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Spannorgan. Die Erfindung bezieht sieh auf ein Spannorgan zum Festspannen von Werkstücken, das mehrere, je mit einer zylindrischen Werkstückanlage versehene Spannseg- mente aufweist.
Bei den bekannten Spannorganen :dieser Art bildeten die Werkstückanlageflächen der Spannorgane und, soweit es sich um Spannorgane mit zylindrischen Spannflächen handelte, auch diese Spannflächen Teile eines Kreiszylindermantels.
In der Abb. 1 der Zeichnung ist ein derartiges bekanntes Spannorgan in Form einer Spannzange mit kegeliger Spannfläche dargestellt, und zwar in einem Spannungszustand, bei dem die Bohrung 1 der Spannzange im Durchmesser genau der Nennbohrung der Spannzange entsprissht. In diesem Spannungszustand ist, wie der zur Bohrung 1 senkrechte Schnitt X-X der Abb. 2 zeigt, die Bohrung 1 der Spannzange genau zylindrisch, das heisst die Umfangslinien 2 der an dem Werkstück 3 anliegenden Fläche der Spannsegmente 4, 5, 6 liegen auf einem gemeinsamen Kreis, der dem Kreisumfang des Werkstückes 3 an dieser Schnittstelle entspricht. Die Spannsegmente 4, 5, 6 liegen also mit andern Worten in diesem Span- nungszustand mit ihrem ganzen Umfang an dem Werkstück 3 an.
Soll mit der in Abb. 1 dargestellten Spannzange ein Werkstück eingespannt werden, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Nennbohrung der Spannzange, so werden die Spannsegmente 4, 5, 6 radial noch mehr nach innen verstellt als beim Spannen von Werkstücken mit Nennmass.
Legt man in diesem Spainnungszustand wieder einen zur Bohrung 1 senkrechten Schnitt X-X durch die Spannzange, so erkennt man, dass, wie die Abb. 3 zeigt, nunmehr die Umfangslinien 2 der Werkstüak- adageflächen der Spannsegmente 4, 5, 6 nicht mehr auf einem gemeinsamen Kreis liegen, sondern denn des Werk- stückes 3 je nur an einer einzigen Stelle 7
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berühren, mit andern Worten, dass sich beim ,Spannen von Werkstoffen. oder Werkstücken mit kleinerem Durchmesser als dem Nennbohrungsdurchmesu-er die Spannsegmen e 4.
5, 6 stets nur an einer einzigen Stelle ihrer Werkstückan.la,gefläche gegen das Werkstück abstützen, und zwar an einer ;Stelle, die immer dieselbe bleibt, gleiehgülti.g, ob ,das Untermass gross oder klein ist. Das hat einmal zur Folge, dass sich die Spannsegmente an dieser Stelle der Werkstückanlageflüche Tasch abnützen, anderseits den Nachteil, dass das einzuspannende Werkstück 3 nicht genügend fest .gespannt wird und daher beim Bearbeiten in achsialer Richtung mitgenommen und in Umfangsrichtung verdreht werden kann. Diesen Nachteil hat man bisher häufig dadurch zu beheben versucht, .dass man die Nennbohrung der Spannzange kleiner wählte als das Mass des zu verarbeitenden Werkstückes oder Werkstoffes 3.
Auf das damgestellte Ausführungsbeispiel angewandt heisst dies, dass das Werkstück im Durrhinesser grösser ist als die Nennbohrung. let jedoch das zu verarbeitende Werkstück im Durchmesser grösser als der Durchmesser der Nennbohrung, so sind die Spannsegmente 4, 5, 6 der Spannzange bei eingespanntem Werkstück radial weniger weit zusammengefedert als beim :Spannen von Werkstücken mit Nennmass. Legt man nun auch in diesem Spa.nnungszuetand wieder einen senkrechten Schnitt X-X (Abb. 4) durch die Spannzange, so zeigt es sich, dass in diesem Falle bei den bekannten Spannzangen sich die Spannsegmente 4, 5, 6 lediglich mit den an den Sägeschlitzen 8 vorhandenen Kanten 9 gegen das Werkstück 3 abstützen, was den Nachteil hat, dass das einzuspannende Werkstück, namentlich wenn es aus weichem Material besteht, beschädigt wird.
Ausserdem nützt sich auch hier die ,Spannzange an den Kanten 9 sehr rasch ab, was ein Rundlaufen der Spannzange ausschliesst. Diese Nachteile der bekannten. Spannorgane werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass jede Werkstückanlage-
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fläche eine solche Form hat; dass sie mit zwei je längs einer Mantellinie verlaufenden Stellen an dem kreiszylindrischen Werkstückumfa.ng anliegt, wobei die Lage dieser zwei Stellen sich mit änderndem Werkstückumfang ändert. In der Abb. 5 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsigegenstandes dargestellt, und zwar zeigt sie entsprechend den Abb. 2-4 einen,Schnitt nach der Linie X =X, .das heisst einen ,Schnitt senkrecht zur Bohrung einer Spannzange nach Art der Abb. 1.
Die Spannzange befindet sich hierbei in einem Spannungszustand für Werkstücke, deren Durchmesser genau dein Nennmass der Spannzange entspricht. Während:nun bei den: bekannten Spannzangen die Werkstückanlageflächen der Spannsegmente Teile eines Kreiszylindermantels bildeten, haben bei dem Ausfülwungsbeispiel der Abb. 5 die Werkstückanlageflächen 2 der Spannsegmente 4, 5, ö eine von der Kreiszylinderform abweichende Gestalt, und zwar eine solche Gestalt, dass jede Anlagefläche 2. gleichgültig ob ein Werkstü ok mit Untermass, Nennmass oder Übermass eingespannt ist, stets entlang zweier Mantellinien. an dem kreiszylindrischen Werkstückumiang anliegen, wobei sich .die Lage der Stützlinien beim Einspannen von Werkstücken: verschiedener Dicke, also mit änderndem Werkstückumfang, jeweils ändert.
Dadurch wird eine einseitige Beanspruchung und Abnützung des Werkstückes _bezw. der,Spannzange vermieden. Jede Werkstückanlagefläche kann zweokmässig auch so gestaltet sein, dass die An-,: Lage der @Spannse@gmen-te an dem Werkstück nicht nur entlang zweier Mantellinien, sondern entlang zweier sich länags der Mantelli,nien erstreckender Flüchenstreifen erfolgt: Bei dem i@n Abb. 5 dargestellten Spannungszustand liegen die Spännsegmente 4, 5, 6 jeweils im Bereich der besden Punkte 10, 10 ihrer Umfangslinien mit einem verhältnismässig breiten Bogenstück an der kreisförmigen Mantelfläche des Werkstückes
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3 an.
Wird in der Spannzange ein Werkstück gespannt, dessen Durchmesser :gfiösser ist als der in Abb. 5 dargestellte -#Verkstückdurchmesser, so wandern die Anlagestellen 10, 10 gleichmässig gegen die Schlitze 8 hin nach aussen., während sie im umgekehrten Falle, wenn das zu spannende Material im Durchmesser kleiner ist, @gegen, die Mitte der Spannsegmente zu wandern. In dem Falle, in dem auch die .Spannflä,chen 11 (Abb. 1) der Spannsegmente zyli:ndrisch sind, können zusätzlich zu den Werkstückanla.geflächen auch noch diese Spannflächen 11 :so ausgebildet sein, dass jede Spannfläche 11 mit zwei je längs einer Mantellinie verlaufenden Stellen an der mit ihr zusammenwirkenden. Gegenspan.nfläche anliegt, wobei die Lage der genannten zwei Stellen sich mit ä.ndeTndem Umfang der Ge;genspannfläche ändert.
Jede Spannfläche kann dabei mit zwei Flächenstücken an der Gegenspa.nnfläühe anliegen. Bei dem in .der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Spannzange, bei der die Spannse@gme,nte .das Werkstück aussen umfassen. Demgemäss .ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Bohrung 1 bezw. die Innünfläche jedes :Spannsegmentes entsprechend der Erfindung ausgebildet. Z.um Spannen von Hohlkörpern: dagegen werden Innen#spannzangen, Spreizdorne oder Spreizbüchsen verwendet, das heisst Spannorgane, die dass Werkstück von. innen umfassen.
Bei diesen: Spannorganen treten .dieselben Missstände auf wie bei den Aussenspannzangen, weshalb die Erfindung selbstverstä.n:dlich auch auf sie Anwendung findet, nur mit dem Unterschied, dass hier die Werkstückanla;geflIche der Spanneegmente aussen liegt und demgem'äss statt ,dem Bohrung 1 dies,e Aussen.fläche ,der Spannsegmente gemäss der Erfindung ausgebildet wird. Eine Leitlinie füg .die Erzeugende der zylindrischen Werkstückanlageflächen der Spannsegmente 4, 5, 6 kann durch eine einzige Kurve ,gebildet werden oder aus mehreren Kurven zusammengesetzt sein.. Sie
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kann ferner aus einer Kurve und mehreren Geraden oder aus mehreren Kurven und einer Geraden oder auch aus" mehreren Kurven und mehreren Geraden bestehen.
Sind nicht nur die @Verkstückanlabeflächen, ,sondern auch die Spaanflächen 11 der Spannsegmente 4, 5, 6 zylindrisch aus:g.ebil- ,det, oo kann an Stelle einer Leitlinie jeder Werkstückanla@geflüche der Spannsegmente auch eine Leitlinse jeder Spannfläche 11 der Segmente .gemäss den vorstehenden Ausführungen .gebildet sein. Ge;gebenenfalls können auch sowohl die Leitlinien der -#Verkstückanla@gefläch-en. als auch die Leitlinien der Spannflächen 11 der Spannsegmente 4, 5, 6 nach der vorstehenden Amt gebildet sein, wobei auch hder wieder jede Span fläche 11 bei jedem Spanndurchmesser entlang zweier Flächenstreifen an dem kreiszylind.ris:chen Umfang :der mit ,den Spannflächen zusammenwirkenden Ge; gen@spaunflä,chen anliegen :kann.
Die Werkstückanlagefläehe der 'Spann= segmente wird zweckmässig an ihnen .den Schlitzen 8 zugekehrten: Rändern., beispielsweise von den Kanten. 12 bis etwa zumPunkt 13 (vergl. Abb. 5), also im Bereiche ,der Schlitze freigearbeitet, das heisst freigeschliffen oder freigestossen, so @dass die Kanten 12 der .Spannsegmente nicht mit dem Werkstück in Berührung kommen können. Das Freischleifen bezw. -stossen erfolgt vor-zugsw-eise so, dass die Freifläche 12, 13 stetig in den übrigen 'teil der Werkstückaalagefläche ü@bergehrt. Die Spannsegmente können ausserdem in .der Mitte .ihrer Werkstückanlagefläche, zum Beispiel zwischen den Punkten 14, 15 der Abb. 5 entlang einer Geraden freigeschliffen werden. Auch hier erfolgt das Freisehleifen zweckmässig wieder so, dass die freigeschliffene Fläche stetig in den andern Teil dürr Werkstückanlagefläche übergeht.
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Clamping organ. The invention relates to a clamping member for clamping workpieces, which has several clamping segments, each provided with a cylindrical workpiece contact.
In the known clamping devices: of this type, the workpiece contact surfaces of the clamping devices and, insofar as they are clamping devices with cylindrical clamping surfaces, also these clamping surfaces form parts of a circular cylinder jacket.
In Fig. 1 of the drawing, such a known clamping member is shown in the form of a collet with a tapered clamping surface, in a tension state in which the diameter of the bore 1 of the collet exactly corresponds to the nominal bore of the collet. In this state of tension, as the section XX of Fig. 2 perpendicular to the bore 1 shows, the bore 1 of the collet is exactly cylindrical, that is, the circumferential lines 2 of the surface of the clamping segments 4, 5, 6 resting on the workpiece 3 lie on a common surface Circle that corresponds to the circumference of the workpiece 3 at this interface. In other words, the clamping segments 4, 5, 6 rest against the workpiece 3 with their entire circumference in this clamping state.
If a workpiece is to be clamped with the collet shown in Fig. 1, the diameter of which is smaller than the diameter of the nominal bore of the collet, the clamping segments 4, 5, 6 are adjusted radially even more inward than when clamping workpieces with nominal dimensions.
If, in this state of spanning, a section XX perpendicular to the bore 1 is again made through the collet, it can be seen that, as Fig. 3 shows, the circumferential lines 2 of the workpiece surface of the clamping segments 4, 5, 6 are no longer on a common one Circle, but because of the workpiece 3 only at a single point 7
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touch, in other words, that when, clamping of materials. or workpieces with a smaller diameter than the nominal bore diameter, the clamping segments e 4.
5, 6 always support the workpiece surface against the workpiece at just one point, namely at one point that always remains the same, regardless of whether the undersize is large or small. On the one hand, this has the consequence that the clamping segments wear out at this point of the workpiece contact surface Tasch, and on the other hand the disadvantage that the workpiece 3 to be clamped is not clamped firmly enough and can therefore be carried along in the axial direction during machining and rotated in the circumferential direction. Until now, attempts have often been made to remedy this disadvantage by choosing the nominal bore of the collet to be smaller than the size of the workpiece or material 3 to be processed.
Applied to the exemplary embodiment presented at that time, this means that the workpiece has a larger diameter than the nominal bore. If, however, the diameter of the workpiece to be processed is greater than the diameter of the nominal bore, the clamping segments 4, 5, 6 of the collet are less radially compressed when the workpiece is clamped than when: clamping workpieces with nominal dimensions. If a vertical section XX (Fig. 4) is made through the collet again in this state of excitement, it becomes apparent that in this case with the known collets the clamping segments 4, 5, 6 are only aligned with the saw slots 8 support existing edges 9 against the workpiece 3, which has the disadvantage that the workpiece to be clamped, especially if it is made of soft material, is damaged.
In addition, the collet also wears out very quickly here at the edges 9, which prevents the collet from running round. These disadvantages of the known. Clamping elements are eliminated according to the invention in that each workpiece contact
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surface has such a shape; that it rests against the circular cylindrical workpiece circumference with two points each running along a surface line, the position of these two points changing as the workpiece circumference changes. In Fig. 5 of the drawing, an embodiment of the subject of the invention is shown, and it shows according to Fig. 2-4 a, section along the line X = X, that is, a section perpendicular to the bore of a collet according to the type of Fig . 1.
The collet is in a state of tension for workpieces whose diameter corresponds exactly to your nominal size of the collet. While: in the known collets, the workpiece contact surfaces of the clamping segments formed parts of a circular cylinder jacket, in the exemplary embodiment in Fig. 5 the workpiece contact surfaces 2 of the clamping segments 4, 5, ö have a shape deviating from the circular cylinder shape, namely a shape such that each Contact surface 2. regardless of whether a workpiece is clamped with undersize, nominal or oversize, always along two surface lines. rest on the circular cylindrical workpiece circumference, the position of the support lines when clamping workpieces: different thicknesses, i.e. with changing workpiece circumference, changes in each case.
This will cause one-sided stress and wear on the workpiece. the, collet avoided. Each workpiece contact surface can also be designed in such a way that the position of the clamps on the workpiece is not only along two surface lines, but also along two cursing strips that extend along the length of the surface: In the case of the i @ n Fig. 5 shows the stress state shown, the clamping segments 4, 5, 6 are each in the area of the besden points 10, 10 of their circumferential lines with a relatively wide arc on the circular surface of the workpiece
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3 on.
If a workpiece is clamped in the collet, the diameter of which is greater than that shown in Fig. 5, the contact points 10, 10 migrate evenly outwards towards the slots 8, while in the opposite case, when this is too exciting material is smaller in diameter, @ against migrating the center of the clamping segments. In the case in which the clamping surfaces 11 (Fig. 1) of the clamping segments are also cylindrical, these clamping surfaces 11 can also be designed in addition to the workpiece contact surfaces so that each clamping surface 11 has two longitudinal a surface line running points at the cooperating with it. Counter-clamping surface, whereby the position of the two points mentioned changes with the changing circumference of the counter-clamping surface.
Each clamping surface can be in contact with the counter-clamping surface with two flat pieces. The exemplary embodiment shown in the drawing is a collet in which the collets encompass the workpiece on the outside. Accordingly .ist in this embodiment, the bore 1 respectively. the inner surface of each: clamping segment formed according to the invention. For clamping hollow bodies: on the other hand, internal collets, expanding mandrels or expanding sleeves are used, i.e. clamping devices that remove the workpiece. embrace inside.
The same abuses occur with these clamping elements as with the external collets, which is why the invention of course also applies to them, only with the difference that here the workpiece contact area of the clamping segments is on the outside and accordingly takes place Bore 1 this, e Aussen.fläche, the clamping segments is formed according to the invention. A guideline adds. The generating line of the cylindrical workpiece contact surfaces of the clamping segments 4, 5, 6 can be formed by a single curve or composed of several curves
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can also consist of a curve and several straight lines or of several curves and a straight line or also of "several curves and several straight lines.
If not only the workpiece contact surfaces, but also the chip surfaces 11 of the clamping segments 4, 5, 6 are cylindrical from: g.ebil-, det, oo, instead of a guideline each workpiece contact surface of the clamping segments can also have a guide lens for each clamping surface 11 of the segments .be formed according to the above. If necessary, the guidelines of the - # Verkstückanla @ can also be flattened. as well as the guidelines of the clamping surfaces 11 of the clamping segments 4, 5, 6 can be formed according to the above office, with each clamping surface 11 at each clamping diameter along two surface strips on the circular cylindrical circumference: the one that interacts with the clamping surfaces Ge; gen @ spaunflä, chen concern: can.
The workpiece contact surface of the 'clamping segments is expediently located on them facing the slots 8: the edges, for example from the edges. 12 to about point 13 (see Fig. 5), i.e. in the area of the slots machined, that is, ground free or pushed free, so that the edges 12 of the clamping segments cannot come into contact with the workpiece. The free grinding respectively. Pushing is preferably done in such a way that the free surface 12, 13 continuously merges into the remaining part of the workpiece support surface. The clamping segments can also be ground free in the middle of their workpiece contact surface, for example between points 14, 15 in Fig. 5 along a straight line. Here, too, the free grinding is expediently carried out in such a way that the free ground surface continuously merges into the other part of the dry workpiece contact surface.