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Die Erfindung betrifft eine flexible Führungsbuchse zur Halterung von stangenförmigen Werkstücken, insbesondere von zylindrischen oder n-eckigen stangenförmigen Werkstücken. Führungsbuchsen werden dazu verwendet, um insbesondere bei Langdrehmaschinen das zu bearbeitende Stangenmaterial während des Bearbeitungsvorgangs abzustützen und zu halten. Somit können vergleichsweise geringe Bearbeitungs-Toleranzen insbesondere bei sehr langen und auch schlanken Werkstücken erzielt werden, obwohl das Werkstück in vergleichsweise großer Entfernung zum Drehwerkzeug gespannt und gehalten wird. Aufgrund der Flexibilität der Führungsbuchse können Toleranzen des Werkstückes ausgeglichen werden und es können Werkstücke mit geringfügig unterschiedlichen Durchmessern mit ein- und derselben Führungsbuchse gespannt werden. Neben Werkstücken mit zylindrischem Querschnitt kann weiterhin beispielsweise Stangenmaterial mit 4-kant oder 6-kant-Querschnitt mittels der erfindungsgemäßen flexiblen Führungsbuchse gehalten werden. Führungsbuchsen werden auch als Führungshülse, (Zug- oder Druck-)Führungszange sowie als (Druck- oder Zug-)Spannzange bezeichnet. Derartig bezeichnete Gegenstände seinen ebenfalls von der Erfindung umfasst.
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Bisherige Führungsbuchsen gemäß dem Stand der Technik weisen in der Regel drei Ringsegmente aus Stahl auf, wobei diese entweder am Außenumfang von einem Halteblech umfasst und gehalten werden, oder wobei zwischen den drei Ringsegmenten ein flexibles Material eingebracht ist. Dieses flexible Material besteht bekanntermaßen entweder aus Hartgummi oder aus Spiralfedern.
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Nachteilig bei bisherigen flexiblen Führungsbuchsen ist allerdings, dass lediglich geringe Durchmesser-Änderungen der zu haltenden stangenförmigen Werkstücke tolerabel sind. Ferner ist bei der Ausführung der drei Ringsegmente mit Halteblech die Führungsfläche stets ovalförmig, wodurch ein spielfreies und hinreichend genaues Führen des Stangenmaterials nicht möglich ist. Darüber hinaus unterliegen die Ringsegmente mit Hartgummi einem vergleichsweise hohen Verschleiß und weisen daher eine lediglich geringe Standzeit auf. Weiterhin bestehen derartige flexible Führungsbuchsen aus mehreren Teilen, wodurch eine präzise Fertigung sowie Montage erschwert wird.
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Eine weitere flexible Führungsbuchse wurde in der
DE 10 2013 011 817 A1 offenbart. Diese weist eine Öffnung auf, die beispielsweise im Falle der Halterung von zylindrischen Werkstücken hohlzylindrisch ausgebildet ist. Hierzu verfügt die Führungsbuchse über mehrere Haltezonen mit zylindersegmentförmigen Innenflächen, die unterbrochen werden durch mindestens drei Kompressionszonen, wobei jede der Kompressionszonen mindestens einen Schlitz aufweist, der den Außenumfang der Führungsbuchse, nicht jedoch den Innenumfang der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung durchbricht und darüber hinaus mindestens einen Schlitz, der den Innenumfang der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung, nicht jedoch den Außenumfang der Führungsbuchse durchbricht. Zwischen benachbarten Haltezonen befindet sich dabei jeweils eine Kompressionszone.
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Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei Führungsbuchsen, die einen kleinen Öffnungs-Durchmesser aufweisen, ein Spannen eines Werkstückes verbesserungswürdig ist. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine flexible Führungsbuchse anzugeben, die verbesserte Spann-Eigenschaften von Werkstücken aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Führungsbuchse mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen flexiblen Führungsbuchse bestehen darin, dass diese eine gegenüber bisherigen Führungsbuchsen erhöhte Verschleißfestigkeit und Standzeit aufweist. Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß weist die flexible Führungsbuchse eine Öffnung zur Halterung von stangenförmigen Werkstücken auf, wobei die Führungsbuchse im Bereich der Öffnung Haltezonen mit segmentförmigen Innenflächen aufweist und wobei die Führungsbuchse mindestens eine Kompressionszone aufweist, wobei zwischen benachbarten Haltezonen jeweils eine Kompressionszone angeordnet ist und wobei jede der Kompressionszonen mindestens einen äußeren Öffnungsschlitz aufweist, der den Außenumfang der Führungsbuchse durchbricht und der den Innenumfang der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung nicht durchbricht, und bei denen jede der Kompressionszonen mindestens einen inneren Öffnungsschlitz aufweist, der den Innenumfang der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung durchbricht und der den Außenumfang der Führungsbuchse nicht durchbricht, wobei ferner innere Kompressionsschlitze vorhanden sind, die durch einen inneren Verbindungsschlitz verbunden sind und wobei ferner äußere Kompressionsschlitze vorhanden sind, die durch einen äußeren Verbindungsschlitz verbunden sind, wobei mindestens ein innerer Kompressionsschlitz in Umfangsrichtung mit mindestens einem äußeren Kompressionsschlitz überlappt und wobei zwischen inneren und äußeren Kompressionsschlitzen Stege verlaufen, die einteilig mit der Führungsbuchse verbunden sind.
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Bevorzugt verlaufen die inneren Schlitze und die äußeren Schlitze sowie die Verbindungsschlitze entlang der gesamten axialen Länge durch die Führungsbuchse. Ferner verläuft dabei der innere Verbindungsschlitz im Querschnitt senkrecht zur Achse der Führungsbuchse betrachtet (in jeder Schnittebene innerhalb der Führungsbuchse, insbesondere an deren beiden Stirnseiten) vorzugsweise auf einer Kurve, die eine kleinere Krümmung aufweist als ein Kreis mit einem Radius R, wobei R der kleinste Abstand des inneren Verbindungsschlitzes zur Mitten-Achse der Führungsbuchse sei. Besonders bevorzugt verläuft der innere Verbindungsschlitz auf einem Kreissegment, wobei das Kreissegment einen Radius R1 aufweist, der größer ist als der kleinste Abstand R des inneren Verbindungsschlitzes zur Achse der Führungsbuchse. Als Spezialfall liegt der innere Verbindungsschlitz auf einer Gerade (Kreissegment mit Radius R1 = unendlich). Ferner verläuft der äußere Verbindungsschlitz im Querschnitt senkrecht zur Achse der Führungsbuchse betrachtet ebenfalls auf einer Kurve, die eine gleich große oder geringere Krümmung aufweist als die Kurve, auf welcher der innere Verbindungsschlitz verläuft. In dem Fall, dass der innere Verbindungsschlitz auf einem Kreissegment mit einem Radius R1 verläuft, verläuft besonders bevorzugt auch der äußere Verbindungsschlitz auf einem Kreissegment, wobei das Kreissegment des äußeren Verbindungsschlitzes bevorzugt einen Radius R2 aufweist, der gleich dem Radius R1 ist oder der größer ist als der Radius R1. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kurve des äußeren Verbindungsschlitzes eine geringere oder gleich große Krümmung aufweist, wie ein Kreis mit einem Radius R', wobei R' der kleinste Abstand des äußeren Verbindungsschlitzes zur Achse der Führungsbuchse sei. Für den Fall, dass der äußere Verbindungsschlitz auf einem Kreissegment mit einem Radius R2 verläuft, bedeutet dies, dass der Radius R2 des Kreissegments des äußeren Verbindungsschlitzes größer oder gleich dem kleinsten Abstand R' des äußeren Verbindungsschlitzes zur Achse der Führungsbuchse ist. Vorzugsweise ist der Abstand des äußeren Verbindungsschlitzes zur Achse der Führungsbuchse auf der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse konstant, d. h. es ist R2 gleich R'. Alternativ kann der äußere Verbindungsschlitz (ebenso wie der innere Verbindungsschlitz) optional auf einer Gerade liegen (Kreissegment mit Radius R2 = unendlich). Neben Kreissegmenten und Geraden als möglichen Kurvenformen für den Verlauf des inneren bzw. des äußeren Verbindungsschlitzes können auch andere Kurvenformen, wie etwa Ellipsen vorgesehen werden. Ferner kann die Krümmung der Kurve bzw. im Falle von Kreisen der Krümmungsradius der Kreissegmente, auf denen der innere bzw. der äußere Verbindungsspalt verläuft, im Verlauf des Schnittes senkrecht zur Achse der Führungsbuchse variieren, jedoch seien obige Bedingungen bevorzugt stets, d. h. für jede Schnittebene innerhalb der Führungsbuchse und insbesondere auf den beiden Stirnseite der Führungsbuchse, d. h. auf der Werkstück-Bearbeitungsseite WB sowie auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ erfüllt.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn der äußere Verbindungsschlitz und der innere Verbindungsschlitz im Querschnitt in axialer Richtung betrachtet jeweils konisch durch die Führungsbuchse verlaufen. Besonders bevorzugt schließt der konische Verlauf einen Winkel α zwischen 0,1 Grad und 10 Grad relativ zur Achse der Führungsbuchse ein.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Querschnitt senkrecht zur Achse der Führungsbuchse betrachtet die Fläche A der Kompressionszonen auf der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse gleich groß oder größer ist als die Fläche a der Kompressionszonen auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse.
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Durch die obigen Maßnahmen wird eine gleichmäßige Anschmiegung der Haltezonen an ein Werkstück, etwa ein Draht oder eine Stange erzielt. Aufgrund der Flexibilität der Kompressionszonen sowie der als Segmente ausgebildeten Haltezonen werden eventuelle geometrische Toleranzen der zu haltenden Werkstücke zuverlässig ausgeglichen. Dabei ist die flexible Führungsbuchse zusammenhängend und somit einteilig ausgebildet.
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Im Falle der Halterung von zylindrischen Werkstücken sind die Haltezonen in Form von Zylindersegmenten ausgebildet. Im Falle der Halterung von im Querschnitt n-eckigen Werkstücken, die etwa als n-Kant Stangenmaterial vorliegen, weist die flexible Führungsbuchse eine m-eckige Öffnung auf, wobei bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise m gleich n ist. Beispielsweise wird ein 4-kant Stangenmaterial mit einer flexiblen Führungsbuchse gehalten, welche vier Haltezonen aufweist und ein 6-kant Stangenmaterial wird beispielsweise mittels einer flexiblen Führungsbuchse gehalten, die 3 oder 6 Haltezonen aufweist. Die Haltezonen der flexiblen Führungsbuchse sind zur Halterung von im Querschnitt n-eckigem Stangenmaterial bevorzugt in Form von ebenen Seitenflächen eines m-Ecks ausgebildet.
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Weiterhin verlaufen benachbarte innere Kompressionsschlitze und äußere Kompressionsschlitze im Querschnitt senkrecht zur Achse betrachtet bevorzugt weitgehend parallel zueinander und besonders bevorzugt schließen benachbarte Kompressionsschlitze einen Winkel von Null Grad (inklusive) bis vier Grad (inklusive) ein. Dabei sind die inneren Kompressionsschlitze und die äußeren Kompressionsschlitze innerhalb der jeweiligen Kompressionszone abwechselnd und bevorzugt leicht fächerförmig angeordnet, wobei ein mittlerer Kompressionsschlitz bevorzugt in radialer Richtung verläuft. Die inneren und äußeren Kompressionsschlitze sowie auch die Verbindungsschlitze innerhalb der Kompressionszonen weisen dabei bevorzugt eine konstante Breite auf und werden beispielsweise durch ein Material abtragendes Verfahren hergestellt, wie etwa durch Fräsen, (Draht-)Erodieren, Wasserstrahlschneiden, Sägen oder Laserschneiden; die Schlitze können alternativ aber auch eingeschmiedet oder direkt ins Material eingeformt, etwa eingegossen sein.
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Die Kompressionszonen weisen zwischen jeweils benachbarten Kompressionsschlitzen entsprechende Stege auf, die ebenfalls weitgehend parallel zueinander und/oder leicht fächerförmig verlaufen und die einteilig mit der Führungsbuchse verbunden sind. Die Breite der Schlitze entspricht dabei in etwa der Breite der Stege und beträgt vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 5 mm.
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Bevorzugt werden drei Kompressionszonen innerhalb der Führungsbuchse vorgesehen, die jeweils denselben Winkelbereich umspannen. Innerhalb einer Kompressionszone kann das (Kreis-)Segment des inneren Verbindungsschlitzes einen Winkelbereich bis nahezu 120 Grad umfassen, solange die Führungsbuchse einteilig bleibt; das (Kreis-)Segment des äußeren Verbindungsschlitzes umfasst einen entsprechend kleineren Winkelbereich, der in Abhängigkeit von der radialen Erstreckung der inneren und äußeren Kompressionsschlitze je Kompressionszone vorzugsweise zwischen 30 Grad und 100 Grad beträgt.
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Die Führungsbuchse ist einteilig aus verschleißfestem Metall- oder Kunststoff-Material gefertigt, das darüber hinaus gute Gleiteigenschaften aufweist. Insbesondere kommen hierzu neben Eisenmetallen, wie Grauguss oder gehärteter Stahl auch Nichteisenmetalle, beispielsweise kupferhaltige Metalle, wie etwa Aluminium-Bronze (Ampco) in Frage. Ferner ist es möglich, dass der Innenumfang der Führungsbuchse durch einen Hartmetall- oder Keramik-Einsatz gebildet wird.
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Die flexiblen Führungsbuchsen weisen bevorzugt innenliegende Kompressionszonen auf, die vorzugsweise jeweils lediglich genau einen äußeren Öffnungsschlitz aufweisen, der den Außendurchmesser der Führungsbuchse, nicht jedoch den Innendurchmesser der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung durchbricht und darüber hinaus lediglich genau einen inneren Öffnungsschlitz, der den Innendurchmesser der Führungsbuchse im Bereich der Öffnung, nicht jedoch den Außendurchmesser der Führungsbuchse durchbricht. Vorstehend beschriebene Öffnungsschlitze verlaufen in radialer Richtung oder in weitgehend radialer Richtung und dabei bevorzugt S-förmig, um einerseits ein Eindringen von Spänen in die Schlitze zu verhindern und um andererseits ein axiales sowie ein radiales Versetzten von benachbarten Haltezonen zueinander zu begrenzen. Im Bereich der im Wesentlichen innerhalb der flexiblen Führungsbuchse liegenden Kompressionszonen befinden sich dann jeweils mehrere, sich weitgehend parallel zueinander erstreckende innere und äußere Kompressionsschlitze, die fingerartig ineinandergreifen. Insbesondere ist die flexible Führungsbuchse einteilig ausgestaltet.
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Ferner kann die flexible Führungsbuchse zumindest an derjenigen Seite, an welcher das von der Führungsbuchse gehaltene Werkstück bearbeitet wird, mit einer stirnseitig angeordneten Kappe versehen sein, die etwa mittels Schrauben an der Führungsbuchse befestigt ist und die ein Eindringen von Spänen in die Schlitze der Kompressionszonen zuverlässig verhindert, wie in den
7 bis
9 der
DE 10 2013 011 817 A1 dargestellt und beschrieben. Diese Kappe kann etwa aus Metall, Kunststoff oder Gummi bestehen. Alternativ oder zusätzlich werden die Öffnungen der Schlitze, wenn nicht vollständig, dann zumindest auf derjenigen Seite WB der Führungsbuchse, die der Bearbeitung eines eingespannten Werkstücks zugewandt ist, bevorzugt durch ein elastisches Material verschlossen bzw. abgedeckt, um ein Eindringen von Spänen sowie von Kühl- oder Schmierflüssigkeiten während der Bearbeitung eines eingespannten Werkstücks zuverlässig zu verhindern. Ein derartiges elastisches Material kann zum Beispiel aus vulkanisiertem Kautschuk oder Gummi, aus Silikon oder aus Mischungen von elastischen Materialien bestehen. Besonders bevorzugt ist in die stirnseitige Oberfläche der Führungsbuchse im Bereich der Kompressionszonen zumindest in einem Bereich, der radial zwischen dem inneren und dem äußeren Verbindungsschlitz angeordnet ist, eine kreisförmig umlaufende Rille eingearbeitet, welche vollständig mit elastischem Material ausgefüllt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine erfindungsgemäße flexible Führungsbuchse in perspektivischer Darstellung,
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2 zeigt eine Aufsicht auf die Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse,
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3 zeigt eine Aufsicht auf die Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse,
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4 zeigt eine Seitenansicht der Führungsbuchse,
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5 zeigt einen Schnitt durch die Führungsbuchse entlang der in 2 angegebenen Schnittlinie B-B.
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Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung
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Sämtliche Figuren zeigen ein einziges Ausführungsbeispiel der Erfindung in jeweils unterschiedlichen Ansichten. Die 1 zeigt eine flexible Führungsbuchse 10 gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht. Die Führungsbuchse 10 weist jeweils drei Haltezonen 20 mit dazwischen liegenden Kompressionszonen 30 auf. Die Kompressionszonen 30 weisen jeweils Schlitze auf, welche bevorzugt entlang der gesamten axialen Länge innerhalb der Führungsbuchse 10 verlaufen.
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Die Führungsbuchse ist als Zug-Führungszange ausgebildet und weist eine Öffnung 11 zur Aufnahme eines stangenförmigen zylindrischen Werkstücks (nicht zeichnerisch dargestellt) sowie einen konischen Bereich 80, einen Führungsbereich 82 mit gleichbleibendem Außendurchmesser sowie einen Gewindeabschnitt 60 zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine auf sowie einen Einstich 85, der zwischen dem Führungsbereich 82 und dem Gewindeabschnitt 60 angeordnet ist. Das Werkstück wird dabei von der in der Zeichnungsebene rechts angeordneten Werkstück-Zuführungsseite WZ zugeführt und auf der in der Zeichnung links angeordneten Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse 10 bearbeitet. Dabei wird das Werkstück geklemmt, indem der konische Bereich 80 der Führungsbuchse 10 in Richtung der Werkstück-Zuführungsseite WZ gegen einem entsprechenden Gegenkonus einer Werkzeugmaschine (nicht zeichnerisch dargestellt) bewegt wird und dadurch die Haltezonen 20 jeweils radial nach innen in Richtung zur Achse 18 gegen das Werkstück gedrückt werden. Im Führungsbereich 82 am Außenumfang der Führungsbuchse 10 sind Bohrungen 70 vorgesehen, mittels welche die Haltezonen 20 während der Herstellung der Schlitze der Kompressionszonen 30 gehalten und arretiert werden.
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Die dargestellte Führungsbuchse dient besonders bevorzugt zur Halterung von stangenförmigen Werkstücken, die einen im Vergleich zum Außendurchmesser D der Führungsbuchse kleinen Durchmesser aufweisen. Bevorzugt eignet sich eine derartige Ausgestaltung einer flexiblen Führungsbuchse für den Fall, dass das Verhältnis aus dem Öffnungsdurchmesser d der Führungsbuchse 10 und dem Außendurchmesser D der Führungsbuchse 10 kleiner ist als 0,5, dass also d/D < 0,5 ist.
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Wie in der 1 erkennbar ist, weist die flexible Führungsbuchse 10 endseitig Einführfasen 90 sowie drei Haltezonen 20 mit drei jeweils zwischen den Haltezonen in gleichen Winkelabständen angeordneten Kompressionszonen 30 auf. Jede Kompressionszone 30 besteht aus in das Material der Führungsbuchse 10 eingebrachten Schlitzen bzw. Aussparungen, wobei jeweils ein äußerer Öffnungsschlitz 41 den Außendurchmesser der Führungsbuchse 10 durchbricht sowie ein innerer Öffnungsschlitz 40 die hohlzylindrische Öffnung 11 der Führungsbuchse 10 durchbricht.
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Beide Öffnungsschlitze 40, 41 verlaufen in weitgehend radialer Richtung bevorzugt S-förmig, um ein Eindringen von Spänen zu erschweren sowie um einen axialen und radialen Versatz von benachbarten Haltezonen 20 zueinander zu begrenzen. Der äußere Verbindungsschlitz 41 mündet in einen weitgehend in Umfangsrichtung verlaufenden äußeren Verbindungsschlitz 43, mit welchem wiederum weitgehend parallel verlaufende äußere Kompressionsschlitze 45 verbunden sind, die fingerartig mit entsprechenden inneren Kompressionsschlitzen 44 ineinandergreifen und somit mäanderförmig verlaufende Stege 50 und 51 freistellen, durch welche benachbarte Haltezonen 20 einteilig miteinander verbunden sind, wodurch die flexible Führungsbuchse 10 einteilig ausgebildet ist. Entsprechend zu den äußeren Kompressionsschlitzen 45 münden auch die inneren Kompressionsschlitze 44 in einen inneren Verbindungsschlitz 42, der ebenso wie der äußere Verbindungsschlitz 43 Zylinder- bzw. Kegel-segmentförmig durch die Führungsbuchse verläuft und der im Schnitt senkrecht zur Achse 18 und insbesondere an beiden Stirnseiten der Führungsbuchse kreissegmentförmig verläuft. In den inneren Verbindungsschlitz 42 mündet ebenfalls der innere Öffnungsschlitz 40. Die inneren Kompressionsschlitze 44 verlaufen ebenso wie die äußeren Kompressionsschlitze 45 weitgehend parallel zueinander. Benachbarte innere Kompressionsschlitze 44 und äußere Kompressionsschlitze 45 verlaufen im Querschnitt senkrecht zur Achse 18 der Führungsbuchse betrachtet in einem Winkel von Null Grad (einschließlich) bis vier Grad (einschließlich) zueinander. Sie können somit insbesondere parallel zueinander verlaufen oder – wie zeichnerisch dargestellt – im radialen Verlauf nach außen leicht fächerförmig auseinanderlaufen.
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Zwischen den jeweiligen Schlitzen jeder Kompressionszone 30 verläuft ein Steg, der weitgehend parallel zueinander verlaufende Abschnitte 50 sowie in Umfangsrichtung verlaufende Verbindungsabschnitte 51 aufweist. Der mittlere Teil des Stegs jeder Kompressionszone 30 verläuft dabei weitgehend in radialer Richtung. Die Breite sämtlicher Schlitze, also der äußeren und inneren Öffnungs-, Verbindungs- und Kompressions-Schlitze ist bevorzugt konstant und beträgt zwischen 0,05 mm und 5 mm. Die Breite der zwischen benachbarten Kompressionsschlitzen verlaufenden Stege 50 nimmt im Verlauf radial von innen nach außen leicht zu und liegt radial innen in derselben Größenordnung wie die Breite der Schlitze. Die Breite der in Umfangsrichtung verlaufenden Stege 51 zwischen den Enden der inneren Kompressionsschlitze 44 und dem äußeren Verbindungsschlitz 43 sowie zwischen den Enden der äußeren Kompressionsschlitze 45 und dem inneren Verbindungsschlitz 42 entspricht in etwa der Breite der Stege 50.
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Die Gesamtzahl der inneren und äußeren Kompressionsschlitze einer Kompressionszone 30 ist ungerade und beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 41. Im Ausführungsbeispiel weist eine Kompressionszone 30 insgesamt dreizehn Kompressionsschlitze auf, wobei sechs äußere Kompressionsschlitze 45 und sieben innere Kompressionsschlitze 44 je Kompressionszone 30 innerhalb der Führungsbuchse 10 verlaufen. Der mit dem inneren Öffnungsschlitz 40 verbundene mittlere innere Kompressionsschlitz 44 verläuft dabei in radialer Richtung. Das Verhältnis der Länge der inneren und äußeren Kompressionsschlitze 44 geteilt durch den Wert (D – d)/2 liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,9. Der Wert (D – d)/2 stellt dabei die maximale Wandstärke der flexiblen Führungsbuchse 10 dar.
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Sämtliche Schlitze der Kompressionszonen verlaufen vorzugsweise im axialen Verlauf vollständig durch die gesamte Führungsbuchse 10. Dabei können die äußeren Verbindungsschlitze 43 sowie ein Teil der inneren und äußeren Kompressionsschlitze an Stellen von Durchmesser-Verkleinerungen der Führungsbuchse 10, etwa im Bereich eines Einstichs 85 sowie einer Einführfase 91 auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ ebenso wie der äußere Öffnungsschlitz 41 zumindest partiell durch den Außenumfang der Führungsbuchse durchbrechen und somit ebenfalls zumindest partiell sichtbar werden. Vorzugsweise brechen jedoch im konischen Bereich 80, im Führungsbereich 82 sowie im Gewindeabschnitt 60 lediglich die äußeren Öffnungsschlitze 41 durch die Außenumfangsfläche der Führungsbuchse. Ferner durchbrechen vorzugsweise lediglich die inneren Öffnungsschlitze 40 durch die Öffnung 11 der Führungsbuchse 10.
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Die 2 zeigt eine Aufsicht auf die Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse 10, d. h. auf die in der 1 links angeordnete Stirnseite der Führungsbuchse 10. Erkennbar sind drei Haltezonen 20 sowie drei um jeweils 120 Grad zueinander gleichmäßig winkelversetzt angeordnete Kompressionszonen 30. Die Innenflächen der Haltezonen 20 im Bereich der Öffnung 11 sind dabei jeweils als Hohlzylindersegmente ausgebildet und erlauben eine formgenaue Anpressung an ein zu haltendes, in Querschnitt zylindrisches Werkstück (nicht zeichnerisch dargestellt), welches während eines Bearbeitungsvorganges innerhalb der hohlzylindrischen Öffnung 11 der Führungsbuchse 10 gehalten wird. Die drei Kompressionszonen 30 sind gleichmäßig über den Umfang der Führungsbuchse 10 verteilt angeordnet.
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Jede Kompressionszone 30 weist einen radial inneren Verbindungsschlitz 42 sowie einen radial äußeren Verbindungsschlitz 43 auf, wobei der innere Verbindungsschlitz 42 mit einem inneren Öffnungsschlitz 40 verbunden ist, der einen Durchbruch vom inneren Verbindungsschlitz 42 zur Öffnung 11 herstellt. Analog stellt der äußere Öffnungsschlitz 41 einen Durchbruch vom äußeren Verbindungsschlitz 43 durch die Außenwandung bzw. den Außenumfang der Führungsbuchse 10 her. Sowohl der innere Verbindungsschlitz 42, als auch der äußere Verbindungsschlitz 43 liegen auf Kreissegmenten, wobei der Krümmungsradius R1 des inneren Verbindungsschlitzes 42 kleiner ist als der Krümmungsradius R2 des äußeren Verbindungsschlitzes 43. Der Krümmungsradius R2 des äußeren Verbindungsschlitzes 43 entspricht dem Abstand R' des äußeren Verbindungsschlitzes 43 zur Achse 18 der Führungsbuchse 10, wohingegen der Krümmungsradius R1 des inneren Verbindungsschlitzes 42 größer ist als der kleinste Abstand R des inneren Verbindungsschlitzes 42 zur Achse 18 der Führungsbuchse. Somit verlaufen die mit dem inneren Verbindungsschlitz 42 verbundenen inneren Kompressionsschlitze 44 sowie die dazwischen angeordneten, mit dem äußeren Verbindungsschlitz 43 verbundenen äußeren Kompressionsschlitze 45 weitgehend parallel zueinander und zugleich im Verlauf radial nach außen leicht fächerförmig aufgeweitet. Benachbarte innere und äußere Kompressionsschlitze verlaufen dabei in einem Winkel von Null Grad (einschließlich) bis etwa vier Grad (einschließlich) zueinander. Der jeweils mittig angeordnete innere Kompressionsschlitz 44 verläuft dabei in jeder Kompressionszone 30 in radialer Richtung. Alternativ könnten die Kompressionsschlitze auch derart angeordnet sein, dass jeweils der mittige äußere Kompressionsschlitz 45 in radialer Richtung verläuft.
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Die 3 zeigt eine Aufsicht auf die Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10, d. h. auf die in der 1 rechts angeordnete Stirnseite der Führungsbuchse 10. Erkennbar sind wiederum die drei Haltezonen 20 sowie die drei um jeweils 120 Grad zueinander gleichmäßig versetzt angeordneten Kompressionszonen 30. Im Gegensatz zur 2, welche die andere Seite der Führungsbuchse 10 zeigt, sind hier die Kompressionszonen aufgrund eines leicht konischen Verlaufes der Schlitze der Kompressionszonen innerhalb der Führungsbuchse aufgrund des geringeren Außenumfangs der Führungsbuchse 10 auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ enger zusammen gerückt, so dass die Kompressionszonen 30 im Bereich der jeweiligen inneren Verbindungsschlitze 42 einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als dies auf der anderen Seite (der Werkstück-Bearbeitungsseite WB) der Führungsbuchse 10 der Fall ist. Hierbei ist die Fläche A der jeweiligen Kompressionszone 30 auf der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse 10 gleich groß wie die Fläche a der Kompressionszone 30 auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10. Es kann jedoch sinnvoll sein, dass die Fläche a der Kompressionszone auf der Seite WZ der Führungsbuchse 10 mit dem geringeren Außenumfang kleiner ist als die Fläche A der Kompressionszone auf der gegenüberliegenden Seite WB der Führungsbuchse, welche einen größeren Außenumfang aufweist. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass der innere sowie der äußere Verbindungsschlitz – und somit auch die Enden der jeweiligen inneren und äußeren Kompressionsschlitze – jeweils konisch durch die Führungsbuchse verlaufen. Dabei verläuft der äußere Verbindungsschlitz 43 im axialen Verlauf von der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse zur Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10 um einen konischen Winkel α zur Achse 18 geneigt leicht konisch radial nach innen, das heißt zur Achse 18 der Führungsbuchse hin gerichtet. In der Zeichnungsfigur 5 ist dies erkennbar. Im Ausführungsbeispiel verläuft auch der innere Verbindungsschlitz 42 im axialen Verlauf von der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse zur Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10 um denselben konischen Winkel leicht konisch radial nach innen. Es kann alternativ jedoch sinnvoll sein, dass der innere Verbindungsschlitz 42 – im Gegensatz zum äußeren Verbindungsschlitz – im axialen Verlauf von der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse 10 zur Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10 einen konstanten Abstand zur Achse 18 beibehält (d. h. α = 0) oder sogar radial konisch nach außen verläuft, um somit einen größeren Abstand der inneren Verbindungsschlitze 42 auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ der Führungsbuchse 10 zu gewährleisten. In diesem alternativen Fall ist die Fläche a der Kompressionszone 30 auf der Seite WZ der Führungsbuchse 10 kleiner ist als die Fläche A der Kompressionszone 30 auf der gegenüberliegenden Seite WB der Führungsbuchse. Im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der konische Winkel α relativ zur Achse der Führungsbuchse ein Grad (1°), bevorzugt liegt der konische Winkel α zwischen 0,1 Grad und 10 Grad.
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Die 4 zeigt eine Seitenansicht der Führungsbuchse 10, wobei die Achse 18 parallel zur Zeichenebene liegt. Erkennbar ist der maximale Außendurchmesser D der Führungsbuchse 10, der auf der Werkstück-Bearbeitungsseite WB der Führungsbuchse liegt sowie der kleinere Außendurchmesser der Führungsbuchse 10 auf der Werkstück-Zuführungsseite WZ.
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5 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine Führungsbuchse 10 entlang der in der 2 dargestellten Schnittlinie B-B. Axial endseitig weist die Führungsbuchse Einführfasen 90 und 91 auf, welche zur Achse 18 einen Winkel β von zwischen 10 Grad und 60 Grad einschließen. Die axiale Länge L der Führungsbuchse beträgt vorzugsweise zwischen 10 mm und 100 mm. Der Durchmesser d der hohlzylindrischen Öffnung 11 der Führungsbuchse 10 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 40 mm. Bevorzugt eignet sich eine derartige Ausgestaltung einer flexiblen Führungsbuchse für den Fall, dass das Verhältnis aus dem Öffnungsdurchmesser d der Führungsbuchse 10 und dem Außendurchmesser D der Führungsbuchse 10 kleiner ist als 0,5, dass also d/D < 0,5 ist. Der Außendurchmesser D der Führungsbuchse beträgt dabei vorzugsweise zwischen 10 mm und 100 mm und besonders bevorzugt zwischen 12 mm und 50 mm.
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In der 5 ist ferner erkennbar, dass der äußere Verbindungsschlitz 43 und der innere Verbindungsschlitz 42 im Querschnitt in axialer Richtung betrachtet jeweils leicht konisch durch die Führungsbuchse 10 verlaufen. Besonders bevorzugt schließt dieser konische Verlauf einen Winkel α zwischen 0,1 Grad und 10 Grad – hier von einem Grad – relativ zur Achse 18 der Führungsbuchse 10 ein.
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Innerhalb der hohlzylindrischen Öffnung 11 kann bevorzugt ein Hartmetall- oder Keramik-Einsatz (nicht zeichnerisch dargestellt) angeordnet werden. Neben Führungsbuchsen mit hohlzylindrischen Öffnungen und mit Haltezonen, die zylindersegmentförmige Innenflächen aufweisen, welche der Bearbeitung von Stangenmaterial mit rundem Querschnitt dienen, ist auch die Bearbeitung von Stangenmaterial möglich, das etwa ein 4-Kant, 6-Kant oder allgemein ein n-Kant Profil aufweist, wobei n eine natürliche Zahl größer als drei ist. Im Falle der Halterung von im Querschnitt n-eckigen Werkstücken, die etwa als n-Kant Stangenmaterial vorliegen, weist die flexible Führungsbuchse bevorzugt eine m-eckige Öffnung auf, mit natürlichen Zahlen n und m, wobei bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise m gleich n ist. Die Haltezonen der flexiblen Führungsbuchse sind zur Halterung von im Querschnitt n-eckigem Stangenmaterial bevorzugt in Form von ebenen Seitenflächen eines m-Ecks ausgebildet.
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Vorzugsweise entspricht dabei die Anzahl der Haltezonen sowie die Anzahl der Kompressionszonen jeweils der Zahl n, also weist die flexible Führungsbuchse etwa zur Halterung von 4-Kant Stangenmaterial jeweils vier Haltezonen sowie vier Kompressionszonen auf, beziehungsweise zur Halterung von 6-Kant Stangenmaterial weist die flexible Führungsbuchse jeweils sechs Haltezonen sowie sechs Kompressionszonen auf. Alternativ kann ein 6-Kant Stangenmaterial auch mittels einer flexiblen Führungsbuchse gehalten werden, welche jeweils drei Kompressionszonen sowie drei Haltezonen aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Führungsbuchse
- 11
- Öffnung
- 18
- Achse
- 20
- Haltezone
- 30
- Kompressionszone
- 40
- innerer Öffnungsschlitz
- 41
- äußerer Öffnungsschlitz
- 42
- innerer Verbindungsschlitz
- 43
- äußerer Verbindungsschlitz
- 44
- innerer Kompressionsschlitz
- 45
- äußerer Kompressionsschlitz
- 50, 51
- Steg
- 60
- Gewindeabschnitt
- 70
- Bohrung
- 80
- konischer Bereich
- 82
- Führungsbereich
- 85
- Einstich
- 90, 91
- Einführfasen
- L
- axiale Länge der Führungsbuchse 10
- D
- maximaler Außendurchmesser der Führungsbuchse 10
- d
- Öffnungsdurchmesser der Führungsbuchse 10
- R, R'
- Abstand
- R1
- Radius des Kreissegments des inneren Verbindungsschlitzes 42
- R2
- Radius des Kreissegments des äußeren Verbindungsschlitzes 43
- A, a
- Fläche der Kompressionszone 30
- α
- konischer Winkel
- β
- Winkel der Einführfasen 90, 91
- WB
- Werkstück-Bearbeitungsseite der Führungsbuchse 10
- WZ
- Werkstück-Zuführungsseite der Führungsbuchse 10
