DE102016119752A1

DE102016119752A1 - Hydraulische Dehnspanneinrichtung

Info

Publication number: DE102016119752A1
Application number: DE102016119752.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Haag
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-19
Also published as: EP3525969A1; WO2018073265A1

Abstract

Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspannfutter, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse (X) definierenden Grundkörper (2), an dessen vorderem Endbereich eine zur vorderen Stirnfläche (4) des Grundkörpers (2) hin offene zentrale Aufnahme (5) ausgebildet ist, in welche ein zu spannendes Bauteil (B) axial schiebbar ist. Die Aufnahme (5) ist von mehreren hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammern (6) umgeben, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts angeordnet und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet sind, wobei die Wandung (7) der Aufnahme (5) des Grundkörpers (2) in den zwischen der Spannfläche und den Druckkammern (6) gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern (6) elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme (5) eingeschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspannfutter, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse definierenden Grundkörper, an dessen vorderem Endbereich eine zur vorderen Stirnfläche des Grundkörpers hin offene zentrale Aufnahme ausgebildet ist, in welche ein zu spannendes Bauteil axial schiebbar ist, wobei die Aufnahme einen axialen Spannabschnitt mit einer Spannfläche definiert und die Wandung der Aufnahme im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Desweiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine hydraulische Dehnspanneinrichtung, die als Dehnspanndorn ausgebildet ist, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse definierenden Grundkörper, an dem ein Spannabschnitt mit einer Spannfläche ausgebildet ist, auf welchen ein zu spannendes Bauteil schiebbar ist, wobei die Wandung des Grundkörpers im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach außen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Zwischenbüchse, die mit einer einen Dehnspannfutter oder einem Dehnspanndorn gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, um den aktiven Spanndurchmesser der Dehnspanneinrichtung zu verändern.
Derartige hydraulische Dehnspanneinrichtungen - auch Hydro-Dehnspannfutter genannt - sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dazu, Werkzeuge oder zu bearbeitende Bauteile an einer Werkzeugmaschine zu fixieren. Man unterscheidet dabei zwei Arten von Dehnspanneinrichtungen, nämlich zum einen sog. Dehnspanndorne, um ein Bauteil außenseitig zu spannen, und Dehnspannfutter, die eine zentrale Aufnahme aufweisen, um einen Werkzeugschaft, eine Welle oder dergleichen innenseitig zu spannen.
Die bekannten hydraulischen Dehnspannfutter umfassen gewöhnlich einen Grundkörper, der eine Spann- oder Futterachse definiert, und eine Dehnbüchse, die unter Bildung einer die Dehnbüchse umgebenden und mit einem Hydraulikmittel beaufschlagbaren Druckkammer in den Grundkörper eingesetzt ist und eine zu der vorderen Stirnfläche des Grundkörpers hin offene zentrale Aufnahme bildet, in welche ein zu spannender Werkzeugschaft eingeschoben werden kann. Dabei ist die Wandung zwischen der Druckkammer und der Aufnahme derart dünn und elastisch ausgebildet, dass sie durch eine Druckerhöhung in der Druckkammer elastisch nach innen verformbar ist, um einen in die Aufnahme eingesetzten Werkzeugschaft kraftschlüssig zu fixieren.
Bei Dehnspanndornen ist der Spannabschnitt an der Außenseite des Grundkörpers vorgesehen und wird von einer üblicherweise zylindrischen Spannfläche gebildet. Innenseitig von der Spannfläche ist eine ringförmige Druckkammer ausgebildet, wobei die Wandung zwischen der Spannfläche und der Druckkammer derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Druckerhöhung in der Druckkammer elastisch nach außen verformbar ist, um ein auf die Spannfläche aufgesetztes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Die bekannten Dehnspanneinrichtungen besitzen einen definierten Spanndurchmesser, so dass nur Bauteile gespannt werden können, die einen korrespondierenden zu spannenden Durchmesser besitzen. So muss der Durchmesser der Aufnahme bei einem Dehnspannfutter zu dem Durchmesser des zu spannenden Schafts in der Weise korrespondieren, dass der Schaft in die Aufnahme eingeschoben und durch die elastische Verformung der Dehnbüchse bei Beaufschlagung der Druckkammer gespannt werden kann. In gleicher Weise muss bei einem Dehnspanndorn der Spanndurchmesser zu dem Innendurchmesser eines zu spannenden Bauteils korrespondieren.
Wenn die entsprechenden Durchmesser zueinander nicht korrespondieren, sondern beispielsweise mit einem Dehnspannfutter Werkzeuge zu kleinen Durchmessers gespannt werden sollen, kommen Zwischenbüchsen zum Einsatz, um den aktiven Spanndurchmesser der Dehnspanneinrichtung zu verändern.
Eine solche Zwischenbüchse besitzt einen Büchsenkörper zylindrischer Grundform. Im Falle einer Verwendung der Zwischenbüchse mit einem Dehnspannfutter definiert der Büchsenkörper eine zentrale Spannbohrung, deren Durchmesser dem Schaftdurchmesser des zu spannenden Werkzeugs entspricht. Der Außendurchmesser des Büchsenkörpers ist so bemessen, dass er in die Aufnahme des Spannfutters einsetzbar ist und der Spannabschnitt des Büchsenkörpers radial nach innen verformt wird, wenn die Druckkammer des Dehnspannfutters unter Druck gesetzt wird.
Im Falle der Verwendung mit einem Dehnspanndorn ist der Büchsenkörper in der Weise ausgebildet, dass er auf den Spannbereich eines hydraulischen Dehnspanndorns aufschiebbar ist und durch diesen gespannt werden kann. Dabei ist eine Spannfläche an der Außenseite des elastisch verformbaren Spannabschnitts des Büchsenkörpers ausgebildet. Der Außendurchmesser des Dehnspanndorns im Bereich von dessen Spannfläche und der Innendurchmesser der Zwischenbüchse sind dabei so gewählt, dass der Büchsenkörper mit seinem Spannabschnitt an der Spannfläche des Dehnspanndorns in Anlage kommt, so dass der Spannabschnitt der Zwischenbüchse radial nach außen verformt wird, wenn die Druckkammer des Dehnspanndorns unter Druck gesetzt wird.
Zur Erzielung der erforderlichen Elastizität weisen die Büchsenkörper in der Regel mehrere sich in der Längsrichtung des Büchsenkörpers erstreckende Schlitze auf, die sich insbesondere vom Außenumfang von Innenumfang des Büchsenkörpers erstrecken können.
Die bekannten Dehnspanneinrichtungen bzw. Verbindungssysteme bestehend aus Dehnspanneinrichtung und Zwischenbüchse haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Die Bestrebungen gehen jedoch dahin, das Einsatzgerät flexibler zu gestalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Dehnspanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie flexible einsetzbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Aufnahme von mehreren hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammern umgeben ist, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts angeordnet und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet sind, und dass die Wandung der Aufnahme des Grundkörpers in den zwischen der Spannfläche und den Druckkammern gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme eingeschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Ferner ist die Aufgabe erfindungsgemäß bei einer als Dehnspanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in dem Grundkörper innenseitig von dem Spannabschnitt mehrere hydraulisch beaufschlagbare Druckkammern ausgebildet sind, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts angeordnet und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet sind, und dass die Wandung des Grundkörpers in den zwischen der Spannfläche des Spannabschnitts und den Druckkammern gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern elastisch nach innen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Der Erfindung liegt somit die Überlegung zugrunde, Dehnspanneinrichtungen nicht wie im Stand der Technik mit einer ringförmigen Druckkammer zu versehen, über welche der Spannabschnitt entlang seines gesamten Umfangs gleichmäßig mit Druck beaufschlagbar ist, sondern vielmehr mehrere in Umfangsrichtung versetzt und beabstandet zueinander angeordnete Druckkammern vorzusehen, über welche die Wandung des Spannabschnitts nur lokal in den Umfangsbereichen, über welche sich die Druckkammern erstrecken, verformt wird. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen das Bauteil auch nur lokal zu belasten, wenn dies gewünscht ist. Dabei sind die einzelnen Druckkammern bevorzugt über Verbindungskanäle miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam druckbeaufschlagt werden können. Beispielsweise können drei Druckkammern mit einem Winkelversatz von 120° in Umfangsrichtung vorgesehen sein. Diese erstrecken sich dann zweckmäßigerweise jeweils über einen Umfangsbereich von 30° bis 60°, insbesondere von etwa 50°.
In bevorzugter Weise ist der Grundkörper mit den Druckkammern zumindest teilweise in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Alternativ ist es möglich, in an sich bekannter Weise den Grundkörper mehrteilig mit einer Dehnbüchse auszuführen, um die Druckkammern zu realisieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandung des Spannabschnitts über ihre axiale Länge durch Ausnehmungen, die sich in der Längsrichtung und insbesondere in der Axialrichtung erstrecken und die bevorzugt als radiale Längsschlitze ausgebildet sind, unter Bildung von in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen liegenden Spannbereichen, über die ein Bauteil gespannt wird, segmentiert ist. Durch die Segmentierung lässt sich die Wandung des Spannabschnitts leichter als eine geschlossene Wandung verformen.
In den zwischen den Ausnehmungen liegenden Spannbereichen sind dann Spannflächenabschnitte ausgebildet, welche mit dem zu spannenden Bauteil in Kontakt kommen. Diese können angepasst an die Form eines zu spannenden Bauteils ausgebildet sein. Wenn beispielsweise ein kreisförmiger Querschnitt gespannt werden soll, sind die Spannflächenabschnitte bevorzugt ebenfalls kreissegmentförmig ausgebildet. Alternativ können die Spannbereiche jeweils einen insbesondere radialen Haltevorsprung tragen, an welchem ein Spannflächenabschnitt ausgebildet ist, der mit dem zu spannenden Bauteil in Kontakt kommt. Bei dieser Ausführungsform können die Konturen des Spannabschnitts ansonsten unabhängig von der Form des zu spannenden Bauteils gewählt werden.
Mit den erfindungsgemäßen hydraulischen Dehnspanneinrichtungen lassen sich Bauteile aktiv spannen. In diesem Fall kommt der Spannabschnitt lokal in denjenigen Umfangsbereichen, über welche sich die Druckkammern erstrecken, mit dem Bauteil in Kontakt, wenn die Druckkammern hydraulisch beaufschlagt werden.
Dadurch, dass erfindungsgemäß mehrere getrennte Druckkammern vorgesehen sind, über welche der Spannabschnitt nur lokal in denjenigen Umfangsbereichen, über welche sich die Druckkammern erstrecken, beaufschlagt wird, wird weiterhin die Möglichkeit geschaffen, Bauteile auch passiv nach der Tribos- oder Tribos-Mini-Technologie der Anmelderin zu spannen, die allgemein bekannt und in der EP 1 046 455 B1 beschrieben ist. Grund ist, dass die lokale Verformung der Wandung des Spannabschnitts durch eine Beaufschlagung der Druckkammern zwar zu einer radial nach innen/nach außen gerichteten Verformung im Bereich der Druckkammern selbst führt. In den in Umfangsrichtung zwischen den Druckkammern liegenden Bereichen wird die Wandung des Spannabschnitts indes in der umgekehrten Richtung verformt. Bei einer Ausgestaltung als Spannfutter führt also eine Druckbeaufschlagung der Druckkammern dazu, dass die Wandung des Spannabschnitts im Bereich der Druckkammern nach innen und in den dazwischen liegenden Bereichen nach außen verformt wird. Im Falle der Ausgestaltung als Dehnspanndorn führt eine Beaufschlagung der Druckkammern zu einer nach außen gerichteten Verformung der im Bereich der Druckkammern liegenden Wandungsabschnitte, in den zwischen den Druckkammern gelegenen Bereichen jedoch zu einer nach innen gerichteten Verformung. Bei einer Entlastung der Druckkammern werden die Wandungsabschnitte in entgegen gesetzter Richtung elastisch rückverformt. Bei entsprechender Ausgestaltung der Spannabschnitte kann diese Rückverformung genutzt werden, um ein Bauteil passiv zu spannen. In diesem Fall findet der eigentliche Spannvorgang nicht wie bei der aktiven Spannung lokal im Bereich der Druckkammern statt, sondern lokal in den zwischen den Druckkammern gelegenen Umfangsbereichen. Bei entsprechender Ausgestaltung des Spannabschnitts nach der Tribos- bzw. Tribos-Mini-Technologie der Anmeldung ist also eine Passivspannung mit den erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtungen möglich.
In Anlehnung an die Tribos-Mini-Technologie kann beispielsweise jeder Druckkammer eine Ausnehmung zugeordnet sein, die in Umfangsrichtung mittig von der Druckkammer positioniert ist, so dass durch die so erfolgte Segmentierung zwischen den Ausnehmungen bzw. radialen Längsschlitze Spannbereiche gebildet werden, die zwischen den Druckkammern liegen. Wenn eine aktive Spannung erfolgen soll, liegen die Ausnehmungen in Umfangsrichtung mittig zwischen den Druckkammern.
Ebenso kann jeder Druckkammer ein Hohlraum zugeordnet sein, der sich über die axiale Länge des Spannabschnitts radial zwischen der Druckkammer und der Spannfläche in Umfangsrichtung erstreckt und insbesondere durch die der Druckkammer zugeordnete Ausnehmung mit der Spannfläche verbunden ist. Dabei sind die Hohlräume in Umfangsrichtung jeweils mittig von der zugeordneten Druckkammer oder in Umfangsrichtung jeweils mittig zwischen den Hohlräumen positioniert, erstrecken sich bevorzugt über eine größeren Umfangsbereich als die Druckkammern. Die Hohlräume können als Umfangsschlitze ausgebildet sein und/oder konzentrisch zur Spannachse verlaufen.
Zur Erhöhung der Verformungselastizität können in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammer Kavitäten in dem Grundkörper ausgebildet sein, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und insbesondere konzentrisch zu der Spannachse verlaufen. Insbesondere können die Kavitäten als Umfangsschlitze ausgebildet sein. In diesem Fall können sich an die in Umfangsrichtung liegenden Enden der Umfangschlitze Endschlitze anschließen, welche die Enden der Druckkammern bogenförmig umgeben. Im Falle einer als Dehnspannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung liegen die Kavitäten radial außerhalb der Hohlräume und erstrecken sich die Endschlitze ausgehend von den Umfangsschlitzen nach außen. Im Falle einer als Dehnspanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung liegen die Kavitäten radial innerhalb der Hohlräume und erstrecken sich die Endschlitze nach innen.
Alternativ ist es möglich, zur Realisierung der Tribos- bzw. Tribos-Mini-Technologie in die Aufnahme eines Dehnspannfutters eine Zwischenbüchse einzusetzen, die eine zentrale Spannbohrung für ein zu spannendes Bauteil aufweist, wobei die Außenfläche der Zwischenbüchse derart ausgebildet ist, dass die Zwischenbüchse nur in den zu den Druckkammern korrespondierenden Umfangsbereichen an der Wandung der Aufnahme innenseitig anliegt, in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung der Aufnahme beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern nur in den Anlagebereichen elastisch nach innen und damit in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen elastisch nach außen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammern elastisch in ihre Ausgangsform zurückverformt wird. Entsprechend kann auf den Spannabschnitt eines Spanndorns eine Zwischenbüchse geschoben werden, an deren Außenseite ein Bauteil festspannbar ist, wobei die Innenfläche der Zwischenbüchse derart ausgebildet ist, dass sie nur in den zu den Druckkammern korrespondierenden Umfangsbereichen an der Wandung des Spannabschnitts außenseitig anliegt, in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern nur in den Anlagebereichen elastisch nach außen und damit in den zwischen den Anlagebereichen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach innen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammern elastisch in ihre Ausgangsform zurückverformt wird. In diesem Fall können mit der erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtung weiterhin Bauteile aktiv gespannt werden und die Spannabschnitte in herkömmlicher Weise zylindrisch bzw. hohlzylindrisch ausgebildet sein.
Alternativ kann eine Passiv-Spannung gemäß der Tribos-Technologie durch den Einsatz einer Zwischenbüchse realisiert werden. Die Verwendung einer Zwischenbüchse hat ferner den Vorteil, dass mit einer einzigen Dehnspanneinrichtung über den Einsatz von Zwischenbüchsen mit unterschiedlichen Spanndurchmessern unterschiedlich große Bauteile gespannt werden können.
Auch in diesem Fall können in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammern Kavitäten in dem Grundkörper ausgebildet sein, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und insbesondere konzentrisch zu der Spannachse verlaufen. Diese können in schon beschriebener Weise als Umfangsschlitze ausgebildet sein, wobei sich dann zweckmäßigerweise an die in Umfangsrichtung liegenden Enden der Umfangschlitze Endschlitze anschließen, welche insbesondere die Enden der Druckkammern bogenförmig umschließen.
Die Zwischenbüchsen können dabei im Bereich der mit dem zu spannenden Bauteil in Kontakt kommenden Innen- bzw. Außenfläche durch entsprechende axiale Ausnehmungen oder Längsschlitze segmentiert sein. Ebenso können in dem Körper der Zwischenbüchse als Umfangsschlitze ausgebildete Hohlräume ausgebildet sein, die über die Längsschlitze mit der zu spannenden Innen- oder Außenfläche der Zwischenbüchse verbunden sind, wie dies aus der Tribos-Mini-Technologie bekannt ist. Letzten Endes sind die in den Unteransprüchen 3 bis 12 unter Schutz gestellten Ausgestaltungen der Innenkontur eines Spannfutters oder der Außenkontur eines Spanndorns auch auf die Ausgestaltung einer Zwischenbüchse übertragbar.
Wenn Zwischenbüchsen eingesetzt werden, die nur lokal an der Wandung des Spannabschnitts eines Dehnspannfutters/Dehnspanndorns in Anlage kommen, können auch Dehnspanneinrichtungen eingesetzt werden, die eine sich ringförmig entlang der Spannfläche erstreckende Druckkammer besitzen.
Dem einer Beaufschlagung der Druckkammer wird zwar die Wandung des Spannabschnitts über den gesamten Umgang nach innen bzw. außen elastisch verformt, jedoch führt die Verformung nur im Bereich der Anlagefläche auch zu einer korrespondierenden Verformung der Zwischenbüchse.
Entsprechend wird gemäß einem weiteren Aspekt unter Schutz gestellt eine hydraulische Dehnspanneinrichtung ausgebildet als Dehnspannfutter, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse definierenden Grundkörper, an dessen vorderem Endbereich eine zur vorderen Stirnfläche des Grundkörpers hin offene zentrale Aufnahme ausgebildet ist, in welche ein zu spannendes Bauteil axial schiebbar ist, wobei die Aufnahme einen axialen Spannabschnitt mit einer Spannfläche definiert und die Wandung der Aufnahme im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, wobei die Aufnahme von einer hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammer ringförmig umgeben ist, die insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in die Aufnahme eine Zwischenbüchse eingesetzt ist, die eine zentrale Spannbohrung für ein zu spannendes Bauteil aufweist, wobei die Außenfläche der Zwischenbüchse derart ausgebildet ist, dass die Zwischenbüchse nur in definierten, in Umfangsrichtung beabstandeten, insbesondere gleichmäßig beabstandeten, Anlagebereichen an der Wandung der Aufnahme innenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung der Aufnahme beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer nur in den Anlagebereichen elastisch nach innen und damit in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach außen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammer elastisch in ihre Ausgangsposition zurückverformt wird.
Desweiteren wird unter Schutz gestellt eine hydraulische Dehnspannrichtung, ausgestaltet als Dehnspanndorn, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse definierenden Grundkörper, an dem ein Spannabschnitt mit einer Spannfläche ausgebildet ist, auf welchen ein zu spannendes Bauteil schiebbar ist, wobei die Wandung des Grundkörpers im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach außen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, wobei in dem Grundkörper innenseitig von dem Spannabschnitt eine hydraulisch beaufschlagbare Druckkammer ausgebildet ist, die sich ringförmig entlang des Umfangs des Spannabschnitts erstreckt und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass auf den Spannabschnitt eine Zwischenbüchse geschoben ist, an deren Außenseite ein Bauteil fest spannbar ist, wobei die Innenfläche der Zwischenbüchse derart ausgebildet ist, dass sie nur in mehreren definierten, entlang des Umfangs beabstandeten und insbesondere gleichmäßig verteilt positionierten Umfangsbereichen an der Wandung des Spannabschnitts außenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer nur in den Anlagebereichen elastisch nach außen und damit in den zwischen den Anlagebereichen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach innen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammer elastisch in ihre Ausgangsposition zurückverformt wird.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung verwiesen.
In der Zeichnung zeigt

1 eine Seitenansicht einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 1 im Schnitt entlang der Linie B-B;
3 eine Seitenansicht einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 3 im Schnitt entlang der Linie B-B;
5 die Dehnspanneinrichtung aus 3 im Längsschnitt;
6 die Dehnspanneinrichtung aus 3 in Vorderansicht;
7 eine Seitenansicht einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 die Dehnspanneinrichtung aus 7 entlang der Linie B-B in 7;
9 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 7 in Vorderansicht;
10 die Dehnspanneinrichtung aus 7 im Längsschnitt;
11 eine Seitenansicht einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung mit einer Zwischenbüchse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 11 im Schnitt entlang der Linie D-D aus 11;
13 eine zu der vierten Ausführungsform korrespondierende Variante einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung;
14 eine Seitenansicht einer als Spanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 14 im Schnitt entlang der Linie B-B;
16 die Dehnspanneinrichtung aus 14 in Vorderansicht;
17 die Dehnspanneinrichtung aus 14 im Längsschnitt;
18 eine Seitenansicht einer als Spanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 die Dehnspanneinrichtung aus 18 entlang der Linie B-B;
20 eine Seitenansicht der als Spanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 20 im Schnitt entlang der Linie B-B;
22 die hydraulische Dehnspanneinrichtung aus 20 in Vorderansicht;
23 die Dehnspanneinrichtung im Schnitt entlang der Linie A-A in 22; und
24 eine zu der siebten Ausführungsform korrespondierende Variante einer als Spanndorn ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung.

Die 1 und 2 zeigen eine hydraulische Dehnspanneinrichtung zum Spannen eines Bauteils, insbesondere eines Werkzeugschaftes, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die hydraulische Dehnspanneinrichtung 1 ist hier als Spannfutter ausgebildet und umfasst einen Grundkörper 2, der eine Spann- oder Futterachse X definiert. An seinem in der 1 linken Endbereich weist der Grundkörper 2 eine Maschinenschnittstelle in Form eines Spannflansches 2a zur Befestigung an einer Werkzeugmaschine auf. Wie in der 2 erkennbar ist, sind in dem Spannflansch 2a insgesamt drei gleichmäßig entlang des Umfangs verteilte axiale Durchgangsbohrungen 3 ausgebildet, über welche die Dehnspanneinrichtung 1 an einem Arbeits- oder Maschinentisch festgeschraubt werden kann.
In der dem Spannflansch 2a gegenüberliegenden vorderen Stirnfläche 4 des Grundkörpers 2 ist eine zentrale Aufnahme 5 ausgebildet, die einen Spannabschnitt mit einer Spannfläche definiert und in die ein zu spannendes Bauteil eingeschoben werden kann.
Die Aufnahme 5 ist von insgesamt drei Druckkammern 6 umgeben, die sich über die axiale Länge des Spannabschnitts erstrecken. Die Druckkammern 6 sind mit einem Winkelversatz von 120° in dem Grundkörper 2 ausgebildet und erstrecken sich jeweils über einen Umfangsbereich von etwa 50°. Sie können mit einem Hydraulikmittel beaufschlagt werden, um die Wandung 7 zwischen der zentralen Aufnahme 4 und den Druckkammern 6 elastisch nach innen zu verformen und so ein in die Aufnahme 5 eingesetztes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren. Hierzu sind die zwischen der Aufnahme 5 und der Druckkammer 6 gelegenen Abschnitte der Wandung 7 entsprechend dünn und elastisch ausgebildet. Zur Druckbeaufschlagung sind die Druckkammern 6 über Verbindungskanäle 8 miteinander verbunden und stehen über eine im Grundköper 2 ausgebildete Hydraulikmittelleitung 9 mit einer zentralen Hydraulikmittelquelle in Verbindung. Das gesamte System mit den Druckkammern 6, den Verbindungskanälen 8 und der Hydraulikmittelleitung 9 sind in an sich bekannter Weise mit einem Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl befüllt.
In dem vorliegenden Fall ist der Grundkörper 2 mit den Druckkammern 6 durch ein generatives Fertigungsverfahren hergestellt. Alternativ ist es möglich, in an sich bekannter Weise den Grundkörper mehrteilig, insbesondere mit einer Dehnbüchse auszubilden, um die geschlossenen Druckkammern 6, die Verbindungskanäle 8 und die Hydraulikmittelleitung 9 herzustellen.
In den 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese besitzt den gleichen Grundaufbau wie die erste Ausführungsform mit einem Grundkörper 2, der über einen Spannflansch 2a an einer Werkzeugmaschine fixierbar ist, und einer zur vorderen Stirnfläche 4 des Grundkörpers 2 hin offenen zentralen Aufnahme 5, in die ein zu spannendes Bauteil eingeschoben werden kann. Die Aufnahme 5 ist von insgesamt drei Druckkammern 6 umgeben, die hydraulisch beaufschlagt werden können, um die zwischen der Aufnahme 5 und den Druckkammern 6 gelegenen Wandungsabschnitten des Spannabschnitts elastisch zu verformen.
Während bei der ersten Ausführungsform ein zu spannendes Bauteil durch Beaufschlagung der Druckkammern 6 aktiv gespannt wird, ist hier ein passiv spannendes System vorgesehen, das entsprechend spannt, wenn die Druckkammern 6 druckentlastet sind. Hierzu ist die Wandung des Spannabschnitts über ihre axiale Länge durch Ausnehmungen 10 in der Form von radialen Längsschlitzen segmentiert. Konkret ist jeder Druckkammer 6 ein Längsschlitz 10 zugeordnet, der in der Umfangsrichtung mittig von der Druckkammer 6 positioniert ist. Zwischen den drei radialen Längsschlitzen 10 werden Spannbereiche 11 definiert, über die ein Bauteil gespannt wird. In der dargestellten Ausführungsform tragen die Spannbereiche jeweils einen radialen Haltevorsprung 12, an welchem ein Spannflächenabschnitt ausgebildet ist.
Weiterhin ist jeder Druckkammer 6 ein Hohlraum 13 in der Form eines konzentrisch zu der Spannachse X verlaufenden Umfangsschlitzes zugeordnet, der sich über die axiale Länge des Spannabschnitts zwischen der Druckkammer 6 und der Spannfläche in Umfangsrichtung erstreckt. Die Umfangsschlitze 13 sind dabei in Umfangsrichtung jeweils mittig von der zugeordneten Druckkammer 6 positioniert und durch den der Druckkammer 6 zugeordneten Längsschlitz 10 mit der Spannfläche verbunden. Wie die 4 gut erkennen lässt, erstrecken sich die Umfangsschlitze 13 dabei über eine größeren Umfangsbereich als die Druckkammern 6, hier über einen Winkelbereich von etwa 100°.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Druckkammern 6 hydraulisch beaufschlagt werden, wird die zwischen den Druckkammern 6 und den zugeordneten Umfangsschlitzen 13 liegende Wandung nach innen gedrückt. Gleichzeitig werden die in Umfangsrichtung zwischen den Druckkammern 6 liegenden Wandungsabschnitte mit den Spannbereichen 11 radial nach außen bewegt, so dass ein zu spannendes Bauteil in die Aufnahme 5 eingesetzt werden kann. Werden die Druckkammern 6 anschließend wieder entlastet, kehren die Spannbereiche 11 durch die elastische Rückstellkraft in ihrer Ausgangsform zurück und fixieren das in die Aufnahme 5 eingeschobene Bauteil.
Um die Elastizität zu erhöhen, sind in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammern 6 Kavitäten 14 in der Form von Umfangsschlitzen ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und konzentrisch zu der Spannachse X verlaufen. An die ein Umfangsrichtung liegenden Enden der Umfangsschlitze 14 schließen sich nach außen erstreckende Endschlitze 15 an, die sich bogenförmig um die Enden der Druckkammern 6 erstrecken.
In den 7 bis 10 ist eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtung dargestellt, welche als Spannfutter ausgebildet ist. Diese Ausführungsform entspricht der zuvor beschrieben zweiten Ausführungsform mit der Maßgabe, dass das Dehnspannfutter als aktiv spannende Dehnspanneinrichtung 1 ausgebildet ist. Hierzu sind die drei radialen Längsschlitze 10 und die drei zwischen der Aufnahme 5 und den Druckkammern 6 vorgesehen Umfangsschlitze 13 gegenüber der zweiten Ausführungsform um 60° verdreht, so dass sich die Umfangsschlitze 13 genauso wie die Kavitäten 14 im Wesentlichen zwischen den Druckkammern 6 erstrecken, während die Spannbereiche 11 radial unmittelbar innerhalb der Druckkammern 6 liegen, so dass sie aktiv nach innen gedrückt werden, wenn die Druckkammern 6 hydraulisch beaufschlagt werden.
In den 11 und 12 ist eine vierte Ausführungsform einer als Spannfutter ausgebildeten hydraulischen Dehnspanneinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese hydraulische Dehnspanneinrichtung 1 entspricht der ersten Ausführungsform, jedoch ist hier eine Zwischenbüchse 16 in die Aufnahme 5 eingesetzt. Ferner sind Kavitäten 14 in der Form von Umfangsschlitzen mit daran endseitig anschließenden Endschlitzen 15 wie bei der dritten Ausführungsform zwischen den Druckkammern 6 vorgesehen.
Die Zwischenbüchse 16 ist vorgesehen, um mit der Dehnspanneinrichtung 1 Bauteile in einer zentralen Spannbohrung 17 der Zwischenbüchse 16 auch passiv spannen zu können. Hierzu ist die Außenfläche der Zwischenbüchse 16 derart ausgebildet und positioniert, dass sie nur in den zu den Druckkammern 6 korrespondierenden Umfangsbereichen, d.h. an in Umfangsrichtung zentraler Position der Druckkammern 6, an der Wandung 7 der Aufnahme 5 innenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung 7 beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse 16 bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern 6 nur in den Anlagebereichen elastisch nach innen und damit in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach außen verformt wird, um ein Bauteil in die zentrale Spannbohrung 17 einzusetzen. Wie die 12 erkennen lässt, besitzt die Zwischenbüchse 16 einen Außenquerschnitt etwa dreieckiger Grundform, wobei die Eckenbereiche 18 abgerundet sind und einen zu der Aufnahme 5 korrespondierenden Radius besitzen. Mit diesen abgerundeten Eckenbereichen 18 liegt die Zwischenbüchse 16 an der Innenwandung der Aufnahme 5 an. Ebenfalls in 12 ist erkennbar, dass an der Innenwandung der Zwischenbüchse 16 drei radiale Haltevorsprünge 19 vorgesehen sind, welche Spannflächenabschnitte definieren, mit denen die Zwischenbüchse 16 an einem zu spannenden Bauteil in Anlage kommt. Ebenso ist es möglich, die Innenfläche der Zwischenbüchse 16 durch radiale Längsschlitze zu segmentieren.
Im Falle der Verwendung einer Zwischenbüchse 16 ist es auch möglich, anstelle mehrerer - in diesem Falle dreier - diskreter Druckkammern 6 eine einzige sich ringförmig entlang der Aufnahme 5 erstreckende Druckkammern (6') vorzusehen. Wird diese mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt, wird zwar die Wandung 7 der Aufnahme 5 entlang des gesamten Umfangs nach innen verformt, jedoch führt die Verformung nur in den Anlagebereichen der Zwischenbüchse 16 zu einer entsprechenden Verformung derselben (siehe 13).
In den 14 bis 23 sind weitere drei Ausführungsformen von hydraulischen Dehnspanneinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die als Dehnspanndorn ausgebildet sind und den gleichen Grundaufbau besitzen. Konkret besitzen die hydraulischen Dehnspanneinrichtungen 1 einen Grundkörper 2, der eine Spann- oder Futterachse X definiert. An seinem einen Endbereich weist der Grundkörper 2 eine Maschinenschnittstelle in der Form eines Spannflansches 2 zur Befestigung an einer Werkzeugmaschine auf. In dem Spannflansch 2a sind insgesamt drei gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt angeordnete axiale Durchgangsbohrungen 3 ausgebildet, über welche die Dehnspanneinrichtung 1 an einem Arbeits- oder Maschinentisch festgeschraubt werden kann.
Der vordere Endbereich des Grundkörpers 2 ist als zylindrischer Dorn 2b ausgebildet, der außenseitig einen Spannabschnitt mit einer zylindrischen Spannfläche definiert. Auf den Spannabschnitt kann ein zu spannendes Bauteil geschoben werden. In dem Dorn 2b sind innenseitig des Spannabschnitts insgesamt drei Druckkammern 6 ausgebildet, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Wandung des Grundkörpers 2 ist in den zwischen der Spannfläche des Spannabschnitts und den Druckkammern 6 gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern 6 elastisch nach außen verformt wird, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Wie in den 17 und 18 erkennbar ist, muss der Spannabschnitt nicht über den gesamten Umfang zylindrisch ausgebildet sein. Es reicht auch aus, wenn die Spannfläche nur in den Umfangsbereichen, in denen die Druckkammern 6 ausgebildet sind, entsprechend zylinderabschnittförmig ausgebildet sind.
Die in den 13 bis 18 dargestellten fünften und sechsten Ausführungsform der Dehnspanneinrichtung arbeiten als aktiv spannende Systeme, mit denen ein Bauteil durch Druckbeaufschlagung der Druckkammern 6 gespannt wird.
Alternativ können in zuvor schon beschriebener Weise die aktiv spannenden Systeme auch zur Passivspannung eingesetzt werden, indem auf den dornförmigen Spannabschnitt der Dehnspanneinrichtung 1 eine entsprechende Zwischenbüchse 16 geschoben wird, wie dies in den 19 bis 22 dargestellt ist. Hierzu ist die Innenfläche der Zwischenbüchse 16 derart ausgebildet, dass sie nur in den zu den Druckkammern 6 korrespondierenden Umfangsbereichen, d.h. etwa mittig in der Erstreckungsrichtung der Druckkammern 6, an der Wandung des Spannabschnitts außenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse 16 bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern 6 nur in den Anlagebereichen elastisch nach außen und damit in den zwischen den Anlagebereichen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach innen verformt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Zwischenbüchse 16 einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des dornförmigen Spannabschnitts der Dehnspanneinrichtung 1 ist. An der Innenfläche der Zwischenbüchse 16 sind jedoch drei radial nach innen ragende Haltevorsprünge 20 ausgebildet, mit denen die Zwischenbüchse 16 an der Außenfläche des Spannabschnitts der Dehnspanneinrichtung 1 in Anlage kommt. Die Außenfläche der Zwischenbüchse 11 besitzt eine polygonartige Ausgestaltung mit drei vorstehenden Bereichen 21, die im Wesentlichen zwischen den Druckkammern 6 positioniert sind, und dazwischen gelegenen Abflachungen 22. Die vorstehenden Bereiche 21 besitzen dabei einen Krümmungsradius, der dem Innendurchmesser eines zu spannenden Bauteils entspricht.
Zum Spannen eines Bauteils werden die Druckkammern 6 mit Druck beaufschlagt, so dass die Wandung 7 des Spannabschnitts in den Umfangsbereichen der Druckkammern 6 lokal elastisch nach außen verformt werden. In der Folge werden auch die damit in Kontakt stehenden Bereiche der Zwischenbüchse 16 nach außen verformt, und die zwischen den Anlagebereichen gelegenen Wandungsabschnitte, d.h. die vorstehenden Bereiche der Polygonform, werden gleichzeitig elastisch nach innen verformt, so dass ein Bauteil auf die Zwischenbüchse 16 geschoben werden kann. Bei einer Druckentlastung der Druckkammern 6 verformen sich die Wandung 7 der Dehnspanneinrichtung 1 und die Zwischenbüchse 16 elastisch in ihre Ausgangsform zurück, d.h. die vorstehenden Bereiche der Polygonform werden nach außen bewegt, um das Bauteil zu spannen.
Auch hier ist es alternativ möglich, anstelle der drei diskreten Druckkammern 6 eine einzige Druckkammer 6' vorzusehen, die sich entlang des gesamten Umfangs des Spannabschnitts erstreckt und konzentrisch zur Spannachse X ausgebildet ist, da eine Beaufschlagung dieser Druckkammer 6' nur in den Anlagebereichen zu der Zwischenbüchse 16 auch zu einer entsprechenden Verformung derselben führt (siehe 24).
Die Zwischenbüchse 16 kann auch einteilig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet oder stoffschlüssig mit diesem verbunden sein.
Bezugszeichenliste

1: Dehnspanneinrichtung
2: Grundkörper
2a: Spannflansch
2b: zylindrischer Dorn
3: Durchgangsbohrung
4: Stirnfläche
5: Aufnahme
6: Druckkammern
7: Wandung
8: Verbindungskanäle
9: Hydraulikmittelleitung
10: Ausnehmung
11: Spannbereiche
12: Haltevorsprung
13: Hohlraum
14: Kavitäten
15: Endschlitze
16: Zwischenbüchse
17: Spannbohrung
18: Eckenbereiche
19,20: Haltevorsprünge
X: Spann- oder Futterachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1046455 B1 [0021]

Claims

Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspannfutter, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse (X) definierenden Grundkörper (2), an dessen vorderem Endbereich eine zur vorderen Stirnfläche (4) des Grundkörpers (2) hin offene zentrale Aufnahme (5) ausgebildet ist, in welche ein zu spannendes Bauteil (B) axial schiebbar ist, wobei die Aufnahme (5) einen axialen Spannabschnitt mit einer Spannfläche definiert und die Wandung (7) der Aufnahme (5) im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme (5) geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (5) von mehreren hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammern (6) umgeben ist, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts angeordnet und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet sind, und dass die Wandung (7) der Aufnahme (5) des Grundkörpers (2) in den zwischen der Spannfläche und den Druckkammern (6) gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern (6) elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme (5) eingeschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspanndorn, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse (X) definierenden Grundkörper (2), an dem ein Spannabschnitt mit einer Spannfläche ausgebildet ist, auf welchen ein zu spannendes Bauteil schiebbar ist, wobei die Wandung des Grundkörpers (2) im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach außen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (2) innenseitig von dem Spannabschnitt mehrere hydraulisch beaufschlagbare Druckkammern (6) ausgebildet sind, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Spannabschnitts angeordnet und insbesondere konzentrisch zur Spannachse ausgebildet sind, und dass die Wandung des Grundkörpers (2) in den zwischen der Spannfläche des Spannabschnitts und den Druckkammern (6) gelegenen Bereichen derart elastisch ausgebildet ist, dass sie durch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks in den Druckkammern (6) elastisch nach innen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (7) des Spannabschnitts über ihre axiale Länge durch Ausnehmungen(10), die sich in der Längsrichtung und insbesondere in der Axialrichtung erstrecken und die bevorzugt als radiale Längsschlitze ausgebildet sind, unter Bildung von in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen (10) liegenden Spannbereichen (11), über die ein Bauteil gespannt wird, segmentiert ist.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckkammer (6) eine Ausnehmung (10) zugeordnet ist, wobei die Ausnehmungen in Umfangsrichtung mittig von den zugeordneten Druckkammern (6) oder mittig zwischen den Druckkammern positioniert sind.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbereiche (11) jeweils einen insbesondere radialen Haltevorsprung (12) tragen, an welchem ein Spannflächenabschnitt ausgebildet ist.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckkammer (6) ein Hohlraum (13) zugeordnet ist, der sich über die axiale Länge des Spannabschnitts radial zwischen der Druckkammer (6) und der Spannfläche in Umfangsrichtung erstreckt und insbesondere durch die der Druckkammer (6) zugeordnete Ausnehmung (10) mit der Spannfläche verbunden ist, wobei die Hohlräume (13) in Umfangsrichtung jeweils mittig von der zugeordneten Druckkammer (6) oder in Umfangsrichtung jeweils mittig zwischen den Hohlräumen (13) positioniert sind.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch kennzeichnet, dass sich die Hohlräume (13) über einen größeren Umfangsbereich als die Druckkammern (6) erstrecken.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (13) als Umfangsschlitze ausgebildet sind und/oder konzentrisch zu der Spannachse (X) verlaufen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspannfutter nach Anspruch 1 und nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammern (6) radial außerhalb der Hohlräume (13) Kavitäten (14) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und insbesondere konzentrisch zu der Spannachse (X) verlaufen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (14) als Umfangsschlitze ausgebildet sind, wobei sich an die in Umfangsrichtung liegenden Enden der Umfangsschlitze nach außen erstreckende, insbesondere die Enden der Druckkammern (6) bogenförmig umgebende Endschlitze (15) anschließen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspanndorn nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammern (6) radial innerhalb der Hohlräume (13) Kavitäten (14) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und insbesondere konzentrisch zu der Spannachse (X) verlaufen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (14) als Umfangsschlitze ausgebildet sind, wobei sich an die in Umfangsrichtung der Umfangsschlitze liegenden Enden nach innen erstreckende, insbesondere die Enden der Druckkammern (6) bogenförmig umschließende Endschlitze (15) anschließen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufnahme (5) eine Zwischenbüchse (16) eingesetzt ist, die eine zentrale Spannbohrung (17) für ein zu spannendes Bauteil aufweist, wobei die Außenfläche der Zwischenbüchse (16) derart ausgebildet ist, dass die Zwischenbüchse (16) nur in den zu den Druckkammern (6) korrespondierenden Umfangsbereichen an der Wandung (7) der Aufnahme (5) innenseitig anliegt, in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung (7) der Aufnahme (5) beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse (16) bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern (6) nur in den Anlagebereichen elastisch nach innen und damit in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen elastisch nach außen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammern (6) elastisch in ihre Ausgangsform zurückverformt wird.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Spannabschnitt eine Zwischenbüchse (16) geschoben ist, an deren Außenseite ein Bauteil festspannbar ist, wobei die Innenfläche der Zwischenbüchse (16) derart ausgebildet ist, dass sie nur in den zu den Druckkammern (6) korrespondierenden Umfangsbereichen an der Wandung (7) des Spannabschnitts außenseitig anliegt, in den dazwischenliegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung (7) beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse (16) bei einer Druckerhöhung in den Druckkammern (6) nur in den Anlagebereichen elastisch nach außen und damit in den zwischen den Anlagebereichen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach innen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammern (6) elastisch in ihre Ausgangsform zurückverformt wird.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Druckkammern (6) Kavitäten (14) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und insbesondere konzentrisch zu der Spannachse (X) verlaufen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (14) als Umfangsschlitze ausgebildet sind, wobei sich an die in Umfangsrichtung liegenden Enden der Umfangsschlitze Endschlitze (15) anschließen, welche insbesondere die Enden der Druckkammern (6) bogenförmig umschließen.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei Druckkammern (6) mit einem Versatz von 120° in Umfangsrichtung vorgesehen sind.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Druckkammern (6) jeweils über einen Umfangsbereich von 30° bis 60°, insbesondere von 50° erstrecken.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspannfutter, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse (X) definierenden Grundkörper (2), an dessen vorderem Endbereich eine zur vorderen Stirnfläche (4) des Grundkörpers (2) hin offene zentrale Aufnahme (5) ausgebildet ist, in welche ein zu spannendes Bauteil (B) axial schiebbar ist, wobei die Aufnahme (5) einen axialen Spannabschnitt mit einer Spannfläche definiert und die Wandung (7) der Aufnahme (5) im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach innen verformbar ist, um ein in die Aufnahme (5) geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, wobei die Aufnahme (5) von einer hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammer (6') ringförmig umgeben ist, die insbesondere konzentrisch zur Spannachse (X) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufnahme (5) eine Zwischenbüchse (16) eingesetzt ist, die eine zentrale Spannbohrung (17) für ein zu spannendes Bauteil aufweist, wobei die Außenfläche der Zwischenbüchse (16) derart ausgebildet ist, dass die Zwischenbüchse (16) nur in definierten, in Umfangsrichtung beabstandeten, insbesondere gleichmäßig beabstandeten, Anlagebereichen an der Wandung (7) der Aufnahme (5) innenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung (7) der Aufnahme (5) beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse (16) bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer (6') nur in den Anlagebereichen elastisch nach innen und damit in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach außen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammer (6') elastisch in ihre Ausgangsposition zurückverformt wird.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung, ausgebildet als Dehnspanndorn, insbesondere zum Fixieren eines Bauteils oder Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine oder einem Arbeitstisch, mit einem eine Spannachse (X) definierenden Grundkörper (2), an dem ein Spannabschnitt mit einer Spannfläche ausgebildet ist, auf welchen ein zu spannendes Bauteil schiebbar ist, wobei die Wandung des Grundkörpers (2) im Bereich des Spannabschnitts hydraulisch elastisch nach außen verformbar ist, um ein auf den Spannabschnitt geschobenes Bauteil kraftschlüssig zu fixieren, wobei in dem Grundkörper (2) innenseitig von dem Spannabschnitt eine hydraulisch beaufschlagbare Druckkammer (6') ausgebildet ist, die sich ringförmig entlang des Umfangs des Spannabschnitts erstreckt und insbesondere konzentrisch zur Spannachse (X) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Spannabschnitt eine Zwischenbüchse (16) geschoben ist, an deren Außenseite ein Bauteil fest spannbar ist, wobei die Innenfläche der Zwischenbüchse (16) derart ausgebildet ist, dass sie nur in mehreren definierten, entlang des Umfangs beabstandeten und insbesondere gleichmäßig verteilt positionierten Umfangsbereichen an der Wandung (7) des Spannabschnitts außenseitig anliegt, in den dazwischen liegenden Umfangsbereichen jedoch von der Wandung (7) beabstandet ist, so dass die Zwischenbüchse (16) bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer (6') nur in den Anlagebereichen elastisch nach außen und damit in den zwischen den Anlagebereichen liegenden Umfangsbereichen elastisch nach innen verformt wird und bei einer Druckentlastung der Druckkammer (6') elastisch in ihre Ausgangsposition zurückverformt wird.
Hydraulische Dehnspanneinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mit den Druckkammern (6) zumindest teilweise in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt ist.