspannfutter ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti­ gungseinrichtung von einer an sich bekannten (DE-PSen 31 08 439, 34 39 040, DE-OS 37 16 932), mit radial angeordneter Schraube versehenen Doppelschrägebolzen-Einrichtung gebildet ist und daß die Doppelschrägebolzen-Einrichtung an dem Kolben angreift sowie durch das Schrauben gegen die Spannkraft um den Spannweg verschiebbar ist.

Die Erfindung erreicht die mechanische und symmetrische Beauf­ schlagung der Spannhülse auf vereinfachte Weise, indem die Doppelschrägebolzen-Einrichtung nicht an einem Werkzeugschaft, sondern an dem Kolben angreift. Der Doppelschrägebolzen pen­ delt bei Betätigung in Richtung seiner Längserstreckung quer zur Futterlängsachse und bewirkt eine Pendelung des Kolbens quer zu seiner Längserstreckung in Richtung Futterlängsachse. Der Werkkörperansatz bleibt unverändert. Die Doppelschrägebol­ zen-Einrichtung dient nicht dem Gegeneinander-Anpressen zweier zu verbindender Teile, sondern dem axialen Zusammendrücken von axial spannenden Spannhülsen. Zum Spannen der Spannhülse ist Verschieben der Doppelschrägebolzen-Einrichtung in Richtung gegen die Spannhülse vorgesehen. Da die Betätigungsschraube von der Seite her bedient wird, kann der Zugang zum Genauig­ keitsspannfutter von vorne verbaut sein.

Die Spannhülse ist an sich bekannt (DE-AS 26 13 526) und ist, zueinander versetzt angeordnete innere und äußere radiale Aus­ nehmungen sowie zueinander versetzt angeordnete innere und äu­ ßere Spannbasisstellen aufweisend tellerfederartig verformbar. Im Hinblick auf das Genauigkeitsspannen sind in der Regel in dem Hohlraum zwei oder mehr Spannhülsen vorgesehen, wobei in der Re­ gel zwei benachbarte Spannhülsen durch ein axial verschiebbares Trennstück auf Abstand voneinander gehalten sind. Bei einer Aus­ führungsform ist in dem Hohlraum eine unter Federspannung ste­ hende Druckfeder angeordnet, die über den Kolben auf die Spann­ hülse wirkt und mit ihrer Federspannung die Spannkraft für die Spannhülse aufbringt; durch Betätigen des Doppelschrägebolzens wird der Kolben gegen die Spannkraft der Druckfeder verschoben, um die Spannhülse zu lösen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn eine Kraftein­ leitung zum Spannen der Spannhülse unmittelbar auf die Spann­ hülse wirkend durch das Schrauben vorgesehen ist. Dieses Genau­ igkeitsspannfutter ist durch Wegfall einer Druckfeder ohne Ver­ Lust an Spannsymmetrie weiter vereinfacht.

Es ist möglich, bei der Doppelschrägebolzen-Einrichtung, wie an sich bekannt (DE-OS 37 16 932), den Bolzen beiderends mit einer Keilfläche zu versehen, an der die Schrauben über ein Kugelzwischenstück angreifen. Diese Kugelzwischenstücke sind bei normalem Aufwand den hohen Kräften häufig nicht gewachsen, die bei dem hier zur Rede stehenden Genauigkeitsspannfutter auftreten. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es daher, wenn die Doppelschrägebolzen-Einrichtung als an sich bekannte Doppelkegelbolzen-Einrichtung ausgebildet ist, bei der die Schrauben und die Endstücke des Doppelkegelbolzens mittels Ke­ gelansatz und Kegelhöhlung zusammenwirken. Diese Ausführungs­ form ist besser für hohe Kräfte geeignet.

Der Doppelkegelbolzen weist z.B. beiderends einen Kegelansatz auf, der mit je einer Kegelhöhlung in einer Stellschraube zu­ sammenwirkt, die im Futterkörper sitzt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Doppelkegelbolzen einerends einen Kegelansatz und anderenends eine Kegelhöhlung aufweist. Dies verbessert die Einfachheit der Bedienung und die Symmetrie der Genauigkeitsspannung.

Es ist möglich, eine sogenannte Außenspannung vorzusehen, in­ dem der Werkkörperansatz eine Bohrung bildet und mit dieser außen auf die Spannhülse geschoben ist. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist der Futterkörper ein Dorn, auf dem die Spannhül­ se und der Kolben sitzen und der den Doppelschrägebolzen in einer quer zur Mittelachse verlaufenden Bohrung aufnimmt. Die mit dem Doppelschrägebolzen zusammenwirkenden Schrauben sitzen in dem hülsenartigen Kolben und verschieben diesen in Achs­ richtung gegenüber der Spannhülse. In der Regel jedoch bildet der Futterkörper einen Hohlraum, der die Spannhülse und den Kolben aufnimmt, wobei der Doppelschrägebolzen in dem Kolben angeordnet ist und die Schrauben in dem hülsenartigen Futter­ körper angeordnet sind. Hier verschiebt sich beim Schrauben der Kolben mit samt dem Doppelschrägebolzen in Relation zum Futterkörper.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist die Anwendung des er­ findungsgemäßen Genauigkeitsspannfutters in Verbindung mit einer vorgebauten Einrichtung, die einen Maschinenteil und einen Aufnahmekörper umfaßt, zum Genauigkeitsspannen eines durchgesteckten langen Werkzeugschaftes. Da das erfindungsge­ mäße Genauigkeitsspannfutter auf einfache Weise von der Seite her zugänglich ist, kann es hinter einer verbauenden zusätzli­ chen Einrichtung angeordnet sein.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Genauigkeitsspannfut­ ters,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Genauigkeitsspannfut­ ters,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Teiles eines dritten Genauig­ keitsspannfutters,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines vierten Genauigkeitsspannfut­ ters und

Fig. 5 einen Längsschnitt eines fünften Genauigkeitsspannfut­ ters im Zusammenbau mit einem führenden Aufnahmekörper.

Die Genauigkeitsspannfutter gemäß Fig. 1 und 2 umfassen jeweils einen außen zylindrischen Futterkörper 1, in dem ein im wesent­ lichen zylindrischer Hohlraum 2 vorgesehen ist, der durch einen Deckel 3 abgeschlossen ist, durch den ein Werkzeugschaft 4 steckbar ist. In dem Hohlraum 2 sind mit axialem Abstand von­ einander zwei Spannhülsen 5 angeordnet, die durch ein Trenn­ stück 6 auf Abstand voneinander gehalten sind. Die eine Spann­ hülse 5 ist am Deckel 3 abgestützt und die andere Spannhülse ist von einem im Hohlraum 2 passend axial gleitbar angeordne­ ten Kolben 7 beaufschlagt, der an der Hohlraum-Wandung anlie­ gende Dichtungen 8 trägt.

Der Kolben 7 weist eine durchgehende Querbohrung 9 auf, in der passend gleitbar ein Doppelkegelbolzen 10 einer Doppelkegelbol­ zen-Einrichtung 11 sitzt. In den Futterkörper 1 sind einander koaxial gegenüber zwei Stellschrauben 12, 13 eingeschraubt, die jeweils mit einem Ende des Doppelkegelbolzens 10 zusammenwir­ ken. Die Mittelachse der beiden Stellschrauben 12, 13 ist bei nicht-gespannten Spannhülsen 5 gegenüber der Mittelachse des Doppelkegelbolzens in Richtung der Längsachse des Futterkör­ pers 1 um den Spannweg der Spannhülsen 5 versetzt. Der Doppel­ kegelbolzen 10 weist einerends einen Kegelansatz auf, der mit einer Kegelhöhlung der einen Stellschraube 12 zusammenwirkt, und anderenends eine Kegelhöhlung auf, die mit einem Kegelan­ satz der anderen Stellschraube 13 zusammenwirkt. Es wird zu­ nächst die eine Stellschraube 12 voll eingeschraubt. Sodann wird die andere Stellschraube 13 eingeschraubt, wodurch der Doppelkegelbolzen 10 in Richtung seiner Längserstreckung und in Richtung der Längsachse des Futterkörpers 1 verschoben wird.

Gemäß Fig. 1 wird beim Anziehen bzw. Einschrauben der Stell­ schraube 13 der Doppelkegelbolzen 10 mitsamt dem Kolben 7 ge­ gen die Spannhülsen 5 verschoben, um diese zu spannen, und ist der Kolben 7 bei einem geschlossenen Ende des Hohlraumes 2 ange­ ordnet. Gemäß Fig. 2 ist der Kolben 7 von einer unter Spannung stehenden Druckfeder 14 beaufschlagt, die ein mit Flansch ver­ sehenes Rohr 15 umschließt, das nach hinten gegen ein Verschluß­ stück 16 abgestützt ist. In Fig. 1 und 2 ist jeweils ein Kühl­ mittelkanal 17 vorgesehen, der im Bereich des Kolbens 7 von ei­ nem Kanalrohr 18 gebildet ist, das durch den Doppelkegelbolzen 10 mit Spiel hindurchtritt, so daß der Doppelkegelbolzen trotz des Kanalrohres in Richtung seiner Längserstreckung hin- und herverschiebbar ist.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 durch eine abweichend ge­ staltete Doppelschrägebolzen-Einrichtung 11. Es ist in einer Querbohrung 9 eines Kolbens 7 ein Doppelkeilbolzen 10 angeord­ net, der beiderends je eine Keilfläche als Schräge bildet. Der Doppelkeilbolzen 10 hat in Achsrichtung gesehen im Querschnitt eine Kegelstumpfform. An jeder Keilfläche liegt mit einer Flä­ che ein Kugelzwischenstück 19 an, das in einer Höhlung am Ende einer Schraube 12, 13 drehbar gelagert ist. Die Ausführungs­ form gemäß Fig. 3 ist im übrigen so ausgebildet wie die Aus­ führungsform gemäß Fig. 1 oder die Ausführungsform gemäß Fig. 2 und weist einen zylindrischen Futterkörper 1 auf, der einen Hohlraum 2 bildet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 weicht von den vorhergehenden Ausführungsformen insofern ab, als durch ein Trennstück 6 von­ einander getrennte Spannhülsen 7 auf einem stangenartigen vol­ len Futterkörper 1 sitzen, der über einen Flansch 20 an eine nicht gezeigte Maschine anschließbar ist. Die Spannhülsen 5 befinden sich in einem Hohlraum 21 eines Werkstückes 22 und spannen dieses, indem sie sich radial nach außen aufweiten. In dem Futterkörper 1 ist eine Querbohrung 9 vorgesehen, die einen Doppelschrägebolzen 10 aufnimmt. Dieser wirkt endseitig mit Schrauben 12, 13 zusammen, die in einen hülsenartigen Kol­ ben 7 geschraubt sind, der auf dem stangenartigen Futterkörper 1 axial geführt hin- und herverschiebbar ist und an der einen Spannhülse 5 anliegt. Durch Anziehen der Schrauben 12, 13 wird der Kolben 7 mit samt den Schrauben so verschoben, daß die Spannhülsen 5 das Werkstück 22 spannen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist ein Genauigkeits­ spannfutter einen zylindrischen Grundkörper 1 auf, der einen zylindrischen Hohlraum 2 mit einem Deckel 4 bildet und in den ein langer Werkzeugschaft 4 ragt. Auch hier sind Spannhülsen 5, ein Trennstück 6 und ein Kolben 7 mit Dichtungen 8 vorge­ sehen. Das Genauigkeitsspannfutter befindet sich in Achsrich­ tung gesehen hinter einem Maschinenteil 23, das in einem Durchbruch 24 einen Ansatz 25 eines führenden Aufnahmekörpers 26 aufnimmt. Der Aufnahmekörper 26 bildet eine axialverlaufen­ de Bohrung 27, die teilweise von einer eingepaßten Muffe 28 begrenzt ist und den Werkzeugschaft 4 passend aufnimmt. Der Aufnahmekörper liegt mit einem Flansch 29 an dem Maschinenteil 23 an und ist mittels Schraube 30 gegen Verdrehen gesichert. In dem Ansatz 25 ist eine Riegeleinrichtung 31 vorgesehen, die mittels einer im Maschinenteil 23 angeordneten Schraube 32 betätigbar ist.

Claims (5)

1. Genauigkeitsspannfutter für einen Werkkörper, bei dem ein Futterkörper mindestens eine unter axialem Druck radial spannende Spannhülse zur Aufnahme eines Werkkörperansatzes aufnimmt, bei dem ein die Spannhülse betätigender Kolben geführt an dem Futterkörper um einen Spannweg axial hin- und herschiebbar ist und bei dem eine Betätigungseinrich­ tung an dem Kolben umfangsmäßig symmetrisch angreift und den Kolben durch Schrauben gegen eine Spannkraft um den Spannweg verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Betä­ tigungseinrichtung von einer an sich bekannten, mit radial angeordneter Schraube (12, 13) versehenen Doppelschrägebol­ zen-Einrichtung (11) gebildet ist und daß die Doppelschrä­ gebolzen-Einrichtung (11) an dem Kolben (7) angreift sowie durch das Schrauben (12, 13) gegen die Spannkraft um den Spannweg verschiebbar ist.

2. Genauigkeitsspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Krafteinleitung zum Spannen der Spannhülse (6) unmittelbar auf die Spannhülse (6) wirkend durch das Schrau­ ben (12, 13) vorgesehen ist.

3. Genauigkeitsspannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Doppelschrägebolzen-Einrichtung (11) als an sich bekannte Doppelkegelbolzen-Einrichtung ausge­ bildet ist, bei der die Schrauben (12, 13) und die End­ stücke des Doppelkegelbolzens (10) mittels Kegelansatz und Kegelhöhlung zusammenwirken.

4. Genauigkeitsspannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Doppelkegelbolzen (10) einerends einen Kegelansatz und anderenends eine Kegelhöhlung aufweist.

5. Anwendung des Genauigkeitsspannfutters nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche in Verbindung mit einer vorgebauten Einrichtung, die einen Maschinenteil (23) und einen Aufnah­ mekörper (26) umfaßt, zum Genauigkeitspannen eines durchge­ steckten langen Werkzeugschaftes (4).