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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise ein Werkzeug für eine elektrochemische Bearbeitung, wie eine Elektrode, insbesondere Kathode, mit einem Basisbauteil, das zur Aufnahme des Bearbeitungswerkzeuges ein Aufnahmeloch aufweist, und mit einer mit dem Basisbauteil verbundenen Spannzangeneinheit, welche Spannzangeneinheit eine zumindest abschnittsweise in dem Aufnahmeloch angeordnete Spannhülse aufweist, die derart mit dem Basisbauteil zusammenwirkt, dass sich ein Innendurchmesser der Spannhülse bei einem Verdrehen der Spannhülse relativ zu dem Basisbauteil verstellt. Auch betrifft die Erfindung ein Werkzeugsystem bestehend aus einer solchen Spannvorrichtung sowie dem Bearbeitungswerkzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits gattungsgemäße Spannvorrichtungen bekannt. So offenbart bspw. die
DE 1 243 298 B eine Vorrichtung zur sicheren und weitgehend verlustfreien Stromzuführung zu einem Werkzeugspannelement einer elektrolytischen Schleifmaschine, bei der das Spannelement gegenüber der Schleifscheibe einstellbar in einem Gehäuse drehbar gelagert ist.
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Bei diesen bekannten Ausführungen hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die die Verstellung der Spannhülse gewährleistende Spannzangeneinheit meist relativ aufwändig aufgebaut ist. Ein solch aufwändiger Aufbau rührt meist daher, dass die Spannzangeneinheit aus einer Vielzahl an Einzelteilen zusammengesetzt ist. Bei einer Verstellung der Spannhülse greifen dann mehrere dieser Einzelteile unter Ausbildung eines komplexen Mechanismus ineinander. Damit ist jedoch eine Spannzangeneinheit umgesetzt, die relativ fehleranfällig ist, da die Einzelteile präzise zu fertigen sind und deren Verschleiß relativ hoch ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in ihrem Aufbau einfacher ausgestaltet sein soll, wobei gleichzeitig eine Verstellung der Spannzangeneinheit möglichst direkt umsetzbar sein soll.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Spannhülse eine Drehkrafteinleitkontur angebracht ist, die zum drehfesten Aufnehmen eines Stellwerkzeuges ausgestaltet ist.
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Dadurch kann die Spannhülse direkt und unmittelbar durch das Stellwerkzeug kontaktiert werden und die Verstellkraft direkt in die Spannhülse eingeleitet werden. Der Aufbau der Spannvorrichtung wird deutlich vereinfacht, wobei eine möglichst geringe Anzahl an Bauteilen enthalten ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Ist die Drehkrafteinleitkontur vorteilhafterweise an einer Stirnseite der Spannhülse angeordnet / in die Stirnseite der Spannhülse eingebracht, ist die Spannhülse besonders kompakt ausgestaltet. Zudem kann das passende Stellwerkzeug möglichst einfach aufgebaut werden, da Hinterschnitte in der Spannhülse, die durch das Stellwerkzeug ggf. zu hintergreifen sind, vermieden werden.
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Im Weiteren ist es auch vorteilhaft, wenn diese die Drehkrafteinleitkontur aufweisende Stirnseite der Spannhülse in axialer Richtung der Spannhülse (d.h. entlang einer Längsachse der Spannhülse) versetzt zu einem, mehrere Axialschlitze aufweisenden Verformungsabschnitt der Spannhülse angeordnet ist. Dadurch ist die Drehkrafteinleitkontur wesentlich robuster ausgestaltet.
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Ist das Aufnahmeloch weiterhin als Durchgangsloch derart ausgebildet, dass die Drehkrafteinleitkontur von einer dem Bearbeitungswerkzeug im Betrieb abgewandten Seite des Basisbauteils zur Umgebung hin zugänglich ist, ist die Spannhülse besonders einfach verdrehbar.
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Weist die Spannhülse zweckmäßigerweise einen Außengewindeabschnitt auf, der in einem Innengewindeabschnitt des Basisbauteils eingeschraubt ist, ist die Spannzangeneinheit weniger komplex aufgebaut und der Innendurchmesser der Spannhülse kann noch direkter verstellt werden.
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In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Außengewindeabschnitt derart in den Innengewindeabschnitt eingreift, dass ein Verdrehen der Spannhülse relativ zu dem Basisbauteil ein Verschieben der Spannhülse relativ zu dem Basisbauteil entlang des Aufnahmeloches bewirkt. Dadurch sind eine besonders direkte Verstellung der Spannhülse sowie eine Befestigung des Bearbeitungswerkzeuges umgesetzt.
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Ist der Außengewindeabschnitt in axialer Richtung der Spannhülse versetzt zu der Drehkrafteinleitkontur und / oder zu dem Verformungsabschnitt angeordnet, ist die Gewindefestigkeit unabhängig von dem Verformungsabschnitt ausgestaltet.
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In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Außengewindeabschnitt in axialer Richtung der Spannhülse zwischen dem Verformungsabschnitt und der Drehkrafteinleitkontur angeordnet.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Drehkrafteinleitkontur mehrere in radialer Richtung verlaufende, zueinander in Umfangsrichtung der Spannhülse versetzt angeordnete Aufnahmeaussparungen aufweist, wobei die Aufnahmeaussparung vorzugsweise jeweils zur Aufnahme eines radialen Vorsprungs des Stellwerkzeuges vorbereitet sind. Dadurch ist die Spannhülse mit einem möglichst großen Drehmoment durch das Stellwerkzeug beaufschlagbar.
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Sind die Aufnahmeaussparungen in diesem Zusammenhang als Stirnnuten ausgebildet, ist die Herstellung der Aufnahmeaussparungen auch besonders kostengünstig.
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Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Werkzeugsystem mit einem Bearbeitungswerkzeug sowie einer Spannvorrichtung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das Bearbeitungswerkzeug des Werkzeugsystems ist dann besonders effektiv wechselbar.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine isometrische Ansicht einer in Längsrichtung geschnittenen Spannvorrichtung nach einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wobei die Spannhülse sowie das in ihr aufgenommene Bearbeitungswerkzeug in Längsrichtung geschnitten dargestellt sind, so dass der detaillierte Aufbau der Spannhülse erkennbar ist,
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2 eine isometrische Ansicht der in 1 eingesetzten Spannhülse, wobei die Spannhülse von einer Außenumfangsseite derart dargestellt ist, dass sowohl die Drehkrafteinleitkontur als auch der die mehreren Axialschlitze aufweisende Verformungsabschnitt der Spannhülse erkennbar sind, und
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3 eine Detailansicht des in 1 mit III gekennzeichneten Bereiches, in dem die Anordnung der Spannhülse innerhalb des Aufnahmeloches des Basisbauteils der Spannvorrichtung erkennbar ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 veranschaulicht. Die Spannvorrichtung 1 dient als eine Werkzeugspannvorrichtung, d.h. zum lösbaren Aufnehmen eines Bearbeitungswerkzeuges 2, das hier als elektrochemisches Werkzeug in Form einer Kathode, nämlich Röhrenkathode ausgestaltet ist. Zusammen mit dem Bearbeitungswerkzeug 2 bildet die Spannvorrichtung 1 ein Werkzeugsystem 17 aus.
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Die Spannvorrichtung 1 weist auf übliche Weise ein plattenförmig ausgestaltetes Basisbauteil 3 auf, das zur Aufnahme des Bearbeitungswerkzeuges 2 ein Aufnahmeloch 4 aufweist. In dem Aufnahmeloch 4 ist das Bearbeitungswerkzeug 2 in einer Arbeitsstellung der Spannvorrichtung 1 / des Werkzeugsystems 17 befestigt / drehfest aufgenommen. Dafür ragt ein schaftförmiger / rohrförmiger Befestigungsbereich 19 des Bearbeitungswerkzeuges 2 in der in 1 und 3 gezeigten Arbeitsstellung in das Aufnahmeloch 4 hinein.
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Das Aufnahmeloch 4 erstreckt sich gerade entlang einer gedachten Längsachse 20 in dem Basisbauteil 3. In dem Aufnahmeloch 4 ist wiederum eine Spannhülse 6 einer Spannzangeneinheit 5 eingesetzt. Die Spannhülse 6 weist an einem axialen zylindrischen Abschnitt ein Außengewinde auf. Dieser so gebildete Außengewindeabschnitt 11 wirkt derart mit dem Basisbauteil 3 zusammen, dass er in einen in dem Aufnahmeloch 4 eingebrachten Innengewindeabschnitt 12 des Basisbauteils 3 eingeschraubt ist / eingreift. Dadurch lässt sich bei einem Verdrehen der Spannhülse 6 sowie durch Abstützen der beiden Gewindeabschnitte 11 und 12 aneinander, die Spannhülse 6 in axialer Richtung des Aufnahmeloches 4 verschieben. Die durch den Außengewindeabschnitt 11 sowie den Innengewindeabschnitt 12 gebildete Verschraubung ist dabei selbsthemmend ausgebildet. Die in ihrer gesamten axialen Länge hohl ausgebildeten Spannhülse 6 (auch als Spannzange bezeichnet) dient auf übliche Weise zur Einstellung eines durch sie definierten Innendurchmessers eines Innenloches 21, um den schaftförmigen Befestigungsbereich 19 des Bearbeitungswerkzeuges 2 kraftschlüssig mit dem Basisbauteil 3 / der Spannvorrichtung 1 zu verbinden bzw. von diesem / dieser zu lösen.
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Die Spannhülse 6 weist zu diesem Zwecke einen Verformungsabschnitt 10 auf. Der Verformungsabschnitt 10 schließt in axialer Richtung der Spannhülse 6, wie ebenfalls in 3 gut zu erkennen ist, an den Außengewindeabschnitt 11 an, welcher Außengewindeabschnitt 11 in der 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht detailliert dargestellt ist. Der Verformungsabschnitt 10 ist durch mehrere entlang des Umfangs der Spannhülse 6 verteilt angeordnete Axialschlitze 9 (d.h. sich in axialer Richtung der Spannhülse 6 erstreckende Schlitze) ausgebildet, wobei sich die Axialschlitze 9 über eine bestimmte axiale Länge der Spannhülse 6, jedoch nicht über die gesamte Länge der Spannhülse 6 hinweg, erstrecken. Die Axialschlitze 9 erstrecken sich allesamt gleich weit in axialer Richtung innerhalb des Verformungsabschnittes 10. Durch diese Axialschlitze 9 bilden sich in dem Verformungsabschnitt 10 mehrere in radialer Richtung der Spannhülse 6 / der Längsachse 20 in der Arbeitsstellung elastisch verformbare Laschen aus. Ebenfalls ist der Verformungsabschnitt 10 neben den Axialschlitzen 9, mit einer konischen Außenfläche 15 ausgestaltet. Diese konische Außenfläche 15 liegt, wie besonders gut in 3 zu erkennen ist, im Betrieb fest an einer komplementär dazu ausgebildeten Innenfläche 16 des Aufnahmeloches 4 an. Durch ein axiales Verschieben des Spannhülse 6 durch das zuvor beschriebene Verdrehen der Spannhülse 6 kommt es zu einem Entlanggleiten der Außenfläche 15 relativ zu der Innenfläche 16 und somit je nach Drehrichtung der Spannhülse 6 relativ zu dem Basisbauteil 3 zu einem Verkleinern bzw. Vergrößern des Innendurchmessers des durch die Spannhülse 6 ausgebildeten Innenloches 21. Damit ist der Befestigungsbereich 19 des Bearbeitungswerkzeuges 2 auf einfache Weise im Betrieb durch Einschieben in das Aufnahmeloche 4 bzw. in das Innenloch 21 mit der Spannvorrichtung 1 verbindbar oder von dieser lösbar.
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Auf einer dem Verformungsabschnitt 10 abgewandten axialen Seite der Spannhülse 6 schließt an den Außengewindeabschnitt 11 erfindungsgemäß eine Drehkrafteinleitkontur 7 an. Wie besonders gut in 2 zu erkennen ist, ist diese Drehkrafteinleitkontur 7 an einer Stirnseite 8 der Spannhülse 6 angeordnet. Wie in 3 zu erkennen, weist die Spannhülse 6 in dem axialen Bereich dieser Drehkrafteinleitkontur 7 einen kleineren Außendurchmesser auf als im axialen Bereich des Verformungsabschnittes 10 und des Außengewindeabschnittes 11. Der Außendurchmesser der Spannhülse 6 im axialen Bereich dieser Drehkrafteinleitkontur 7 ist auch kleiner als ein minimaler Innendurchmesser des als Durchgangsloch ausgebildeten Aufnahmeloches 4. Dadurch ist die Drehkrafteinleitkontur 7 stets in dem Einstellbereich / Verstellbereich der Spannhülse 6 radial beabstandet zu / außer Kontakt mit dem Basisbauteil.
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Die Drehkrafteinleitkontur 7 ist durch mehrere Aufnahmeaussparungen 13 ausgebildet. Die Aufnahmeaussparungen 13 sind in Form von Stirnnuten 14 in die Spannhülse 6 bzw. in die Stirnseite 8 eingebracht. In dieser Ausführung sind vier Stirnnuten 14 / Aufnahmeaussparungen 13 entlang des Umfangs / in Umfangsrichtung der Spannhülse 6 gleichmäßig (um 90° versetzt zueinander) verteilt angeordnet. Die Drehkrafteinleitkontur 7 ist deshalb besonders gut für ein Stellwerkzeug, das hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt ist, zugänglich. Das Stellwerkzeug / Drehwerkzeug weist typischerweise vier, jeweils komplementär zu einer Aufnahmeaussparung 13 ausgebildete Vorsprünge / radial verlaufende Vorsprünge auf, die in die Aufnahmeaussparungen 13 zur drehfesten Verbindung gleichzeitig einschiebbar sind. Diese kreuzförmige Anordnung der Aufnahmeaussparungen 13 / der Stirnnuten 14 bildet eine besonders vorteilhafte Angriffsform für das Stellwerkzeug aus.
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Wie in 3 weiter erkennbar ist, ist das Aufnahmeloch 4 an einer einem Bearbeitungsbereich 23 des Bearbeitungswerkzeuges 2 abgewandten Seite des Basisbauteils 3 derart zur Umgebung hin geöffnet, dass das Stellwerkzeug frei in das Aufnahmeloch 4 einschiebbar ist und die Drehkrafteinleitkontur 7 zur Umgebung des Basisbauteils frei zugänglich ist.
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Wie weiterhin in 1 gesamtheitlich gut zu erkennen ist, bildet die Spannvorrichtung 1 zusammen mit dem Bearbeitungswerkzeug 2 das Werkzeugsystem 17 aus, das zur Bearbeitung, nämlich zu einer elektrochemischen Bearbeitung, eines hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Werkstückes vorbereitet ist. In dem Basisbauteil 3 sind parallel zu dem Aufnahmeloch 4 weitere Durchgangslöcher in Form von Durchgangsbohrungen 22 eingebracht, die zum Durchstecken mehrerer Befestigungselemente 18 in Form von Schrauben dienen. Diese Befestigungselemente 18 dienen wiederum zur Befestigung bestimmter Abdeckungselemente für die elektrochemische Bearbeitung durch das Werkzeugsystem 17.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannvorrichtung
- 2
- Bearbeitungswerkzeug
- 3
- Basisbauteil
- 4
- Aufnahmeloch
- 5
- Spannzangeneinheit
- 6
- Spannhülse
- 7
- Drehkrafteinleitkontur
- 8
- Stirnseite
- 9
- Axialschlitz
- 10
- Verformungsabschnitt
- 11
- Außengewindeabschnitt
- 12
- Innengewindeabschnitt
- 13
- Aufnahmeaussparung
- 14
- Stirnnut
- 15
- Außenfläche
- 16
- Innenfläche
- 17
- Werkzeugsystem
- 18
- Befestigungselement
- 19
- Befestigungsbereich
- 20
- Längsachse
- 21
- Innenloch
- 22
- Durchgangsbohrung
