DE102010008872A1

DE102010008872A1 - Hydrodehnspannfutter

Info

Publication number: DE102010008872A1
Application number: DE201010008872
Authority: DE
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-08-25

Abstract

Die Beschreibung zeigt ein Hydrodehnspannfutter umfassend: eine Dehnbuchse 110 zum Einspannen eines Werkzeugs durch Ausdehnung durch Aufnahme eines Fluids, wobei die Ausdehnung rückführbar ist durch Abgabe des Fluids, eine Leitungsbohrung 102, 112 zum Leiten des Fluids, ein Kolbenraum 103 zur Aufnahme des Fluids, wobei der Kolbenraum 103 mit der Dehnbuchse 110 über die Leitungsbohrung 102, 112 verbunden ist, und eine Zugstange 104, wobei die Zugstange 104 derart ausgebildet ist, dass durch eine erste Bewegung der Zugstange 104 das Volumen des Kolbenraums 103 verringerbar ist und durch eine zweite Bewegung der Zugstange 104 das Volumen des Kolbenraums 103 vergrößerbar ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrodehnspannfutter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind Hydrodehnspannfutter bekannt, die sich im Vergleich zu herkömmlichen Spannzangensystemen durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit auszeichnen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Aus- und Einspannen von Werkzeugen bei Hydrodehnspannfuttern erfolgt durch die Verwendung von Schlüsseln, wobei der Maschinenführer (bzw. die Bedienmannschaft) manuell ein Werkzeug, einen Schlüssel, an dem Hydrodehnspannfutter ansetzen muss, um das Umrüsten des Hydrodehnspannfutters vornehmen zu können. Hierdurch kann keine vollautomatische Bearbeitung eines Werkstücks mit unterschiedlichen Werkzeugen erfolgen, da ein Umrüsten nur manuell erfolgen kann.
Der Erfindung liegt daher eine Aufgabe zugrunde, ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung zu stellen, das ein automatisches Umrüsten ermöglicht.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Hydrodehnspannfutter umfassend: eine Dehnbuchse zum Einspannen eines Werkzeugs durch Ausdehnung durch Aufnahme eines Fluids, wobei die Ausdehnung rückführbar ist durch Abgabe des Fluids, eine Leitungsbohrung zum Leiten des Fluids, ein Kolbenraum zur Aufnahme des Fluids, wobei der Kolbenraum mit der Dehnbuchse über die Leitungsbohrung verbunden ist, und eine Zugstange, wobei die Zugstange derart ausgebildet ist, dass durch eine erste Bewegung der Zugstange das Volumen des Kolbenraums verringerbar ist und durch eine zweite Bewegung der Zugstange das Volumen des Kolbenraums vergrößerbar ist.
Erfindungsgemäß wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, das einen Kolbenraum aufweist, dessen Volumen mittels einer Zugstange variierbar ist. Falls die Zugstange von Spannklauen der Motorspindel gegriffen und verschoben wird und hierdurch das Hydrodehnspannfutter in einen gespannten Zustand übergeht, wird der Kolbenraum verkleinert. Hierdurch wird zumindest teilweise das sich im Kolbenraum befindliche Fluid, z. B. Öl, über eine Leitungsbohrung in eine Dehnbuchse (Dehnkammer) gedrückt, wodurch sich die Dehnbuchse ausweiten kann. Falls in der Aufnahme der Dehnbuchse ein Werkzeug eingeführt ist, kann dieses eingespannt werden. Wird die Zugstange von den Spannklauen der Motorspindel freigegeben, vergrößert sich wieder das Volumen des Kolbenraums, wodurch das Fluid aus der Dehnbuchse zurückströmen kann. Die Dehnbuchse zieht sich wieder zurück und gibt das Werkzeug frei, wodurch ein Umrüstvorgang ermöglicht wird.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, wobei die erste Bewegung entgegengesetzt zur zweiten Bewegung gerichtet ist.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, wobei das Hydrodehnspannfutter als Spindelanschluss eine HSK-Schnittstelle aufweist.
Dank einer HSK-Schnittstelle ist ein automatischer Wechsel des Hydrodehnspannfutters möglich, wodurch eine effiziente automatisierte Arbeitsweise sicher gestellt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, wobei die Leitungsbohrung mindestens zwei Abschnitte umfasst, wobei der erste Abschnitt durch eine erste Bohrung herstellbar ist und der zweite Abschnitt durch eine zweite Bohrung herstellbar ist, wobei die erste Bohrung die zweite Bohrung kreuzt.
Vorteilhafterweise wird eine Verbindung für das Fluid zwischen dem Kolbenraum und der Dehnbuchse durch eine Leitung hergestellt, die durch eine Bohrung bzw. mehrere sich kreuzende Bohrungen, insbesondere zwei Bohrungen, fertigungstechnisch einfach und daher kostengünstig zur Verfügung gestellt werden kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, wobei das Hydrodehnspannfutter einen Kolben umfasst, wobei der Kolben im Kolbenraum verschiebbar angeordnet ist.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Hydrodehnspannfutter zur Verfügung gestellt, wobei der Kolben mit der Zugstange mechanisch gekoppelt ist.
Erfindungsgemäß wird ein Kolben mit der Zugstange mechanisch gekoppelt, wodurch der Kolben durch die Zugstange zwangsgesteuert wird. Hierdurch bildet der Kolben eine Bewegung der Zugstange nach, wodurch aufgrund einer Bewegung der Zugstange sich eine Bewegung des Kolbens ergibt, wodurch ein Fluid je nach Zustand des Hydrodehnspannfutters (gelöster oder gespannter Zustand) in die Dehnbuchse des Hydrodehnspannfutters gedrückt oder aus der Dehnbuchse gesaugt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Hydrodehnspannfutter zwei, drei, vier oder beliebig viele Kolben mit zugehörigen Kolbenräumen und entsprechenden Leitungsbohrungen zu der Dehnbuchse aufweisen.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, ein Hydrodehnspannfutter zum automatisierten Ein- und Ausspannen eines Werkzeugs zur Verfügung zu stellen, wobei über eine Zugstange eine Steuerung des Rüstzustands erfolgen kann. Hierzu wird im erfindungsgemäßen Hydrodehnspannfutter mindestens ein Kolbenraum vorgesehen, dessen Volumen über die Bewegung der Zugstange variierbar ausgeführt ist. Der Kolbenraum ist mittels Leitungsbohrungen mit einer Dehnbuchse verbunden, die ein eingesetztes Werkzeug ein- und ausspannen kann.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
1 ein Hydrodehnspannfutter im Querschnitt,
2 dasselbe Hydrdehnspannfutter im gelösten Zustand,
3 dasselbe Hydrodehnspannfutter im gespannten Zustand,
4 dasselbe Hydrodehnspannfutter in einer Explosionsansicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Hydrodehnspannfutter mit einer Dehnbuchse 110, in die das Werkstück im gelösten Zustand des Hydrodehnspannfutters eingesetzt werden kann. Das Hydrodehnspannfutter kann an eine Motorspindel gekoppelt werden. Ein in die Dehnbuchse 110 eingeführtes Werkzeug, z. B. ein Bohr-, Fräs- oder Drehwerkzeug, kann mit dem Hydrodehnspannfutter fest verspannt werden, indem Spannklauen der Motorspindel die Zugstange 104 nach oben ziehen. In diesem Fall werden die Kolben 116, 117 ebenfalls nach oben gezogen, wodurch sich der jeweilige Kolbenraum 103, 105 verkleinert. Durch die Verkleinerung der Kolbenräume 103, 105 wird das sich in den Kolbenräumen 103, 105 befindende Öl durch die Leitungsbohrungen 102, 112 bzw. 106, 109 in die Dehnbuchse 110 gedrückt, wodurch sich die Dehnbuchse 110 nach innen ausdehnt und dadurch das eingesetzte Werkstück in das Hydrodehnspannfutter kraftschlüssig einklemmt. Nach erfolgtem Bearbeitungsschritt kann das Werkzeug wieder dadurch ausgespannt werden, dass die Zugstange 104 von den Spannklauen der Motorspindel freigegeben wird, wodurch sich die Kolben 117, 116 nach unten bewegen. Durch dieses nach unten bewegen der Kolben 117, 116 erhöht sich das Volumen der Kolbenräume 103, 105, wodurch Öl aus der Dehnbuchse 110 durch die Leitungsbohrungen 102, 112 bzw. 106, 109 zurück in die Kolbenräume 103, 105 gesaugt wird. Hierdurch verringert sich die Ausdehnung der Dehnbuchse 110 nach innen, wodurch das eingesetzte Werkzeug freigegeben werden kann. Erfindungsgemäß ergibt sich daher, dass allein durch das Verschieben der Zugstange 104 ein Spannen bzw. Lösen des Hydrodehnspannfutters bewirkt werden kann.
Das Hydrodehnspannfutter weist Entlüftungsschrauben 101, 107, 113, 108 auf, die einen Zugang zu den Leitungsbohrungen 102, 112 bzw. 106, 109 ermöglichen, wodurch z. B. ein Reinigungsvorgang bzw. das Entlüften der Leitungsbohrungen 102, 112 bzw. 109, 106 ermöglicht wird
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Hydrodehnspannfutter im gelösten Zustand. Die Spannklauen 207, 208 der Motorspindel 211 haben die Zugstange 210 nicht ergriffen und nach rechts verschoben. Daher befindet sich die Zugstange 210 in ihrer linken Endstellung, wodurch sich die Kolben 212, 213 ebenfalls in ihrer linken Endposition befinden. In diesem Zustand weisen die Kolbenräume 206, 209 ein maximales Volumen auf. In den Kolbenräumen 206, 209 kann sich daher das Fluid ansammeln und über die Leitungsbohrungen 202, 205 bzw. 214, 215 aus der Dehnbuchse 201 abfließen. Hierdurch kann die Dehnbuchse 201 in einen Zustand mit minimaler Ausdehnung (insbesondere minimaler Ausdehnung nach innen) überführt werden, wodurch ein Werkzeugwechsel ermöglicht werden kann.
3 zeigt dasselbe Hydrodehnspannfutter im gespannten Zustand, wobei die Spannklauen 306, 307 der Motorspindel 305 die Zugstange 310 nach rechts verschoben haben. Hierdurch werden auch die Kolben 312, 313 nach rechts verschoben, wodurch die Volumina der Kolbenräume 304, 309 verringert werden. Aufgrund der Verringerung der Volumina der Kolbenräume 304, 309 wird Fluid, z. B. Öl, aus den Kolbenräumen 304, 309 durch die Leitungsbohrungen 303, 302 bzw. 308, 311 in die Dehnbuchse 301 gedrückt, die sich nach innen ausdehnt. Hierdurch kann ein in das Hydrodehnspannfutter eingesetztes Werkzeug kraftschlüssig festgespannt werden. Nach Beendigung des Bearbeitungsschritts mit dem eingespannten Werkzeug können sich die Spannklauen 306, 307 wieder lösen, wodurch die Zugstange 310 frei gegeben wird. Hierdurch kann das Hydrodehnspannfutter in den Zustand nach 2 überführt werden. In diesem überführten Zustand ist die Ausdehnung der Dehnbuchse 301 nach innen geringer, wodurch das eingesetzte Werkzeug ausgespannt wird und z. B. ein Werkzeugwechsel erfolgen kann. Es erfolgt daher ein Spannen und Lösen eines in ein Hydrodehnspannfutter eingesetztes Werkzeug, wobei erfindungsgemäß kein manuelles Lösen oder Spannen z. B. mittels Schlüsseln durch die Bedienmannschaft erforderlich ist.
4 zeigt in einer Explosionsansicht das erfindungsgemäße Hydrodehnspannfutter mit der Dehnbuchse 407, den Leitungsbohrungen 401, 402 bzw. 405, 406 sowie der Zugstange 403 und den Kolbenräumen 408, 404.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

101: Entlüftungsschraube
102: Leitungsbohrung
103: Kolbenraum
104: Zugstange
105: Kolbenraum
106: Leitungsbohrung
107: Entlüftungsschraube
108: Entlüftungsschraube
109: Leitungsbohrung
110: Dehnbuchse
111: Überwurfmutter
112: Leitungsbohrung
113: Entlüftungsschraube
114: Verschlussschraube
115: Verschlussschraube
116: Kolben
117: Kolben
201: Dehnbuchse
202: Leitungsbohrung
203: Entlüftungsschraube
204: Entlüftungsschraube
205: Leitungsbohrung
206: Kolbenraum
207: Spannklaue
208: Spannklaue
209: Kolbenraum
210: Zugstange
211: Motorspindel
212: Kolben
213: Kolben
214: Leitungsbohrung
215: Leitungsbohrung
301: Dehnbuchse
302: Leitungsbohrung
303: Leitungsbohrung
304: Kolbenraum
305: Motorspindel
306: Spannklaue
307: Spannklaue
308: Leitungsbohrung
309: Kolbenraum
310: Zugstange
311: Leitungsbohrung
312: Kolben
313: Kolben
401: Leitungsbohrung
402: Leitungsbohrung
403: Zugstange
404: Kolbenraum
405: Leitungsbohrung
406: Leitungsbohrung
407: Dehnbuchse

Claims

Hydrodehnspannfutter umfassend eine Dehnbuchse (110) zum Einspannen eines Werkzeugs durch Ausdehnung durch Aufnahme eines Fluids, wobei die Ausdehnung rückführbar ist durch Abgabe des Fluids, eine Leitungsbohrung (102, 112) zum Leiten des Fluids, ein Kolbenraum (103) zur Aufnahme des Fluids, wobei der Kolbenraum (103) mit der Dehnbuchse (110) über die Leitungsbohrung (102, 112) verbunden ist, und eine Zugstange (104), wobei die Zugstange (104) derart ausgebildet ist, dass durch eine erste Bewegung der Zugstange (104) das Volumen des Kolbenraums (103) verringerbar ist und durch eine zweite Bewegung der Zugstange (104) das Volumen des Kolbenraums (103) vergrößerbar ist.
Hydrodehnspannfutter nach Anspruch 1, wobei die erste Bewegung entgegengesetzt zur zweiten Bewegung gerichtet ist.
Hydrodehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Hydrodehnspannfutter als Spindelanschluss eine HSK-Schnittstelle aufweist.
Hydrodehnspannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungsbohrung (102, 112) mindestens zwei Abschnitte (102, 112) umfasst, wobei der erste Abschnitt (102) durch eine erste Bohrung herstellbar ist und der zweite Abschnitt (112) durch eine zweite Bohrung herstellbar ist, wobei die erste Bohrung die zweite Bohrung kreuzt.
Hydrodehnspannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hydrodehnspannfutter einen Kolben (117) umfasst, wobei der Kolben (117) im Kolbenraum (103) verschiebbar angeordnet ist.
Hydrodehnspannfutter nach Anspruch 5, wobei der Kolben (117) mit der Zugstange (104) mechanisch gekoppelt ist.