DE2621702A1

DE2621702A1 - Spreizbarer dorn

Info

Publication number: DE2621702A1
Application number: DE19762621702
Authority: DE
Inventors: Mirko Pollak
Original assignee: Tobler SAS
Current assignee: Tobler SAS
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1976-12-23
Also published as: FR2314008B1; DE7615499U1; DE2621702C2; FR2314008A1

Description

Spreizbarer Dorn

Die Erfindung betrifft einen spreizbaren Dorn bzw. ein expansibles Spannfutter ( un mandrin expansible ) mit einem konischen Kolben, der sich ohne Spiel in Richtung der Achse (Längsachse) des Dorns im ebenfalls konischen Innern einer elastischen Büchse mit regelmäßig abwechselnd angeordneten Schlitzen verschieben kann.

Es sind bereits solche elastischen Büchsen verwendenden Dorne bekanntgeworden. Bei diesen Dornen jedoch wird das zu bearbeitende Werkstück gegen einen Lagerungsanschlag für den Rücklauf der Büchse beim Spannen gepreßt; die Konizität des Kolbens ist gegen das freie Ende der Büchse gerichtet; der Kolben ist nicht auswechselbar. Die mit diesen Dornen erhaltenen Ergebnisse sind beachtlich. Allerdings erfüllen sie nicht gleich-609852/0252

zeitig die Forderungen hinsichtlich einer äußerst genauen Präzision im Betrieb; einem unbedingt parallelen Spannen des zu bearbeitenden Werkstüks; der Möglichkeit, ein erhebliches Moment zu übertragen; von großer Kapazität zu sein; sehr einfach, aber robust zu sein und dies alles bei einem niedrigen Herstellungspreis.

Erfindungsgemäß werden überraschend diese Nachteile durch Schaffung eines spreizbaren Dorns der Bauart mit einem konischen Kolben, der sich ohne Spiel im Innern einer ebenfalls konischen Büchse mit abwechselnd angeordneten Schlitzen verschieben kann, dadurch gelöst, daß

- die Büchse an einem ihrer Enden Einrichtungen aufweist, um sich gegen den Körper des Dorns abzustützen;

- der Kolben einen ersten konischen Teil aufweist, der dazu bestimmt ist, sich ohne Spiel im Innern dieser Büchse in Richtung der Achse des Dorns zu verschieben, wobei ein zweiter zylindrischer Teil ohne Spiel in einer zentralen Bohrung des Körpers des Dorns geführt ist und ein dritter Teil eine Verbindung mit der für die Verschiebung des Kolbens sorgenden Verbindung herstellt, wobei der Hub des Kolbens höchstens gleich einer vorbestimmten Entfernung istjund

- daß Einrichtungen vorgesehen sind, um nach Wahl Büchsen unterschiedlicher Durchmesser auf ein und dem gleichen Kolben anzuordnen, wobei der ganze Kolben oder wenigstens sein erster konischer Teil auswechselbar ist.

!fach einer ersten vorzugsweisen Ausführungsform dieser Einrichtungen zum Abstützen der Büchse gegen den Körper

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haben diese die Gestalt eines Bundes, dessen Vorderfläche durch eine ringförmige Platte gehalten ist, die am Umfang gegen den Körper des Dorns gehalten ist, wobei die zentrale Öffnung dieser Platte einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer als der Durchmesser der Büchse vor dem Spannen ist, wobei diese Platte derart gebildet und auf dem Dorn angeordnet ist, daß sie gleichzeitig als Stützfläche für das zu bearbeitende Werkstück als auch als Haltefläche der Büchse während des lösens dient.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Abstützung der Büchse gegen den Körper des Dorns gebildet durch einen Bund oder eine Rippe, die gegen die Achse der Büchse weist, wobei Bund oder Rippe in einer entsprechenden Hut gelagert sind, die in einem Teil des Körpers des Dorns ausgespart ist, welcher gegen das Innere dieser Büchse vorsteht.

Nach einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Abstützung der Büchse gegen den Dornkörper in form eines Bundes oder einer Rippe, die einen integralen Bestandteil ( oder fest verbunden ist mit ) des Teils des Körpers ausmacht, der gegen das Innere der Büchse vorsteht, wobei Bund oder Rippe in einer entsprechenden im Innern der Büchse ausgesparten Nut gelagert sind.

Bei diesen beiden letztgenannten Ausführungsformen ist die Verwendung einer Halteplatte für den Bund der Büchse nicht notwendig.

Zweckmäßig können Büchse und oder Kolben drehfest gemacht werden, wobei dem Kolben die Möglichkeit gelassen wird,

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- 4 sich axial zu verschieben.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert werden, in der:

Pig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;und in der die

Pig. 2 und 3 ein Detail von zwei unterschiedlichen Ausführungsformen erkennen lassen.

In Pig. 1 zeigt der Seil oberhalb der Linie I - I einen Halbdorn nach der Erfindung, bei welchem die elastische Büchse einen relativ geringen Außendurchmesser aufweist, während der unterhalb dieser Linie in Richtung II - II gelegene untere Teil die Hälfte eines Domes erkennen läßt, der die gleichen Abmessungen wie der in I - I gezeigte aufweist, jedoch mit einem größeren Kolben ausgestattet ist und der diesmal eine Büchse mit einem größeren Außendurchmesser trägt. Gleiche Teile und Organe tragen in den Teilen I - I bzw. II - II die gleichen Bezugszeichen.

Die Pig. 2 und 3 zeigen ein Detail zweier unterschiedlicher Ausführungsformen. Nach einer Ausführungsform wird die Abstützung der Büchse 5 gegen den Dornkörper 1 durch einen Bund oder eine Rippe 11 gebildet, die gegen die Achse der Büchse gerichtet ist, wobei dieser Bund in einer entsprechenden Mut gelagert ist, die in einem Teil I¹ des Körpers des Dorns 1 ausgespart ist, welcher in

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das Innere dieser Büchse vorsteht, wie Pig. 2 erkennen läßt.

Nach der Ausführungsform der Pig. 3 besteht die Abstützung der Büchse 5 gegen den Körper 1 des Dorns aus einem Bund 12, der einen integralen Bestandteil dieses Teiles I¹ des Körpers 1 "bildet oder fest mit diesem verbunden ist, des Körpers, der in das Innere der Büchse vorsteht, wobei dieser Bund in einer entsprechenden im Innern der Büchse ausgesparten Nut gelagert ist.

Bei diesen Ausführungsformen ist die Verwendung einer Haltplatte für den Bund der Büchse nicht notwendig.

Im einzelnen weist nach Fig. 1 der Dorn nach der Erfindung einen Dornkörper 1 mit einer längs der Achse (Längsachse) verlaufenden zentralen Bohrung auf, wobei der Durchmesser d-, ihres vorderen Teils (des Spannteils) kleiner als der Durchmesser dp ihres hinteren Teils (Betätigungsteils) ist. Ein zylindrischer Teil 2_g eines Kolbens kann sich spielfrei in Richtung der Achse des Dorns in der Bohrung des Körpers verschieben. Dieser zylindrische Teil 2p ist vorne (rechts in der Fig.) mit einem konischen Teil 2.., 2..' und hinten mit einem Gewindeteil 2, verbunden. Der Hub des Kolbens 2 ist maximal gleich einem Spiel "j", das in Abspannstellung des Dorns zwischen der rückseitigen Fläche des konischen Teils 2-,, 2-, ' des Kolbens 2 und der Vorderseite eines Teils I¹ des Körpers 1 existiert, welcher in das Innere der Büchse 5» 5¹ vorsteht. Diese Einrichtungen zur Drehfestmachung des Kolbens 2 sind in folgender Weise ausgeführt:

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Der hintere Teil 2^ des Kolbens 2 ist in die Büchse eingeschraubt; letztere wird durch einen Stift 7 drehfest gemacht, wobei die Büchse 6 und somit der Kolben 2 frei ist, sich in Längsrichtung der Dornachse zu verschieben. Die Büchse 6 ist über irgendeine geeignete Einrichtung mit dem Spannbetätigungsanker verbunden. Der Teil 2-, des Kolbens ist konisch; seine Konizität ist gegen die Rückseite des Dorns (links in der Fig.) gerichtet. Der Kolben ist somit leicht unter Losschrauben seines Teiles 2~ von der Büchse 6 auswechselbar. Im Rahmen der Erfindung kann die Auswechselbarkeit des konischen Teils 2-j, 2-^' des Kolbens 2 durch irgendein geeignetes Mittel ( wie Schrauben, Bajonettverschluß, Verstiften etc.) vorgesehen werden.

Um den konischen Teil 2-,, 2-, · des Kolbens 2 ist konzentrisch ohne Spiel eine elastische Büchse 5» 5^f mit regelmäßig abwechselnd angeordneten Schlitzen vorgesehen, deren Inneres ebenfalls über wenigstens einen Teil ihrer Länge konisch ist, die im wesentlichen der Länge des Teils 2·^ des Kolbens 2 entspricht. Diese Büchse ist an ihrem hinteren Ende mit einem Bund 5-^» 5^ versehen, der sich gegen den Körper 1 des Dornes abstützt. Eine Einrichtung, um die Büchse drehfest zu machen, ist in Form beispielsweise eines Pions 8 vorgesehen, der ihre Orientierung und Drehfestmachung sicher stellt. Dieser Pion durchsetzt den Bund und lagert in einer im Körper 1 ausgesparten Bohrung 10.

Nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist eine ringförmige Platte 4, 4^f an ihrem Umfang mittels Bolzen 9 auf dem Körper 1 befestigt, wobei beliebige

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Distanzeinrichtungen zwischen dieser Platte 4> 4¹ und dem Körper 1 angeordnet sind. Die Dicke "e" dieser Distanzeinrichtungen ist im wesentlichen gleich der Dicke des Bundes S₁, S₁' der Büchse 5»5'. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Distanzeinrichtungen sowie die Platte 8 in Form eines einzigen Bauteils ausgeführt/ Der Durchmesser 2R₁, 2R₁ der zentralen Öffnung der Platte 4, 4¹ ist kleiner als der Außendurchmesser des Bundes 5-,» 5-, ' der Büchse 5, 5^f; In Abspannstellung der Büchse 5» 5¹ ist der Durchmesser 2R₁,, 2R₁J., geringfügig größer als der Außendurchmesser der Büchse 5, 5'.

Die Platte 4, 4¹ dient auch mit ihrer Rückseite als Stütze für das zu bearbeitende Werkstück P, P¹ vor dem Spannvorgang.

Im Betrieb wird zum Spannen des zu bearbeitenden Werkstücks P, P¹ der Kolben axial in Richtung des Pfeiles f maximal bis zur Absorption des Spieles "3" verschoben. Die elastische Büchse 5, 5¹ mit regelmäßig abwechselnden Schlitzen verformt sich mit Präzision radial und konzentrisch bezüglich der Lösungs- oder Abspannstellung, ohne eine axiale Verschiebung auszuführen. Dies ermöglicht es.unter anderem, diesen Dorn für eine Präzisionsbearbeitung zu verwenden, selbst wenn die Stützfläche des Teils P, P¹ nicht in einem Verhältnis senkrecht zur Spannbohrung steht.

Offensichtlich ist es sehr leicht, die Büchsen 5, und die entsprechenden Platten 4, 4¹ für ein und den gleichen Kolben auszuwechseln. Es ist auch leicht, den ganzen Kolben oder wenigstens seinen konischen !Eeil 2-^

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derart auszuwechseln, daß letzterer die günstigste Gestaltgebung und die giinstigstmöglichen Abmessungen zum Aufspannen der zu bearbeitenden Teile P, P¹ aufweist. Es sind also eine Vielzahl von Kombinationen möglich: Kolben 2 - Büchsen 5 - Platten 4 einerseits; und Kolben 2 - Büchsen 5 - Platten 4 andererseits J oder Kolben - Büchsen oder Kolben - Büchsen allein für die Ausführungsformen, bei denen keine Platten 4» 4' (Pig. 2, 3) erforderlich sind. Eine optimale Standardisierung der Kolben 2, der Büchsen 5 und gegebenenfalls der Platten 4 kann in Betracht gezogen und leicht bei geringen Kosten realisiert werden.

Zahlreiche Modifikationen und Verbesserungen können im Rahmen der Erfindung angebracht werden. Beispielsweise können die Büchsen 5, 5' zylindrisch sein oder kanneliert werden und so ein Spannen in den verschiedenen Bohrungsformen (glatt, geräumt etc) ermöglichen.

Auch können am Dorn Zusatzteile vorgesehen sein, durch die eine Aufspannung zwischen Spitzen bzw.eine Spitzenaufspannung, eine eingebaute Aufspannung von Hand (mittels Schlüssel) oder eine mechanische Aufspannung (mittels Feder) möglich wird. Er kann auch mit einer zurückziehbaren Anschlage- oder Lagerungseinrichtung Verwendung finden.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

1, Spreizbarer Dorn mit einem konischen Kolben, aer sich, spielfrei im Innern einer ebenfalls konischen elastischen Büchse mit regelmäßig abwechselnd angeordneten Schlitzen verschieben kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse an einem ihrer Enden Einrichtungen aufweist, um sich gegen den Körper des Dorns abzustützen; daß der Kolben aufweist:

- einen ersten konischen.Teil, der spielfrei im Innern dieser Büchse in Richtung der Dornachse verschiebbar ist;

- einen zweiten zylindrischen Teil, der spielfrei in einer zentralen Bohrung des Dornkörpers verschiebbar ist und einen dritten,eine Verbindung mit der für die Verschiebung des Kolbens sorgenden Vorrichtung bildenden Teil aufweist, wobei der Hub des Kolbens höchstens gleich einer vorbestimmten Strecke ist;

- und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um nach Wahl Büchsen unterschiedlicher Durchmesser auf ein und dem gleichen Kolben anzubringen, wobei der gesamte Kolben oder wenigstens sein erster konischer Teil auswechselbar ist.

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der sich auf den Dornkörper stützenden Büchse in Form eines Bundes oder einer Rippe ausgeführt ist, dessen oder deren Vorderseite durch eine ringförmige an ihrem Umfang auf dem Dornkörper befestigte Platte gehalten ist, wobei die zentrale Öffnung dieser Platte einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer als der Durchmesser der Büchse Vor dem Spannen ist, wo-

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bei die Platte auf dem Dorn derart angeordnet ist, daß sie gleichzeitig als Stützfläche für das zu bearbeitende Werkstück als auch zum Halten der Büchse während des Lösens oder Entspannens dient.

5. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Büchse (5) gegen den Dornkörper (1) durch einen gegen die Achse der Büchse weisenden Bund oder eine solche Rippe (11) gebildet ist, wobei der Bund in einer entsprechenden Nut gelagert ist, die in einem Teil (l¹) des Dornkörpers (l) ausgearbeitet ist, der in das Innere dieser Büchse vorragt (Pig.2).

4. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Büchse (5) auf dem Dornkörper (1) durch einen Bund (12) gebildet ist, der aus einem Stück mit dem Teil (I¹) des in das Innere der Büchse vorragenden Dornkörpers (1) ausgebildet ist oder fest mit diesem verbunden ist, wobei der Bund in einer entsprechenden im Innern der Büchse (Fig.3) ausgesparten Nut gelagert ist.

5. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4»dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität des ersten konischen Teils (2-j) des Kolbens gegen den Dornkörper (1) gerichtet ist.

6. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Teil des Kolbens (2,) in lösbarer Weise mit einem Übergangsstück oder einer Büchse verbunden ist, die im Körper des Dorns in Richtung

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seiner Längsachse verschiebbar ist, wobei dieses Übergangsstück mit dem die Kolbenverschiebung bewirkenden Zuganker verbunden ist.

7. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolbenteil (2-,) lösbar mit dem zweiten Kolbenteil (2„) verbunden ist, wobei der dritte Kolbenteil (2^) mit dem für die Verschiebung des Kolbens sorgenden Zuganker über geeignete Einrichtungen verbunden ist.

8. Dorn nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Drehung des Kolbens zu verhindern.

9. Dorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen durch einen Stift (7) oder dergleichen gebildet sind, der dieses Übergangsstück drehfest macht, aber seine Axial-Yersehiebung zuläßt.

10. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d-^) des zweiten Teils (2₂) des Kolbens größer als der des dritten Teils (d,), jedoch kleiner als der Außendurchmesser (d₂) des Übergangsstück oder der Büchse (6) ist.

11. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Drehung der Büchse zu verhindern.

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12. Dorn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung in Form wenigstens eines der Drehfestmachung dienenden Pions ausgebildet ist, der den Bund der Büchse durchsetzt und in einer im Dornkörper ausgesparten Bohrung lagert.

13. Dorn nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ringplatte an ihrem Umfang auf dem Dornkörper über ein oder mehrere Distanzteile verbunden ist, wobei die Dicke dieser Distanzteile derart ist, daß die Innenfläche der Platte sich gegen die Außenfläche des Bundes der Büchse abstützt.

14. Dorn nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Distanzteile in einem Stück mit der Eingplatte (4) ausgebildet sind.

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