WO2017102558A1 - Spannvorrichtung für werkstücke - Google Patents

Spannvorrichtung für werkstücke Download PDF

Info

Publication number
WO2017102558A1
WO2017102558A1 PCT/EP2016/080321 EP2016080321W WO2017102558A1 WO 2017102558 A1 WO2017102558 A1 WO 2017102558A1 EP 2016080321 W EP2016080321 W EP 2016080321W WO 2017102558 A1 WO2017102558 A1 WO 2017102558A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clamping element
balls
clamping
ball cage
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/080321
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Knäbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2017102558A1 publication Critical patent/WO2017102558A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/40—Expansion mandrels
    • B23B31/4006—Gripping the work or tool by a split sleeve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/2012—Threaded cam actuator
    • B23B31/20125—Axially fixed cam, moving jaws

Definitions

  • the invention relates to a device for excitingly receiving a workpiece to be machined and / or measured concentrically rotating about the rotation axis of a machine, comprising a clamping element having a conical annular surface, a support element having an identically conical surface and a two parts in the axial direction to each other displacing clamping member, wherein the clamping element has at least one slot extending in the axial direction.
  • mandrels which consist of a support member and a workpiece receiving clamping element.
  • the support element has a conical surface and the clamping element is provided with an identical, conical surface.
  • the clamping element has at least one slot extending in the axial direction.
  • the support member may be formed either like a spine or a sleeve, so that workpieces can be stretched either from the inside or from the outside.
  • the axial displacement of the clamping element on or in the support element has a very high sliding friction, which leads to a high wear of these elements and thus to a further impairment of concentricity and on the other, especially at a small cone angle, to overcome the Stiction when relaxing the workpiece requires very complex measures.
  • the present invention is therefore based on the object to improve the known clamping device to the effect that in a simple, inexpensive and inventive device, the concentricity of the clamping element largely retained and independent of the clamping range and the clamping force or is reproducible and the frictional forces are greatly reduced, also to minimize wear, and thus to create a highly accurate, practical clamping device with a much longer life.
  • the clamping element on the conical surface of the clamping element in the same way conical and stocked with a plurality of balls of the same diameter Ball cage bears and the clamping element is connected via the balls with the cone having the same surface of the support member frictionally.
  • the balls are arranged in axial rows.
  • the clamping element can be present on both sides of the rows of balls to form flexurally elastic transitions between the rows of balls supporting webs recesses.
  • the distributed over the outer and / or inner diameter recesses may be formed equal to each other and at the same distance from the opposite surface of the clamping element.
  • This configuration of the device ensures that the clamping element on the rows of balls similar to the support element supported, even at small cone angles, almost frictionless and exactly concentric on the support member and easily move away from him again, that the wear, the running accuracy and the life of a high-quality linear ball guide corresponds, and that can be sealed by the design and arrangement of the ball cage, the slot of the clamping element in a meaningful way.
  • the clamping element has two slits extending in the axial direction, which can be offset by 180 ° in the circumferential direction.
  • the clamping element can thus consist of two identically designed clamping element shells, which can be connected to each other, for example, via separate clamping elements.
  • each clamping element shell in each clamping element shell an anti-rotation lock can preferably be introduced relative to the supporting element.
  • a corresponding recess for the rotation is preferably in a plane of symmetry of the clamping element shell.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section running parallel to the axis but offset by 90 ° through the clamping device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a cross section through the tensioning device according to FIG. 1 in the middle region of the tensioning element, FIG.
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a longitudinally slotted ball cage
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a further clamping device for receiving workpieces with a bore according to the invention
  • Figure 6 shows a cross section through the clamping device according to Figure 5 in the central region of the clamping element.
  • the clamping device 1 shown in Figures 1 and 2 of the drawing consists of a trained as a mandrel support member 5, which has a conical outer surface 5a.
  • the cone has a cone angle of 1 ° to 12 °, preferably 6 ° (inclination angle 3 °), on.
  • the thicker end of the support member 5 is made in the illustrated embodiment in one piece with a flange formed as a connecting part 9, via which the support member 5 can be flanged to a correspondingly formed part, for example, the spindle of a lathe.
  • connection part 9 for example, four radial threaded holes 9 a are incorporated, which can accommodate 10 known per se screws.
  • the connecting part 9 and thus the pin-like support member 5 are aligned exactly to the axis of rotation of the machine.
  • ring spring-like ball cage 7 On the conical surface 5a of the support member 5 is provided with a slot 7b, ring spring-like ball cage 7 according to the figure 4 attached, which has a conical, a truncated cone corresponding shape with a cone angle of preferably 6 °.
  • the ball cage 7 may consist of a metallic material as well as of suitable plastic, for example Teflon.
  • a plurality of openings 7c are provided, which are arranged distributed in a plurality of circumferential rows over the entire surface of the ball cage 7 mirror images aligned with each other and each receive a ball 6 made of hardened steel, carbide or ceramic.
  • These preferably designed as precision balls balls 6 have, for example, a diameter of 1, 0 to 4.0 mm and are usefully used with grease in the openings 7c of the ball cage 7.
  • the number of openings 7c and thus the number of balls 6 is always dependent on the clamping diameter of the clamping device 1 and is in the illustrated embodiment at about 120th
  • the distance between the individual openings 7c and the balls 6 should be as small as possible in order to distribute the clamping force evenly over as large a number of balls 6 as possible and thus to be able to keep the surface pressure low despite high clamping force.
  • the formed as a slotted annular spring-like sleeve ball cage 7 is dimensioned so that it applies with a corresponding bias to the conical surface 4a of a provided with a slot 4b clamping element 4 and the slot 4b covering it.
  • no openings 7c or balls 6 are provided to a diametrical arrangement of the slots 4b, 7b of Clamping element 4 and the ball cage 7 to ensure a sufficiently large coverage of the slot 4b of the clamping element 4 and so as to achieve one of the bias and the nature, in particular the roughness, both surfaces 4a, 7a corresponding radial seal.
  • FIG. 1 illustrates the diametrical arrangement of the slots 4b, 7b of the clamping element 4 and the ball cage 7
  • Fig. 2 shows the axial arrangement of the rows of balls 6a and two axial stops 12 for a male, here not shown workpiece.
  • Figures 1 and 2 also show that the clamping element 4 and the ball cage 7 advantageously have the same length and can be pushed together by the trained as a screw 3a with a disk clamping member 3 axially on the conically increasing outer diameter of the support member 5.
  • a rubber-elastic spring ring 11 for example Vulkollan, which is supported on the one hand on an end face of the connecting part 9 and on the other hand on the end faces of the clamping element 4 and the ball cage 7 and so the axial seal in this area takes over.
  • the clamping element 4 has, as Figure 3 shows, parallel to the rows of balls 6a extending recesses 4c, so that on both sides of the rows of balls 6a bending elastic transitions 4d arise, which ensure that the clamping element 4 on the remaining webs 4e and the rows of balls 6a similar link chain is supported on the support member 5 and so exactly concentric to the rotation axis 2 expand or compress and the clamping force is distributed evenly on all balls 6.
  • FIG. 5 shows another embodiment according to the invention in longitudinal section.
  • the support element 5 essentially corresponds to the support element 5 in FIG. 1.
  • the support element 5 is provided with a threaded section 8, equipped with a keyway 5b and drilled through more.
  • the connecting part 9 also substantially corresponds to the connecting part 9 in the form of a flange in FIG. 1. However, it can also be designed as a mandrel with a steep taper shank, Morse taper shank or the like.
  • Between the threaded portion 8 and the clamping element 4 is an intermediate disc 14 for relaxing a workpiece, not shown here.
  • the delivery of the threaded ring 13 for clamping and relaxing the workpiece can be done manually as well as by machine.
  • the outer circumferential surface of the threaded ring 13 may be provided with grooves, bores, a toothing, a friction lining or formed as a friction surface.
  • the sealing elements 16 arranged on both sides of the threaded ring 13 are designed such that they can compensate for the offset in the axial and tangential direction resulting during clamping and unclamping of the workpiece and thus ensure a secure sealing of the device in this area.
  • seals 17 are provided, which are received by the washer 14 and slide on the stops 12. To drop the seals To prevent 17, expansion rings 18 can be inserted into the washer 14.
  • sealing washers 19, not shown here, can also be assigned to the mutual end faces of the tensioning element 4.
  • the ball cage 7 differs from the ball cage 7 according to Figure 1 in that it is made of a rubber-elastic material and it has a web 7d, which forms a form-fitting manner on the two-sided walls of the slightly widened slot 4b and seals it.
  • the slot 4b opposite a further recess 4f is incorporated into the clamping element 4, in which a fastened to the support member 5 feather-like anti-rotation lock 20 is fitted.
  • the clamping element 4 may be recessed in the region of the conical surface 4a, so that only certain sections of the clamping element 4 have the webs 4e supporting the balls 6. If necessary, however, two or more clamping elements 4 of the same or different diameters can be assigned to a support element 5, so that accordingly Extremely long mandrels or step mandrels are created.
  • the clamping element 4 can, as shown, manufactured as a single part, but also be composed of several parts. Depending on the configuration of the clamping element 4 and the ball cage 7, it is possible not only to clamp workpieces with cylindrical bore or cylindrical pin or neck exactly, but also to fix in the same way profiled hubs and profiled pin exactly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur spannenden Aufnahme eines zu bearbeitenden und/oder zumessenden, sich dazu konzentrisch um die Rotationachse (2) einer Maschine drehenden Werkstücks, bestehend aus einem eine konische Ringfläche (4a) aufweisenden Spannelement (4), einem Stützelement (5) mit einer identisch konischen Fläche (5a) und einem die beiden Teile in axialer Richtung zueinander verschiebenden Spannglied (7), wobei das Spannelement (4) mindestens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz (4b) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der konischen Fläche (4a) des Spannelementes (4) ein in gleicher Weise konischer und mit einer Vielzahl von Kugeln (6) gleichen Durchmessers bestückter ringfederähnlicher Kugelkäfig (7) anliegt und das Spannelement (4) über die Kugeln (6) mit der den gleichen Konus aufweisenden Fläche (5a) des Stützelements (5) kraftschlüssig verbunden ist.

Description

Spannvorrichtung für Werkstücke
Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur spannenden Aufnahme eines zu bearbeitenden und/oder zu messenden, sich dazu konzentrisch um die Rotationachse einer Maschine drehenden Werkstücks, bestehend aus einem eine konische Ringfläche aufweisenden Spannelement, einem Stützelement mit einer identisch konischen Fläche und einem die beiden Teile in axialer Richtung zueinander verschiebenden Spannglied, wobei das Spannelement mindestens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz aufweist.
Zur Aufnahme von Werkstücken, die über eine zentrale Öffnung verfügen und sehr genau bearbeitet und/oder nach ihrer Bearbeitung überprüft werden müssen, sind sogenannte Spanndorne bekannt, die aus einem Stützelement und einem das Werkstück aufnehmenden Spannelement bestehen. Dabei weist das Stützelement eine konische Fläche auf und das Spannelement ist mit einer identischen, konischen Fläche versehen. Ferner besitzt das Spannelement mindestens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz. Mittels eines Spanngliedes kann nun das Spannelement gegenüber dem Stützelement axial verschoben werden. Durch die Konizität führt dies zu einer Änderung des Durchmessers des Spannelementes und damit zu einem Festspannen des auf dem Spannelement befindlichen Werkstückes. Das Stützelement kann dabei entweder dornartig oder hülsenartig ausgebildet sein, so dass Werkstücke entweder von innen oder von außen gespannt werden können. Bei diesen bekannten Spannvorrichtungen wird es als nachteilig angesehen, dass die zum Spannen eines Werkstücks erforderliche Durchmesseränderung des Spannelementes aus dem ursprünglich kreisrunden Querschnitt des Spannelements einen vom Spannbereich und der Spannkraft abhängigen unrunden Querschnitt mit versetzen Zentrum entstehen lässt. Dies hat zufolge, dass dadurch die ursprünglich vollflächige Auflage des Spannelementes auf dem Stützelement verloren geht und eine nicht kontrollier- und nicht reproduzierbare Rundlaufabweichung entsteht. Darüber hinaus hat die axiale Verschiebung des Spannelementes auf bzw. in das Stützelement eine sehr hohe Gleitreibung zufolge, die zum einen zu einem hohen Verschleiß dieser Elemente und damit zur einer weiteren Beeinträchtigung der Rundlaufgenauigkeit führt und zum anderen, insbesondere bei kleinem Kegelwinkel, zur Überwindung der Haftreibung beim Entspannen des Werkstücks sehr aufwendige Maßnahmen erforderlich macht.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Spannvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass bei einer einfachen, preiswerten und erfindungsgemäßen Vorrichtung die Konzentrizität des Spannelementes weitestgehend und unabhängig vom Spannbereich und der Spannkraft erhalten bleibt bzw. reproduzierbar ist und die Reibkräfte stark reduziert werden, um auch den Verschleiß zu minimieren, und damit eine hochgenaue, praxisgerechte Spanneinrichtung mit wesentlich höherer Lebensdauer zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe bzw. zur Erlangung wenigstens einer der im vorhergehenden Absatz genannten Ziele wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, dass auf der konischen Fläche des Spannelementes ein in gleicher Weise konischer und mit einer Vielzahl von Kugeln gleichen Durchmessers bestückter Kugelkäfig anliegt und das Spannelement über die Kugeln mit der den gleichen Konus aufweisenden Fläche des Stützelements kraftschlüssig verbunden ist. Vorzugsweise sind die Kugeln in axialen Reihen angeordnet. Im Spannelement können beidseitig der Kugelreihen zur Bildung biegeelastischer Übergänge zwischen den die Kugelreihen abstützenden Stege Ausnehmungen vorhanden sein. Die über den Außen- und/oder Innendurchmesser verteilten Ausnehmungen können untereinander gleich und mit gleichem Abstand zur gegenüberliegenden Fläche des Spannelements ausgebildet sein. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung wird erreicht, dass sich das Spannelement über die Kugelreihen gliederkettenähnlich am Stützelement abstützt, auch bei kleinen Kegelwinkeln, nahezu reibungsfrei und exakt konzentrisch auf das Stützelement zu und von ihm wieder leicht weg bewegen lässt, dass der Verschleiß, die Laufgenauigkeit sowie die Lebensdauer einer hochwertigen linearen Kugelführung entspricht, und dass durch die Ausgestaltung und Anordnung des Kugelkäfigs der Schlitz des Spannelementes in sinnvoller Weise abgedichtet werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Spannelement zweL in axialer Richtung verlaufende Schlitze auf, die in Umfangsrichtung gesehen um 180° versetzt sein können. Das Spannelement kann somit aus zwei gleich ausgebildete Spannelementschalen bestehen, die beispielsweise über gesonderte Klammerelemente miteinander verbunden sein können.
Soweit das Spannelement nur einen Schlitz aufweist, kann dem Schlitz diametral gegenüberliegend eine Verdrehsicherung für das Spannelement gegenüber dem Stützelement einbringbar sein. Bei dem Ausführungsbeispiel mit den zwei Spannelementschalen ist bevorzugt jeweils in jede Spannelementschale eine Verdrehsicherung gegenüber dem Stützelement einbringbar. Eine entsprechende Aussparung für die Verdrehsicherung liegt vorzugsweise in einer Symmetrieebene der Spannelementschale. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 offenbart. Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben werden nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Spannvorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken mit einer Bohrung gemäß der Erfindung,
Figur 2 einen zur Achse parallel verlaufenden, jedoch um 90° versetzen Längsschnitt durch die Spannvorrichtung entsprechend Fig. 1 ,
Figur 3 einen Querschnitt durch die Spannvorrichtung entsprechend Figur 1 im mittleren Bereich des Spannelements,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines längsgeschlitzten Kugelkäfigs,
Figur 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Spannvorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken mit einer Bohrung gemäß der Erfindung,
Figur 6 einen Querschnitt durch die Spannvorrichtung entsprechend Figur 5 im mittleren Bereich des Spannelements.
Die in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung dargestellte Spannvorrichtung 1 besteht aus einem als Dorn ausgebildeten Stützelement 5, das eine konische Außenfläche 5a besitzt. Dabei weist der Konus einen Kegelwinkel von 1 ° bis 12°, vorzugsweise 6° (Neigungswinkel 3°), auf. Das dickere Ende des Stützelements 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit einem als Flansch ausgebildeten Anschlussteil 9 gefertigt, über welches das Stützelement 5 an einem entsprechend ausgebildeten Teil, beispielsweise der Spindel einer Drehmaschine, angeflanscht werden kann. In dem Anschlussteil 9 sind beispielsweise vier radiale Gewindebohrungen 9a eingearbeitet, die an sich bekannte Stellschrauben 10 aufnehmen können. Über diese Stellschrauben 10 kann das Anschlussteil 9 und damit das dornartige Stützelement 5 zur Rotationsachse der Maschine genau ausgerichtet werden. Auf der konisch verlaufenden Fläche 5a des Stützelements 5 ist ein mit einem Schlitz 7b versehener, ringfederähnlicher Kugelkäfig 7 gemäß der Figur 4 aufgesteckt, der eine konische, einer Kegelstumpfhülse entsprechende Form mit einem Kegelwinkel von vorzugsweise 6° besitzt. Der Kugelkäfig 7 kann sowohl aus einem metallischen Werkstoff als auch aus geeignetem Kunststoff, beispielsweise aus Teflon bestehen. In diesem Kugelkäfig 7 sind eine Vielzahl von Öffnungen 7c vorgesehen, die in mehreren umlaufenden Reihen über die gesamte Oberfläche des Kugelkäfigs 7 spiegelbildlich zueinander ausgerichtet verteilt angeordnet sind und die jeweils eine Kugel 6 aus gehärtetem Stahl, Hartmetall oder Keramik aufnehmen. Diese vorzugsweise als Präzisionskugeln ausgebildeten Kugeln 6 haben beispielweise einen Durchmesser von 1 ,0 bis 4,0 mm und werden sinnvollerweise mit Fett in die Öffnungen 7c des Kugelkäfigs 7 eingesetzt. Die Anzahl der Öffnungen 7c und damit die Anzahl der Kugeln 6 ist immer vom Spanndurchmesser der Spannvorrichtung 1 abhängig und liegt im gezeichneten Ausführungsbeispiel bei etwa 120.
Der Abstand zwischen den einzelnen Öffnungen 7c bzw. den Kugeln 6 sollte möglichst gering sein, um die Spannkraft auf eine möglichst große Anzahl von Kugeln 6 gleichmäßig zu verteilen und damit die Flächenpressung trotz hoher Spannkraft gering halten zu können. Der als geschlitzte ringfederähnliche Hülse ausgebildete Kugelkäfig 7 ist so dimensioniert, dass er sich mit einer entsprechenden Vorspannung an die konische Fläche 4a eines mit einem Schlitz 4b versehenen Spannelements 4 anlegt und den Schlitz 4b damit abdeckt. Längs des Schlitzes 4b und im gegenüberliegenden Bereich des Kugelkäfigs 7, in dem eine hier nicht dargestellte Verdrehsicherung des Spannelements 4 zum Stützelement 5 vorgesehen werden kann, sind keine Öffnungen 7c bzw. Kugeln 6 vorzusehen, um bei einer diametralen Anordnung der Schlitze 4b, 7b des Spannelementes 4 und des Kugelkäfigs 7 auch eine ausreichend große Abdeckung des Schlitzes 4b des Spannelementes 4 gewährleisten zu können und um so eine der Vorspannung und der Beschaffenheit, insbesondere der Rauheit, beider Flächen 4a, 7a entsprechende radiale Abdichtung zu erzielen.
Während die Fig. 1 die diametrale Anordnung der Schlitze 4b, 7b des Spannelementes 4 und des Kugelkäfigs 7 veranschaulicht, zeigt die Fig. 2 die axiale Anordnung der Kugelreihen 6a und zwei axiale Anschläge 12 für ein aufzunehmendes, hier aber nicht dargestelltes Werkstück. Die Figuren 1 und 2 zeigen ferner, dass das Spannelement 4 und der Kugelkäfig 7 vorteilhaft die gleiche Länge haben und gemeinsam von der als Schraube 3a mit einer Scheibe ausgebildeten Spanngliedes 3 axial auf den konisch ansteigenden Außendurchmesser des Stützelementes 5 geschoben werden können. An der gegenüberliegenden Stirnfläche des Spannelements 4 und des Kugelkäfigs 7 befindet sich ein gummielastischer Federring 11 , beispielsweise aus Vulkollan, der sich einerseits an einer Stirnfläche des Anschlussteils 9 und andererseits an den Stirnflächen des Spannelements 4 und des Kugelkäfig 7 abstützt und so auch die axiale Abdichtung in diesem Bereich übernimmt.
Das Spannelement 4 weist, wie Figur 3 zeigt, parallel zu den Kugelreihen 6a verlaufende Ausnehmungen 4c auf, so dass beidseitig der Kugelreihen 6a biegeelastische Übergänge 4d entstehen, die dafür sorgen, dass sich das Spannelement 4 über die verbleibenden Stege 4e und die Kugelreihen 6a gliederkettenähnlich am Stützelement 5 abstützt und sich so exakt konzentrisch zur Rotationsachse 2 aufweiten oder zusammendrücken lässt und die Spannkraft auf alle Kugeln 6 gleichmäßig verteilt wird.
Die Figur 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung im Längsschnitt. Das Stützelement 5 entspricht im Wesentlichen dem Stützelement 5 in Figur 1. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Figur 1 ist das Stützelement 5 jedoch mit einem Gewindeabschnitt 8 versehen, mit einer Passfedernut 5b ausgestattet und größer durchbohrt. Auch das Anschlussteil 9 entspricht im Wesentlichen dem als Flansch ausgebildeten Anschlussteil 9 in der Figur 1. Es kann aber auch als Dorn mit einem Steilkegelschaft, Morsekegelschaft oder dgl. ausgebildet sein. Zwischen dem Gewindeabschnitt 8 und dem Spannelement 4 befindet sich eine Zwischenscheibe 14 zum Entspannen eines hier nicht dargestellten Werkstücks. Dies geschieht dadurch, dass durch das Drehen eines auf dem Gewindeabschnitt 8 aufgeschraubten Gewinderings 3 die Zwischenscheibe 14 gegen die ihr zugewandten Stirnfläche des Spannelements 4 und damit gegen die Kraft der als Spannglied 3c eingesetzten Feder 15 drückt und das Spannelement so weit axial verschiebt, bis das Werkstück entspannt ist und entnommen werden kann. Nachfolgend kann in dieser Anordnung das nächste Werkstück auf das Spannelement 4 aufgesteckt und in umgekehrter Reihenfolge gespannt werden. Das heißt durch Drehen des Gewinderings 13 in die entgegengesetzte Richtung wird das Spannelement 4 und die Zwischenscheibe 14 mit der Vorspannkraft der als Spannelement 3c wirksamen Feder 15 so weit zurück gestellt, bis sich das auf den Kegel des Stützelements 5 auflaufende Spannelement 4 so weit aufgeweitet hat, dass das Werkstück bei axialer Anlage an den Anschlägen 12 wieder gespannt ist.
Durch den Einsatz der Feder 15 als Spannglied wird eine nahezu konstante, vom Bediener unabhängige sowie unbeeinflussbare Spannkraft erzielt und jegliche Überbeanspruchung des Spannelementes 4, wie sie beispielsweise beim Einsatz einer als Spannglied 3 eingesetzten Schraube 3a oder Mutter 3b bei fehlenden Werkstück entstehen kann, vermieden. Damit ist aber auch eine Überbelastung der Kugelkontaktflächen durch ein zu starkes Anziehen einer als Schraube 3a oder Mutter 3b ausgebildeten Spanngliedes 3 ausgeschlossen.
Die Zustellung des Gewinderings 13 zum Spannen und Entspannen des Werkstücks kann manuell wie auch maschinell erfolgen. Je nach der vorgesehenen Betätigungsart kann die äußere Mantelfläche des Gewinderings 13 mit Nuten, Bohrungen, einer Verzahnung, einem Reibbelag versehen oder als Reibfläche ausgebildet werden. Die beidseitig des Gewinderings 13 angeordneten Dichtelemente 16 sind so ausgelegt, dass sie den sich beim Spannen und Entspannen des Werkstücks ergebenden Versatz in axialer und tangentialer Richtung ausgleichen können und so für eine sichere Abdichtung der Vorrichtung in diesem Bereich sorgen.
Im Bereich der die Zwischenscheibe 14 durchdringenden Anschläge 12 sind Dichtungen 17 vorgesehen, die von der Zwischenscheibe 14 aufgenommen werden und auf den Anschlägen 12 gleiten. Um ein Herausfallen der Dichtungen 17 zu verhindern, können Spreizringe 18 in die Zwischenscheibe 14 eingesetzt werden.
Des Weiteren können auch hierbei nicht dargestellte Dichtscheiben 19 den beiderseitigen Stirnflächen des Spannelements 4 zugeordnet werden.
Die Figur 6 zeigt einen Schnitt durch die Spannvorrichtung im mittleren Bereich des Spannelements 4. Auch dieses Spannelement 4 weist parallel zu den Kugelreihen 6a verlaufende Ausnehmungen 4c auf, so dass auch hierbei beidseitig der Kugelreihen 6a biegeelastischer Übergänge 4d entstehen, die dafür sorgen, dass sich das Spannelement 4 über die verbleibenden Stege 4e und die Kugelreihen 6a gliederkettenähnlich am Stützelement 5 abstützt und damit die Spannkraft auf alle Kugeln 6 gleichmäßig verteilt wird. Der Kugelkäfig 7 unterscheidet sich vom Kugelkäfig 7 gemäß Figur 1 dadurch, dass er aus einem gummielastischen Material hergestellt ist und er einen Steg 7d aufweist, der sich formschlüssig an die beidseitigen Wandungen des etwas verbreiterten Schlitz 4b anlegt und ihn damit abdichtet. Dem Schlitz 4b gegenüber ist eine weitere Ausnehmung 4f in das Spannelement 4 eingearbeitet, in die eine am Stützelement 5 befestigte passfederähnliche Verdrehsicherung 20 eingepasst ist.
Auf Grund der guten Rundlauf-Reproduzierbarkeit eines sich derartig kettengliedähnlichen, auf dem Stützelement 5 abstützenden Spannelementes 4 ist es möglich die Rundlaufabweichung einer spielfrei gelagerten Messmaschinenspindel einschließlich der auch nur geringen fertigungsbedingten Rundlaufabweichung der Spanneinrichtung 1 messtechnisch zu erfassen und als Kompensationsgröße in die Messwertauswertung mit einzubeziehen. Je nach Bedarf kann das Spannelement 4 im Bereich der konischen Fläche 4a ausgespart sein, so dass nur bestimmte Abschnitte des Spannelementes 4 über die die Kugeln 6 abstützenden Stege 4e verfügen. Bedarfsweise können aber auch zwei oder mehrere Spannelemente 4 gleichen oder unterschiedlichen Durchmessers einem Stützelement 5 zugeordnet werden, so dass entsprechend extrem lange Spanndorne bzw. Stufenspanndorne entstehen. Das Spannelement 4 kann wie aufgezeigt als Einzelteil fertigt, aber auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Je nach Ausgestaltung des Spannelements 4 und des Kugelkäfigs 7 ist es möglich, nicht nur Werkstücke mit zylindrischer Bohrung oder zylindrischen Zapfen bzw. Ansatz exakt spannen zu können, sondern in gleicher weise auch profilierte Naben und profilierter Zapfen exakt zu fixieren.
Bezugszeichenliste
1 Spannvorrichtung
2 Rotationsachse
3 Spannglied
3a Spannglied mit Schraube
3b Spannglied mit Mutter
3c Spannglied mit Feder
4 Spannelement
4a konische Fläche des Spannelements
4b Schlitz des Spannelements
4c Ausnehmungen am Umfang des Spannelements
4d biegeelastische Übergänge
4e zwischen den elastischen Übergängen verbleibende Stege
4f Ausnehmung für eine Verdrehsicherung
5 Stützelement
5a konische Fläche des Stützelements
5b Passfedernut
6 Kugeln
6a Kugelreihen
7 Kugelkäfig
7a konische Fläche des Kugelkäfigs
7b Schlitz des Kugelkäfigs
7c Öffnungen im Kugelkäfig
7d Steg zur Abdichtung des Spannelementen-Schlitzes
8 Gewindeabschnitt
9 Anschlussteil
9a Gewindebohrung
10 Stellschrauben
1 1 gummielastischer Federring
12 Anschlag Gewindering Zwischenscheibe Feder
Dichtelemente Dichtung
Spreizring Dichtscheibe Verdrehsicherung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur spannenden Aufnahme eines zu bearbeitenden und/oder zumessenden, sich dazu konzentrisch um die Rotationachse einer Maschine drehenden Werkstücks, bestehend aus einem eine konische Ringfläche aufweisenden Spannelement, einem Stützelement mit einer identisch konischen Fläche und einem die beiden Teile in axialer Richtung zueinander verschiebenden Spannglied, wobei das Spannelement mindestens einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der konischen Fläche (4a) des Spannelementes (4) ein in gleicher Weise konischer und mit einer Vielzahl von Kugeln (6) gleichen Durchmessers bestückter ringfederähnlicher Kugelkäfig (7) anliegt und das Spannelement (4) über die Kugeln (6) mit der den gleichen Konus aufweisenden Fläche (5a) des Stützelements (5) kraftschlüssig verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kugeln (6) in axialen Reihen angeordnet sind, dass im Spannelement (4) beidseitig der Kugelreihen (6a) zur Bildung biegeelastischer Übergänge (4d) zwischen den die Kugelreihen (6a) abstützenden Stege (4e) Ausnehmungen (4c) vorhanden sind, und dass die über den Außen- und/oder im Innendurchmesser verteilten Ausnehmungen (4c) des Spannelementes (4) untereinander gleich und mit gleichem Abstand zur gegenüberliegenden Fläche des Spannelements (4) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kugeln (6) aus Metall, vorzugsweise Hartmetall oder Keramik bestehen und einer einheitlichen hohen Güteklasse zugehörig sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kugeln (6) - ausgenommen im Bereich der Schlitze (4b, 7b) - über den gesamten Umfang des Kugelkäfigs (7) gleichmäßig verteilt und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, und dass in einer Symmetrieebene des Spannelements (4) eine Verdrehsicherung (20) für das Spannelement (4) gegenüber dem Stützelement (5) einbringbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kugelkäfig (7) so ausgebildet ist, dass damit der wenigstens eine Schlitz (4b) des Spannelementes (4) abdichtbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spannglied (3) mit einer Schraube (3a), einer Mutter (3b) oder mit einer Feder (3c/15) ausgestattet ist.
7. Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stützelement (5) direkt oder über einen Gewindeabschnitt (8) einstückig mit einem von der Spindel einer Maschine aufnehmbares oder an der Spindel einer Maschine anflanschbares Anschlussteil (9) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Gewindeabschnitt (8) ein Gewindering (13) zugeordnet ist, über den eine Zwischenscheibe (14) zur Entspannung des Werkstücks gegen das Spannelementes (4) verschiebbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (13) zur manuellen und/oder maschinellen Betätigung über entsprechende Angriffsflächen verfügt und dass dem Gewindering (13) zur Abdichtung der beim Spannen und Entspannen des Werkstücks sich ändernden Spalte zwischen dem Anschlussteil (9) und der Zwischenscheibe (14) entsprechende Dichtelemente (16) zugeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spannelement (4) gemeinsam mit dem Kugelkäfig (7) axial verschiebbar ausgebildet ist und dass deren Stirnflächen jeweils eine Dichtscheibe ( 9) zugeordnet ist.
PCT/EP2016/080321 2015-12-15 2016-12-08 Spannvorrichtung für werkstücke Ceased WO2017102558A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202015008601.2U DE202015008601U1 (de) 2015-12-15 2015-12-15 Spannvorrichtung für Werkstücke
DE202015008601.2 2015-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017102558A1 true WO2017102558A1 (de) 2017-06-22

Family

ID=55358824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/080321 Ceased WO2017102558A1 (de) 2015-12-15 2016-12-08 Spannvorrichtung für werkstücke

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE202015008601U1 (de)
WO (1) WO2017102558A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842606A (zh) * 2019-12-16 2020-02-28 中核(天津)科技发展有限公司 用于薄壁环状零件弧形试样加工的装夹具
CN112091254A (zh) * 2020-08-26 2020-12-18 江西昌河航空工业有限公司 一种内孔夹紧装置
CN115950319A (zh) * 2023-02-13 2023-04-11 安徽天明爆破工程有限公司 一种岩土爆破用爆破管固定装置
JP2025515529A (ja) * 2023-03-27 2025-05-20 江蘇科技大学 パラメータ化されたハーモニック減速機のフレクスプラインの拡張スリーブ治具

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108213480A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种薄壁衬套加工工装
CN107202562B (zh) * 2017-07-31 2021-05-04 中核(天津)科技发展有限公司 一种基于多点支撑内腔式定位的三坐标测量机及测量方法
CN107218912B (zh) * 2017-07-31 2021-05-04 中核(天津)科技发展有限公司 一种基于可胀支撑内腔式定位的三坐标测量机及测量方法
CN107246856B (zh) * 2017-07-31 2021-05-04 中核(天津)科技发展有限公司 一种可胀支撑内腔式筒状件定位装置及定位方法
CN107186653B (zh) * 2017-07-31 2021-05-04 中核(天津)科技发展有限公司 一种多点支撑内腔式筒状件定位装置及定位方法
CN113251892B (zh) * 2021-05-20 2023-04-07 福建威而特旋压科技有限公司 一种高精度皮带轮跳动检具
CN114101504B (zh) * 2021-10-15 2024-01-23 内蒙古工业大学 一种用于金属血管支架热定型的通用工装夹具
CN116174760A (zh) * 2022-11-08 2023-05-30 广东显盛精密机件制造科技有限公司 一种内涨式车削加工工装

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB565256A (en) * 1943-06-10 1944-11-02 Fischer Bearings Company Ltd Improvements relating to mandrels for supporting and driving rotating workpieces
US2819906A (en) * 1953-10-21 1958-01-14 Cushman Chuck Co Collet chuck
US4021051A (en) * 1975-03-08 1977-05-03 Yutaka Seiko Kabushiki Kaisha Chuck for machine tools
US5788249A (en) * 1995-05-26 1998-08-04 Tagami; Tetsuro Cutting tool chuck for chucking cutting tool
US5979267A (en) * 1996-11-12 1999-11-09 Kabushiki Kaisha Kosmek Clamping device
DE102004011727A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky Spannkopf

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB565256A (en) * 1943-06-10 1944-11-02 Fischer Bearings Company Ltd Improvements relating to mandrels for supporting and driving rotating workpieces
US2819906A (en) * 1953-10-21 1958-01-14 Cushman Chuck Co Collet chuck
US4021051A (en) * 1975-03-08 1977-05-03 Yutaka Seiko Kabushiki Kaisha Chuck for machine tools
US5788249A (en) * 1995-05-26 1998-08-04 Tagami; Tetsuro Cutting tool chuck for chucking cutting tool
US5979267A (en) * 1996-11-12 1999-11-09 Kabushiki Kaisha Kosmek Clamping device
DE102004011727A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky Spannkopf

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842606A (zh) * 2019-12-16 2020-02-28 中核(天津)科技发展有限公司 用于薄壁环状零件弧形试样加工的装夹具
CN112091254A (zh) * 2020-08-26 2020-12-18 江西昌河航空工业有限公司 一种内孔夹紧装置
CN115950319A (zh) * 2023-02-13 2023-04-11 安徽天明爆破工程有限公司 一种岩土爆破用爆破管固定装置
JP2025515529A (ja) * 2023-03-27 2025-05-20 江蘇科技大学 パラメータ化されたハーモニック減速機のフレクスプラインの拡張スリーブ治具
JP7741570B2 (ja) 2023-03-27 2025-09-18 江蘇科技大学 ハーモニック減速機のフレクスプラインの拡張スリーブ治具

Also Published As

Publication number Publication date
DE202015008601U1 (de) 2016-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017102558A1 (de) Spannvorrichtung für werkstücke
DE1477279C3 (de) Futter für rotierende Werkzeuge mit einer Spannpatrone
EP0433925A2 (de) Hydraulisches Spannelement
CH688335A5 (de) Vorrichtung zur zerspanenden Bearbeitung.
EP0164582B1 (de) Spannelement zum zentrischen Spannen rotierender Teile
EP2832478B1 (de) Verbindungssystem
EP2736665B1 (de) Spannvorrichtung für eine auswuchtmaschine
EP3412388B1 (de) Innenspannmittel mit gesichertem spannsegmentring
EP2879824B1 (de) Auswucht- oder messadapter
DE69215905T2 (de) Spannvorrichtung für fräser oder ähnliche, anpassbar für verschiedene haltergrössen
DE19807455A1 (de) Spannfutter
DE4209485C2 (de)
EP2890512B1 (de) Spannvorrichtung
EP3792610B1 (de) Wuchtadapter für eine wuchtvorrichtung
EP1837108A1 (de) Membranspannfutter
WO2004009276A1 (de) Verbindung zweier maschinenteile
EP3121574B1 (de) Messrolle zur messung der bandzugspannung
DE2238287B1 (de) Vorrichtung zur Klemmung einer dünnwandigen Werkzeugspindelhülse
EP3064330B1 (de) Verstellbare tasteinrichtung
EP0598289B1 (de) Bolzenförmiges Passelement zum Fixieren, Zentrieren und/oder Positionieren von Passbohrungen aufweisenden Teilen
DE3511580A1 (de) Werkzeug-spannvorrichtung
DE19526755A1 (de) Spannvorrichtung
AT505131B1 (de) Befestigungsring
EP0423657A1 (de) Spannvorrichtung in einer Werkzeugmaschine
DE4101378C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16815774

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16815774

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1