DE102018214189A1

DE102018214189A1 - expansion chucks

Info

Publication number: DE102018214189A1
Application number: DE102018214189.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Matheis; Gilbert Kleiner
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dehnspannfutter (1) zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs, mit einem sich entlang einer Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters (1) erstreckenden Spannteil (10), der eine zentrische Aufnahmeöffnung (3) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem aufweist, das wenigstens eine Druckkammer (30) umfasst, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung (3) durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt, über einen Druckkanal (31) mit Fluiddruck beaufschlagbar und über einen Entlüftungskanal (32) entlüftbar ist. Das Dehnspannfutter (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkanal (31) und der Entlüftungskanal (32) voneinander getrennt in Bezug auf die Längsmittelachse (2) diametral gegenüberliegend zu der wenigstens einen Druckkammer (30) führen.The invention relates to an expansion chuck (1) for receiving and tensioning a shank tool, with a clamping part (10) extending along a longitudinal central axis (2) of the expansion chuck (1), which has a central receiving opening (3) for receiving a tool shank and one with a Has fluid pressure chamber system, which comprises at least one pressure chamber (30) which is separated in the radial direction from the receiving opening (3) by an elastically flexible expansion wall under the fluid pressure, can be pressurized with fluid pressure via a pressure channel (31) and via a ventilation channel (32) is ventable. The expansion chuck (1) is characterized in that the pressure channel (31) and the ventilation channel (32) separate from one another with respect to the longitudinal central axis (2) diametrically opposite to the at least one pressure chamber (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs.The invention relates to an expansion chuck for receiving and clamping a shank tool.

Ein derartiges, vom Fachmann auch als Hydro- oder Hydraulikdehnspannfutter bezeichnetes Dehnspannfutter ist beispielsweise aus der WO 2017/093280 A1 bekannt. Das in der WO 2017/093280 A1 angegebene Dehnspannfutter hat einen Schaftteil mit einem sog. HSK (kurz für: Hohlschaftkegel)-Schaft zum Ankuppeln an ein Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel und einen axial an den Schaftteil anschließenden Spannteil, der sich entlang einer Dreh- oder Längsmittelachse des Dehnspannfutters erstreckt und eine (axial verlaufende) zentrische Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem aufweist. Das Kammersystem umfasst zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Druckkammern, die sich jeweils ringförmig um die Aufnahmeöffnung erstrecken und in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt sind. Die beiden Druckkammern sind fluidisch miteinander verbunden und über einen durch den Spannteil laufenden Druckkanal, der in die näher am Schaftteil liegende Druckkammer mündet, mit Fluiddruck beaufschlagbar. Der Fluiddruck wird mittels einer im Schaftteil angeordneten Druckerzeugungseinrichtung (bestehend aus einer Spannschraube, einem Spannkolben, etc.) erzeugt. Der von der Druckerzeugungseinrichtung zur Druckkammer führende Druckkanal ist aus längs bzw. quer zur Dreh- oder Längsmittelachse verlaufenden Bohrungen zusammengesetzt. Ein in der Kanalquerschnittsfläche kleiner gehaltener Befüllungs- oder (im Folgenden:) Entlüftungskanal, der aus einer quer zur Dreh- oder Längsmittelachse verlaufenden Bohrung gebildet ist und von einer Entlüftungseinrichtung (bestehend aus einer Entlüftungsschraube etc.) ausgeht, mündet in einem Bereich zwischen der Druckerzeugungseinrichtung und der Druckkammer in den Druckkanal.Such an expansion chuck, also referred to as a hydraulic or hydraulic expansion chuck by a person skilled in the art, is known, for example, from US Pat WO 2017/093280 A1 known. That in the WO 2017/093280 A1 The specified chuck has a shank part with a so-called HSK (short for: hollow shank taper) shank for coupling to a module of a modular tool system or to a machine spindle and a chuck part axially adjoining the shank part, which extends along a rotational or longitudinal center axis of the chuck and has an (axially extending) central receiving opening for receiving a tool shank and a chamber system to which fluid pressure can be applied. The chamber system comprises two pressure chambers arranged at an axial distance from one another, each of which extends in a ring around the receiving opening and is separated in the radial direction from the receiving opening by an elastically flexible expansion wall under the fluid pressure. The two pressure chambers are fluidly connected to one another and can be pressurized with fluid pressure via a pressure channel running through the tensioning part, which opens into the pressure chamber closer to the shaft part. The fluid pressure is generated by means of a pressure generating device (consisting of a tensioning screw, a tensioning piston, etc.) arranged in the shaft part. The pressure channel leading from the pressure generating device to the pressure chamber is composed of bores running longitudinally or transversely to the rotational or longitudinal central axis. A filling or (in the following :) venting channel which is kept smaller in the cross-sectional area of the duct, which is formed from a bore running transversely to the rotational or longitudinal central axis and which starts from a venting device (consisting of a venting screw etc.), opens out in an area between the pressure generating device and the pressure chamber in the pressure channel.

Der oben erwähnte Entlüftungskanal dient zur Entlüftung des Kammersystems und Druckkanals und einer anschließenden Befüllung mit einem geeigneten Druckfluid, im Besonderen Öl. Die Fluidbefüllung des Kammersystems erfolgt regelmäßig in einem Zustand, in dem der Druckanal durch die Druckerzeugungseinrichtung fluiddicht geschlossen ist, und durch Beaufschlagung des Kammersystems (einschließlich der mit dem Kammersystem in Verbindung stehenden Druck- und Entlüftungskanäle) mit einem Unterdruck über die Entlüftungseinrichtung. Nach der Fluidbefüllung des entlüfteten Kammersystems wird der Entlüftungskanal durch die Entlüftungseinrichtung fluiddicht geschlossen. In diesem Zustand bilden der Druckkanal, das Kammersystem und der Entlüftungskanal ein fluiddicht geschlossenes System, wodurch über die Druckerzeugungseinrichtung das Kammersystem mit Druck beaufschlagt werden kann.The above-mentioned venting channel serves to vent the chamber system and pressure channel and then to fill it with a suitable pressure fluid, in particular oil. The fluid filling of the chamber system takes place regularly in a state in which the pressure channel is closed in a fluid-tight manner by the pressure generating device, and by applying a negative pressure via the ventilation device to the chamber system (including the pressure and ventilation channels connected to the chamber system). After the vented chamber system has been filled with fluid, the venting channel is closed in a fluid-tight manner by the venting device. In this state, the pressure channel, the chamber system and the ventilation channel form a fluid-tight closed system, as a result of which pressure can be applied to the chamber system via the pressure generating device.

Der Druckkanal, der Entlüftungskanal, die Druckerzeugungseinrichtung und die Entlüftungseinrichtung resultieren aufgrund ihrer exzentrischen Anordnung, einer ungleichen Gestaltung etc. in einer unsymmetrischen Massenverteilung in Bezug auf die Dreh- oder Längsmittelachse, woraus sich bei einem Drehantrieb des Dehnspannfutters Unwuchten ergeben können, die umso größer sind, je höher die Drehzahl ist, mit der das Dehnspannfutter betrieben wird. Abgesehen davon verursachen der zu dem Kammersystem führende exzentrisch liegende Druckkanal und der in den Druckkanal mündende exzentrisch liegende Entlüftungskanal bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems in ihrer Umgebung im Spannteilkörper eine bezüglich der Dreh- oder Längsmittelachse unsymmetrische Spannungsverteilung, die zu einer - zwar geringen, aber doch spürbaren - Biegeverformung des Spannteils führen kann. Insbesondere bei einem Dehnspannfutter mit einem in axialer Richtung länglichen Spannteil, dessen axiale Erstreckung deutlich größer ist als dessen diametrale Erstreckung, können die oben erwähnten Unwuchten und die spannungsbedingte Biegeverformung gerade bei den mittlerweile üblichen hohen Werkzeugdrehzahlen zu einem unerwünschten Rundlauffehler des im Spannteil eingespannten Werkzeugs führen.Due to their eccentric arrangement, an uneven design, etc., the pressure channel, the ventilation channel, the pressure generating device and the ventilation device result in an unsymmetrical mass distribution with respect to the central or longitudinal axis, which can result in imbalances when the expansion chuck is driven, which are all the greater , the higher the speed at which the expansion chuck is operated. Apart from this, the eccentrically located pressure channel leading to the chamber system and the eccentrically located ventilation channel opening into the pressure channel when the chamber system is pressurized in its environment in the clamping part body cause an asymmetrical stress distribution with respect to the central axis of rotation or longitudinal axis, which leads to a - although small, but noticeable - May cause bending of the clamping part. Particularly in the case of an expansion chuck with a clamping part that is elongated in the axial direction and whose axial extension is significantly larger than its diametrical extension, the above-mentioned unbalance and the bending deformation due to tension can lead to an undesirable concentricity error of the tool clamped in the clamping member, especially at the now high tool speeds.

Angesichts dieses Problems schlägt die EP 1737594 B1 ein Dehnspannfutter vor, bei dem die Druckbeaufschlagung eines aus nur einer Druckkammer bestehenden Kammersystems über einen Druckkanal erfolgt, der im Unterschied zu einem aus einer Bohrung oder aus Bohrungsabschnitten gebildeten Druckkanal als ein ringförmig geschlossener, bezüglich der Dreh- oder Längsmittelachse konzentrisch verlaufender Ringspalt oder Ringkanal ausgebildet ist. Bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems mag sich dank der geschlossenen Ringform des Druckkanals im Spannteil zwar eine bezüglich der Dreh- oder Längsmittelachse rotationssymmetrische Spannungsverteilung ergeben. Gerade bei dem oben erwähnten Dehnspannfutter mit einem axial länglichen Spannteil, dessen axiale Erstreckung deutlich größer ist als dessen diametrale Erstreckung, resultiert die doch beträchtliche axiale Länge des ringförmigen Druckkanals von einer Druckerzeugungseinrichtung bis zum Kammersystem in einer verringerten Steifigkeit des Spannteils, so dass sich aufgrund äußerer Torsions- und Querkräfte, die bei einer spanabhebenden Bearbeitung über ein eingespanntes Werkzeug auf das Dehnspannfutter übertragen werden, Rundlauffehler einstellen können.Given this problem, the EP 1737594 B1 an expansion chuck in which the pressurization of a chamber system consisting of only one pressure chamber takes place via a pressure channel which, in contrast to a pressure channel formed from a bore or from bore sections, is designed as an annularly closed annular gap or annular channel which is concentric with respect to the central axis of rotation or longitudinal axis is. When the chamber system is pressurized, the closed ring shape of the pressure channel in the tensioning part may result in a stress distribution that is rotationally symmetrical with respect to the central axis of rotation or longitudinal axis. Especially in the case of the above-mentioned expansion chuck with an axially elongated clamping part, the axial extension of which is significantly greater than the diametrical extension, the considerable axial length of the annular pressure channel from a pressure generating device to the chamber system results in a reduced rigidity of the clamping part, so that due to external Torsional and transverse forces, which are transferred to the expansion chuck during machining by means of a clamped tool, can set concentricity errors.

Ausgehend von der WO 2017/093280 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dehnspannfutter zu schaffen, das sich durch eine hohe Steifigkeit und eine hohe Rundlaufgenauigkeit auszeichnet. Starting from the WO 2017/093280 A1 the invention has for its object to provide an expansion chuck which is characterized by high rigidity and high concentricity.

Diese Aufgabe wird durch ein Dehnspannfutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.This object is achieved by an expansion chuck with the features of claim 1. Advantageous further developments are the subject of dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Dehnspannfutter hat die Funktion, ein Schaftwerkzeug, z.B. ein Bohr-, Fräs- oder Reibwerkzeug, aufzunehmen und einzuspannen.An expansion chuck according to the invention has the function of a shank tool, e.g. a drilling, milling or reaming tool to take up and clamp.

Analog zu dem aus der WO 2017/093280 A1 bekannten Dehnspannfutter hat ein erfindungsgemäßes Dehnspannfutter einen sich entlang einer Dreh- oder Längsmittelachse des Dehnspannfutters erstreckenden Spannteil, der eine (axial verlaufende) zentrische Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts des Schaftwerkzeugs und ein mit Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem aufweist. Das Kammersystem umfasst wenigstens eine Druckkammer, die in radialer Richtung durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand von der Aufnahmeöffnung getrennt ist, über einen im Folgenden als Druckkanal bezeichneten ersten Kanal mit Fluiddruck beaufschlagbar und über einen im Folgenden als Entlüftungskanal bezeichneten zweiten Kanal entlüftbar und mit Druckfluid befüllbar ist.Analogous to that from the WO 2017/093280 A1 Known expansion chuck, an expansion chuck according to the invention has a clamping part which extends along a rotational or longitudinal central axis of the expansion chuck and which has an (axially running) central receiving opening for receiving a tool shank of the shank tool and a chamber system which can be subjected to fluid pressure. The chamber system comprises at least one pressure chamber, which is separated from the receiving opening in the radial direction by an expansion wall that is elastically flexible under the fluid pressure, can be acted upon with fluid pressure via a first channel, hereinafter referred to as pressure channel, and can be vented and vented via a second channel, referred to below as venting channel Pressure fluid can be filled.

Die wenigstens eine Druckkammer kann sich nach dem Vorbild des aus der WO 2017/093280 A1 bekannten Dehnspannfutters geschlossen ringförmig um die Aufnahmeöffnung herum erstrecken. Das ist aber nicht zwingend notwendig. Zum Einspannen eines Schaftwerkzeugs in der zentrischen Aufnahmeöffnung genügt grundsätzlich, dass sich Dehnwand der wenigstens eine Druckkammer unter dem Fluidruck gegen ein in der Aufnahmeöffnung aufgenommenes Schaftwerkzeug ausdehnt. Das kann beispielsweise auch schon dann erreicht werden, wenn sich die wenigstens eine Druckkammer in Form eines offenen Rings um die zentrische Aufnahmeöffnung herum erstreckt oder aus ringförmig um die zentrische Aufnahmeöffnung herum verteilten, fluidisch miteinander verbundenen Druckkammerabschnitten gebildet ist.The at least one pressure chamber can be modeled on the one from the WO 2017/093280 A1 known expansion chuck closed ring extending around the receiving opening. However, this is not absolutely necessary. To clamp a shank tool in the central receiving opening, it is basically sufficient for the expansion wall of the at least one pressure chamber to expand under the fluid pressure against a shank tool received in the receiving opening. This can also be achieved, for example, when the at least one pressure chamber extends in the form of an open ring around the central receiving opening or is formed from pressure chamber sections distributed fluidly with one another around the central receiving opening.

Des Weiteren kann das Kammersystem vollständig in einem generativen Fertigungsverfahren (d.h. allgemein durch ein 3D-Druckverfahren, z.B. durch selektives Laserschmelzen oder selektives Lasersinteren) gefertigten Spannteil ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Dehnwand, die die wenigstens eine Druckkammer von der zentrischen Aufnahmeöffnung trennt, ein integraler Teil des Spannteils sein. Der Spannteil kann somit einstückig ausgebildet sein. Alternativ dazu kann der Spannteil aus einem Spannteilkörper und einer im Spannteilkörper angeordneten Dehnbuchse gebildet und das Kammersystem zwischen dem Spannteilkörper und der Dehnbuchse ausgebildet sein. In letzterem Fall bildet die Dehnbuchse die Dehnwand, die die wenigstens eine Druckkammer von der zentrischen Aufnahmeöffnung trennt. Selbstverständlich kann auch in diesem Fall der Spannteil zumindest abschnittsweise generativ gefertigt sein. Insbesondere bei einer komplexen Gestaltung/Anordnung des Kammersystems und/oder des Druckkanals bzw. Entlüftungskanals kann die generative Fertigung vorteilhaft sein.Furthermore, the chamber system can be designed entirely in a generative manufacturing process (i.e. generally by a 3D printing process, e.g. by selective laser melting or selective laser sintering). In this case, the expansion wall, which separates the at least one pressure chamber from the central receiving opening, can be an integral part of the clamping part. The clamping part can thus be formed in one piece. Alternatively, the clamping part can be formed from a clamping part body and an expansion bush arranged in the clamping part body and the chamber system can be formed between the clamping part body and the expansion bush. In the latter case, the expansion sleeve forms the expansion wall that separates the at least one pressure chamber from the central receiving opening. Of course, in this case too, the tensioning part can be made generatively at least in sections. Additive manufacturing can be particularly advantageous in the case of a complex design / arrangement of the chamber system and / or of the pressure channel or ventilation channel.

Im Unterschied zu dem aus der WO 2017/093280 A1 bekannten Dehnspannfutter, bei dem allein der Druckkanal zur Druckkammer führt, während der Entlüftungskanal in den Druckkanal mündet, führen bei einem erfindungsgemäßen Dehnspannfutter sowohl der Druckkanal als auch der Entlüftungskanal voneinander getrennt (von einer Druckerzeugungseinrichtung bzw. Entlüftungseinrichtung) zu der wenigstens einen Druckkammer und sind der Druckkanal und der Entlüftungskanal in Bezug auf die Längsmittelachse zueinander diametral gegenüberliegend, d.h. im Wesentlichen um 180° versetzt, angeordnet. Insbesondere können der Druckkanal und der Entlüftungskanal so angeordnet sein, dass sich einer der beiden Kanäle durch eine 180°-Drehung um die Längsmittelachse in Deckung mit dem anderen Kanal bringen lässt. Wenn der Druckkanal und der Entlüftungskanal unterschiedliche Querschnitte aufweisen, so bezieht sich die diametrale Anordnung des Druckkanals und des Entlüftungskanals auf die jeweiligen Querschnittsmittelpunkte. Mit anderen Worten verläuft in jedem Querschnitt des Dehnspannfutters eine Verbindungslinie vom Querschnittsmittelpunkt des Druckkanals zum Querschnittsmittelpunkt des Entlüftungskanals zumindest im Wesentlichen durch die Längsmittelachse.In contrast to that from the WO 2017/093280 A1 Known expansion chucks, in which only the pressure channel leads to the pressure chamber, while the ventilation channel opens into the pressure channel, both the pressure channel and the ventilation channel separate from one another (from a pressure generating device or ventilation device) to the at least one pressure chamber in an expansion chuck according to the invention and are The pressure channel and the ventilation channel are arranged diametrically opposite one another with respect to the longitudinal center axis, ie essentially offset by 180 °. In particular, the pressure channel and the ventilation channel can be arranged in such a way that one of the two channels can be brought into register with the other channel by rotating through 180 ° about the longitudinal central axis. If the pressure channel and the ventilation channel have different cross sections, the diametrical arrangement of the pressure channel and the ventilation channel relates to the respective cross-sectional center points. In other words, in each cross section of the expansion chuck, a connecting line runs from the cross-sectional center of the pressure channel to the cross-sectional center of the ventilation channel at least essentially through the longitudinal central axis.

Der Druckkanal und der Entlüftungskanal, die somit exzentrisch verlaufen, sind über die wenigstens eine Druckkammer fluidisch miteinander verbunden, wodurch bei einer Druckbeaufschlagung des Druckkanals der in dem Kammersystem erzeugte Fluiddruck auf den Entlüftungskanal übertragen wird. Durch die diametral gegenüberliegende Anordnung der beiden Kanäle wird nun erreicht, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems der Spannteil nicht allein in dem Bereich, in dem der Druckkanal verläuft, aufgrund des Drucks im Druckkanal eine spannungsbedingte Verformung erfährt, sondern auch in dem diametral gegenüberliegenden Bereich, in dem der Entlüftungskanal verläuft, eine spannungsbedingte Verformung erfährt. Durch eine entsprechende Anordnung, z.B. in jedem Querschnitt des Dehnspannfutters in zumindest im Wesentlichen gleich großen radialen Abständen zur Längsmittelachse, und eine entsprechende Auslegung, z.B. zumindest im Wesentlichen gleich große Kanalquerschnitte, der beiden Kanäle können in Bezug auf die Dreh- oder Längsmittelachse zumindest im Wesentlichen symmetrische Spannungszustände im Spannteil angestrebt bzw. erreicht werden, woraus eine höhere Rundlaufgenauigkeit resultiert als bei dem aus der WO 2017/093280 A1 bekannten Dehnspannfutter.The pressure channel and the ventilation channel, which thus run eccentrically, are fluidly connected to one another via the at least one pressure chamber, so that when the pressure channel is pressurized, the fluid pressure generated in the chamber system is transmitted to the ventilation channel. The diametrically opposite arrangement of the two channels means that when the chamber system is pressurized, the tensioning part not only undergoes a stress-related deformation due to the pressure in the pressure channel in the area in which the pressure channel runs, but also in the diametrically opposite area, in which the ventilation duct runs, undergoes a stress-related deformation. By means of an appropriate arrangement, for example in at least essentially every cross section of the expansion chuck Equally large radial distances to the longitudinal central axis, and a corresponding design, for example at least substantially identical channel cross sections, of the two channels can be aimed for or at least substantially symmetrical stress states in the clamping part with respect to the rotational or longitudinal central axis, which results in a higher concentricity than the one from the WO 2017/093280 A1 known chuck.

Diesbezüglich bietet die bereits erwähnte generative Fertigung die Möglichkeit, den Druckkanal und den Entlüftungskanal von einer Druckerzeugungseinrichtung bzw. einer Entlüftungseinrichtung voneinander getrennt und individuell gestaltbar zu der wenigstens einen Druckkammer hin auszubilden.In this regard, the generative production already mentioned offers the possibility of designing the pressure channel and the ventilation channel separately from one another and of a pressure generating device or a ventilation device, so that they can be designed individually for the at least one pressure chamber.

Zu beachten gilt, dass der Druckkanal und der Entlüftungskanal im Unterschied zu dem aus der DE 20 2004 005 321 U1 bekannten Ringkanal jeweils von einem exzentrisch verlaufenden Kanal mit vorzugsweise einer zylindrischen, im Besonderen runden, Kanalquerschnittsfläche gebildet ist.It should be noted that the pressure channel and the ventilation channel differ from that from the DE 20 2004 005 321 U1 known ring channel is each formed by an eccentrically extending channel with preferably a cylindrical, in particular round, channel cross-sectional area.

Des Weiteren können sich der Druckkanal und der Entlüftungskanal jeweils linear, z.B. als eine Bohrung, oder zumindest abschnittsweise nicht linear, z.B. mit einem Drall um die Längsmittelachse, durch den Spannteil zu der wenigstens einen Druckkammer erstrecken.Furthermore, the pressure channel and the ventilation channel can each be linear, e.g. as a bore, or at least in sections not linear, e.g. with a twist around the longitudinal central axis, through the tensioning part to the at least one pressure chamber.

Bei dem oben erwähnten linearen Verlauf des Druckkanals und Entlüftungskanals erfährt der Spannteil bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems in diametral gegenüberliegenden Bereichen Spannungen bzw. spannungsbedingte Verformungen entlang der Dreh- oder Längsmittelachse, während die in Umfangsrichtung zwischen den beiden Kanälen liegenden Bereiche spannungsfrei oder nahezu spannungsfrei bleiben. In einer bevorzugten Ausführungsform winden sich der Druckkanal und der Entlüftungskanal zumindest abschnittsweise um die Längsmittelachse. Der Drall um die Dreh- oder Längsmittelachse bewirkt, dass sich bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems die sich aus dem Druck im Druckkanal und im Entlüftungskanal ergebenden Spannungen im Spannteil in Umfangsrichtung um die Dreh- oder Längsmittelachse verteilen. Diese Spannungsverteilung kann insbesondere dann zu einer höheren Rundlaufgenauigkeit beitragen, wenn ein im Dehnspannfutter eingespanntes Werkzeug für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks, z.B. bei einer Fräsbearbeitung, einen Vorschub quer zur Dreh- oder Längsmittelachse erfährt.With the above-mentioned linear course of the pressure channel and ventilation channel, the tensioning part experiences stresses or strain-related deformations along the rotational or longitudinal central axis when the chamber system is pressurized, while the areas lying in the circumferential direction between the two channels remain tension-free or almost tension-free. In a preferred embodiment, the pressure channel and the ventilation channel wind at least in sections around the longitudinal central axis. The swirl about the central axis of rotation or longitudinal axis has the effect that when the chamber system is pressurized, the stresses resulting from the pressure in the pressure channel and in the venting channel are distributed in the circumferential direction in the clamping part around the central axis of rotation or longitudinal axis. This tension distribution can particularly contribute to a higher concentricity if a tool clamped in the chuck for machining a workpiece, e.g. with a milling process, experiences a feed transverse to the rotational or longitudinal center axis.

Der Druckkanal und der Entlüftungskanal können sich insbesondere raumspiralförmig bzw. (im Folgenden kurz:) spiralförmig oder schrauben- bzw. wendelförmig um die Dreh- oder Längsmittelachse winden. Bei einem spiralförmigen Verlauf ändert sich der radiale Abstand zur Längsmittelachse entlang der Längsmittelachse, während bei einem schrauben- oder wendelförmigen Verlauf der radiale Abstand entlang der Längsmittelachse gleich groß bleibt. Die oben erwähnte generative Fertigung lässt diesbezüglich verschiedene Möglichkeiten zu. Was den radialen Abstand zur Längsmittelachse betrifft, so gilt zu beachten, dass der radiale Abstand des Druckkanals zur Längsmittelachse und der radiale Abstand des Entlüftungskanals zur Längsmittelachse für ein und denselben Querschnitt des Dehnspannfutters vorzugsweise zumindest im Wesentlichen gleich groß sind. Je nach Auslegung der beiden Kanäle können die radialen Abstände zur Längsmittelachse für ein und denselben Querschnitt des Dehnspannfutters aber auch verschieden sein.The pressure channel and the ventilation channel can, in particular, spiral around the rotary or longitudinal center axis in the form of a space spiral or (in the following briefly :) spiral or screw or helical. In the case of a spiral course, the radial distance to the longitudinal central axis changes along the longitudinal central axis, while in the case of a helical or helical course, the radial distance along the longitudinal central axis remains the same. The additive manufacturing mentioned above allows various options in this regard. As far as the radial distance from the longitudinal central axis is concerned, it should be noted that the radial distance of the pressure channel from the longitudinal central axis and the radial distance from the ventilation channel to the longitudinal central axis are preferably at least essentially the same size for one and the same cross section of the expansion chuck. Depending on the design of the two channels, the radial distances from the longitudinal central axis can also be different for one and the same cross section of the expansion chuck.

Im Interesse möglichst gleicher Spannungszustände können der Druckkanal und der Entlüftungskanal gleich große Kanalquerschnitte und Kanallängen haben und, wie bereits erwähnt, in Bezug auf die Längsmittelachse so angeordnet sein, dass sich einer der beiden Kanäle durch eine 180°-Drehung um die Längsmittelachse in Deckung mit dem anderen Kanal bringen lässt.In the interest of the same voltage conditions as possible, the pressure channel and the ventilation channel can have channel cross sections and channel lengths of the same size and, as already mentioned, be arranged with respect to the longitudinal central axis in such a way that one of the two channels coincides with one another by a 180 ° rotation about the longitudinal central axis the other channel.

Die bereits erwähnte Druckerzeugungseinrichtung, an die der Druckkanal anschließt, und Entlüftungseinrichtung, an die Entlüftungskanal anschließt, können im Spannteil angeordnet sein. Die oben erwähnte generative Fertigung bietet sich für komplex gestaltete Innenstrukturen an, die die Druckerzeugungseinrichtung und Entlüftungseinrichtung aufnehmen.The already mentioned pressure generating device, to which the pressure channel connects, and ventilation device, to which the ventilation channel connects, can be arranged in the clamping part. The above-mentioned additive manufacturing lends itself to complex internal structures that accommodate the pressure generating device and ventilation device.

In der bevorzugten Ausführungsform kann der Spannteil axial an einen Schaftteil zum Ankuppeln des Dehnspannfutters an ein Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel angefügt sein. In diesem Fall sind die bereits erwähnte Druckerzeugungseinrichtung, an die der Druckkanal anschließt, und Entlüftungseinrichtung, an die Entlüftungskanal anschließt, vorzugsweise im Schafteil angeordnet und haben der Druckkanal und Entlüftungskanal jeweils eine an dem schaftteilseitigen Ende des Spannteils liegende Mündungsöffnung, die durch einen schaftteilseitigen Verbindungskanal mit der Druckerzeugungseinrichtung bzw. Entlüftungseinrichtung verbunden ist. Diese Ausführungsform erlaubt eine relativ schlanke Gestaltung des Spannteils. Die Fügeverbindung zwischen dem Spannteil und dem Schaftteil kann unlösbar, z.B. durch einen Stoffschluss, oder lösbar, z.B. durch Verschraubung, sein.In the preferred embodiment, the clamping part can be axially attached to a shaft part for coupling the expansion chuck to a module of a modular tool system or to a machine spindle. In this case, the already mentioned pressure generating device, to which the pressure channel connects, and ventilation device, to which the ventilation channel connects, are preferably arranged in the sheep part and the pressure channel and ventilation channel each have an orifice located on the end of the tensioning part on the shaft part, which is connected by a connecting channel on the shaft part the pressure generating device or ventilation device is connected. This embodiment allows a relatively slim design of the clamping part. The joint connection between the clamping part and the shaft part can be undetachable, e.g. by a material bond, or detachable, e.g. by screwing.

Wie bereits erwähnt, wird der Fluiddruck mittels der beispielsweise im Schaftteil angeordneten Druckerzeugungseinrichtung, die wie in der eingangs diskutierten WO 2017/093280 A1 eine Spannschraube, einen Spannkolben, etc. aufweisen kann, erzeugt, wobei der von der Druckerzeugungseinrichtung erzeugte Druck ausschließlich über den von der Druckerzeugungseinrichtung und ggf. den oben erwähnten Verbindungskanal zur Druckkammer führenden Druckkanal zur Druckkammer übertragen wird. Der oben erwähnte Entlüftungskanal, der vom Druckkanal getrennt von der Entlüftungseinrichtung zur Druckkammer führt, dient dagegen nur zur Entlüftung des Kammersystems und Druckkanals und Befüllung mit einem geeigneten Druckfluid, im Besonderen Öl. Die Fluidbefüllung des Kammersystems erfolgt regelmäßig in einem Zustand, in dem der Druckanal durch die Druckerzeugungseinrichtung fluiddicht geschlossen ist, und unter Vakuumbeaufschlagung des Kammersystems (einschließlich der mit dem Kammersystem in Verbindung stehenden Druck- und Entlüftungskanäle). Nach der Fluidbefüllung des entlüfteten Kammersystems wird der Entlüftungskanal durch die Entlüftungseinrichtung fluiddicht geschlossen. In diesem Zustand bilden der Druckkanal, das Kammersystem und der Entlüftungskanal ein fluiddicht geschlossenes System, wodurch über die Druckerzeugungseinrichtung das Kammersystem mit Druck beaufschlagt werden kann.As already mentioned, the fluid pressure is generated by means of the pressure generating device, which is arranged, for example, in the shaft part, as in the entry discussed WO 2017/093280 A1 may have a clamping screw, a clamping piston, etc., wherein the pressure generated by the pressure generating device is transmitted to the pressure chamber exclusively via the pressure channel leading from the pressure generating device and possibly the above-mentioned connecting channel to the pressure chamber. The above-mentioned ventilation channel, which leads from the pressure channel to the pressure chamber separately from the pressure channel, on the other hand only serves to vent the chamber system and pressure channel and to fill it with a suitable pressure fluid, in particular oil. The fluid filling of the chamber system takes place regularly in a state in which the pressure channel is closed in a fluid-tight manner by the pressure generating device, and with vacuum loading of the chamber system (including the pressure and ventilation channels connected to the chamber system). After the vented chamber system has been filled with fluid, the venting channel is closed in a fluid-tight manner by the venting device. In this state, the pressure channel, the chamber system and the ventilation channel form a fluid-tight closed system, as a result of which pressure can be applied to the chamber system via the pressure generating device.

Der Schaftteil kann von dem Spannteil getrennt gefertigt sein. Insbesondere kann der Spannteil, wie bereits erwähnt, vollständig oder zumindest abschnittsweise generativ und der Schaftteil konventionell gefertigt sein. In diesem Fall können der Spannteil und der Schafteil, z.B. stoffschlüssig, aneinandergefügt sein.The shaft part can be made separately from the clamping part. In particular, as already mentioned, the clamping part can be completely or at least partially generative and the shaft part can be made conventionally. In this case the tensioning part and the sheep part, e.g. cohesive, be joined together.

Im Interesse einer hohen Rundlaufgenauigkeit kann das Kammersystem zwei oder mehrere Druckkammern umfassen, die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind. Dadurch lassen sich in einem axialen Abstand bzw. in axialen Abständne Spannkräfte in das in der zentrischen Aufnahmeöffnung aufgenommene Werkzeug einleiten.In the interest of high concentricity, the chamber system can comprise two or more pressure chambers which are arranged at an axial distance from one another. As a result, clamping forces can be introduced into the tool accommodated in the central receiving opening at an axial distance or in axial distances.

In diesem Fall können die beiden oder mehreren Druckkammern zur Druckübertragung fluidisch, z.B. durch einen oder mehrere Axialkanäle, miteinander verbunden sein und der Druckkanal, d.h. im Besonderen ein Druckkanal, und der Entlüftungskanal, im Besonderen genau ein Entlüftungskanal, zu einer der beiden Druckkammern, z.B. zu der axial nächstgelegenen Druckkammer, führen. Der Spannteil kann zur Druckbeaufschlagung mehrere Druckkammern genau einen Druckkanal und einen Entlüftungskanal aufweisen.In this case, the two or more pressure chambers for fluid transmission, e.g. be connected to one another by one or more axial channels and the pressure channel, i.e. in particular a pressure channel, and the ventilation channel, in particular exactly one ventilation channel, to one of the two pressure chambers, e.g. lead to the axially closest pressure chamber. The clamping part can have exactly one pressure channel and one ventilation channel for pressurizing several pressure chambers.

Alternativ dazu können die beiden Druckkammern aber auch fluidisch voneinander getrennt sein und jeweils über einen zugeordneten Druckkanal mit Fluiddruck beaufschlagbar und über einen zugeordneten Entlüftungskanal entlüftbar und befüllbar sein. In diesem Fall kann der Spannteil also je Druckkammer einen Druckkanal und einen Entlüftungskanal aufweisen.As an alternative to this, the two pressure chambers can, however, also be fluidly separated from one another and can be acted upon with fluid pressure via an assigned pressure channel and can be vented and filled via an assigned venting channel. In this case, the clamping part can therefore have a pressure channel and a ventilation channel for each pressure chamber.

Im Folgenden werden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Dehnspannfutters beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dehnspannfutters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 einen Längsschnitt B-B entlang der Dreh- oder Längsmittelachse des Dehnspannfutters;
3 einen Querschnitt A-A des Dehnspannfutters;
4 eine Vorderansicht des Dehnspannfutters;
5 eine perspektivische Seitenansicht des Dehnspannfutters;
6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Spannteils des Dehnspannfutters;
7 eine Vorderansicht des Spannteils;
8 eine Rückansicht des Spannteils; und
9 eine perspektivische Seitenansicht des Spannteils.

Preferred embodiments of an expansion chuck according to the invention are described below with the aid of the accompanying drawings. In the drawings:

1 a side view of an expansion chuck according to the invention according to a preferred embodiment;
2 a longitudinal section BB along the rotational or longitudinal central axis of the expansion chuck;
3 a cross section AA of the expansion chuck;
4 a front view of the chuck;
5 a perspective side view of the expansion chuck;
6 a partially sectioned side view of the clamping part of the expansion chuck;
7 a front view of the clamping part;
8th a rear view of the clamping part; and
9 a perspective side view of the clamping part.

Die 1 bis 9 zeigen in verschiedenen Ansichten und Schnitten ein erfindungsgemäßes Dehnspannfutter 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Das erfindungsgemäße Dehnspannfutter 1 hat die Funktion, ein in den Figuren nicht gezeigtes Schaftwerkzeug, z.B. ein Bohr-, Fräs- oder Reibwerkzeug, aufzunehmen und einzuspannen.The 1 to 9 show an expansion chuck according to the invention in different views and sections 1 according to a preferred embodiment. The expansion chuck according to the invention 1 has the function of receiving and clamping a shank tool, not shown in the figures, for example a drilling, milling or reaming tool.

Wie insbesondere in 1 und 2 gezeigt, hat das Dehnspannfutter 1 einen im Wesentlichen axial zweiteiligen Aufbau mit einem Spannteil 10 und einem Schaftteil 20. Der Spannteil 10 ist an seinem schaftteilseitigen Ende an einer Fügefläche 11 an den Schaftteil 20 gefügt.As especially in 1 and 2 has shown, the chuck 1 an essentially axially two-part structure with a clamping part 10 and a shaft part 20 , The tensioning part 10 is at its end on the joint part on a joining surface 11 to the shaft part 20 together.

Der Schaftteil 20 weist einen HSK (Hohlschaftkegel)-Schaft zum Ankuppeln an ein (nicht gezeigtes) Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel auf.The shaft part 20 has an HSK (hollow shaft taper) shaft for coupling to a module (not shown) of a modular tool system or to a machine spindle.

Der Spannteil 10 erstreckt sich entlang einer Dreh- bzw. Längsmittelachse 2 des Dehnspannfutters 1 und weist eine axial verlaufende zentrische Aufnahmeöffnung 3 zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts des Schaftwerkzeugs und ein mit Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem auf. Das Kammersystem umfasst in der bevorzugten Ausführungsform zwei Druckkammern, eine erste Druckkammer 30 und eine zweite Druckkammer 40, die sich in radialer Richtung von der zentrischen Aufnahmeöffnung 3 durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt sind. Der Spannteil 10 ist generativ gefertigt. Das heißt, dass die Dehnwand, die die Druckkammern 30, 40 von der zentrischen Aufnahmeöffnung 3 zur Aufnahme des Schaftwerkzeugs trennt, ein integraler Bestandteil des Spannteils 10 ist. Mit anderen Worten ist der Spannteil 10 einstückig ausgebildet. Die Druckkammern 30, 40 erstrecken sich jeweils geschlossen ringförmig um die Aufnahmeöffnung 3 herum.The tensioning part 10 extends along a rotational or longitudinal central axis 2 of the chuck 1 and has an axially extending central receiving opening 3 for receiving a tool shank of the shank tool and a chamber system to which fluid pressure can be applied. In the preferred embodiment, the chamber system comprises two pressure chambers, a first pressure chamber 30 and a second pressure chamber 40 that are in the radial direction from the centric receiving opening 3 are separated by an elastically flexible expansion wall under the fluid pressure. The tensioning part 10 is made generatively. That means that the expansion wall that the pressure chambers 30 . 40 from the central receiving opening 3 separates the shaft tool, an integral part of the clamping part 10 is. In other words, the clamping part 10 integrally formed. The pressure chambers 30 . 40 each extend in a closed ring around the receiving opening 3 around.

Die erste Druckkammer 30 ist über einen ersten Druckkanal 31 mit Fluiddruck beaufschlagbar und über einen ersten Entlüftungskanal 32 entlüftbar und mit Druckfluid befüllbar. Die zweite Druckkammer 40 ist über einen zweiten Druckkanal 41 mit Fluiddruck beaufschlagbar und über einen zweiten Entlüftungskanal 42 entlüftbar und mit Druckfluid befüllbar. Die beiden Druckkanäle 31, 41 haben jeweils eine Mündungsöffnung, die in einer innerhalb der Fügefläche 11 ausgebildeten nierenförmigen Nut 51 liegt. Ebenso haben die beiden Entlüftungskanäle 32, 42 jeweils eine Mündungsöffnung, die in einer innerhalb der Fügefläche 11 ausgebildeten nierenförmigen Nut 52 liegt.The first pressure chamber 30 is via a first pressure channel 31 can be pressurized with fluid pressure and via a first ventilation channel 32 can be vented and filled with pressurized fluid. The second pressure chamber 40 is via a second pressure channel 41 can be pressurized with fluid pressure and via a second ventilation channel 42 can be vented and filled with pressurized fluid. The two pressure channels 31 . 41 each have a mouth opening in one within the joint surface 11 trained kidney-shaped groove 51 lies. The two ventilation channels also have 32 . 42 one mouth opening each in one within the joint surface 11 trained kidney-shaped groove 52 lies.

In der bevorzugten Ausführungsform weist das Drehspannfutter 1 je Druckkammer 30 bzw. 40 einen Druckkanal 31 bzw. 41 und einen Entlüftungskanal 32 bzw. 42 auf. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur die Anordnung aus der ersten Druckkammer 30, dem ersten Druckkanal 31 und dem ersten Entlüftungskanal 32 erläutert. Die Anordnung aus der zweiten Druckkammer 40, dem zweiten Druckkanal 41 und dem zweiten Entlüftungskanal 42 entspricht hinsichtlich des Aufbaus und der Funktion im Wesentlichen der Anordnung aus der ersten Druckkammer 30, dem ersten Druckkanal 31 und dem ersten Entlüftungskanal 32 und wird daher nicht gesondert beschrieben.In the preferred embodiment, the lathe chuck has 1 per pressure chamber 30 respectively. 40 a pressure channel 31 respectively. 41 and a vent channel 32 respectively. 42 on. For the sake of simplicity, only the arrangement from the first pressure chamber is described below 30 , the first pressure channel 31 and the first vent channel 32 explained. The arrangement from the second pressure chamber 40 , the second pressure channel 41 and the second vent channel 42 corresponds essentially in terms of structure and function to the arrangement from the first pressure chamber 30 , the first pressure channel 31 and the first vent channel 32 and is therefore not described separately.

Wie in 1 und 5 bis 9 gezeigt, führt bei dem erfindungsgemäßen Dehnspannfutter 1 der Druckkanal 31 von der nierenförmigen Nut 51 und der Entlüftungskanal 32 von der nierenförmigen Nut 52 zur Druckkammer 30. Der Druckkanal 31 und der Entlüftungskanal 32 sind voneinander getrennt und in Bezug auf die Längsmittelachse 2 zueinander diametral gegenüberliegend angeordnet. Durch die diametral gegenüberliegende Anordnung des Druckkanals 31 und des Entlüftungskanals 32 wird nun erreicht, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems der Spannteil 10 nicht allein in dem Bereich, in dem der Druckkanal 31 verläuft, aufgrund des Drucks im Druckkanal 31 eine spannungsbedingte Verformung erfährt, sondern auch in dem diametral gegenüberliegenden Bereich, in dem der Entlüftungskanal 32 verläuft, eine spannungsbedingte Verformung erfährt. Durch eine entsprechende Auslegung der beiden Kanäle können in Bezug auf die Längsmittelachse 2 zumindest im Wesentlichen symmetrische Spannungszustände im Spannteil 10 angestrebt bzw. erreicht werden, woraus eine hohe Rundlaufgenauigkeit resultiert.As in 1 and 5 to 9 shown leads in the expansion chuck according to the invention 1 the pressure channel 31 from the kidney-shaped groove 51 and the ventilation duct 32 from the kidney-shaped groove 52 to the pressure chamber 30 , The pressure channel 31 and the ventilation duct 32 are separated from each other and with respect to the longitudinal central axis 2 arranged diametrically opposite each other. Due to the diametrically opposite arrangement of the pressure channel 31 and the ventilation duct 32 is now achieved that the clamping part when the chamber system is pressurized 10 not only in the area where the pressure channel 31 runs due to the pressure in the pressure channel 31 undergoes a stress-related deformation, but also in the diametrically opposite area in which the ventilation duct 32 runs, undergoes a stress-related deformation. By appropriate design of the two channels in relation to the longitudinal central axis 2 at least essentially symmetrical stress states in the clamping part 10 be striven for or achieved, which results in high concentricity.

In der bevorzugten Ausführungsform weisen der Druckkanal 31 und der Entlüftungskanal 32 gleich große, im Besonderen runde Kanalquerschnitte und Kanallängen auf. Durch die jeweils runden Querschnitte des Druckkanals 31 und des Entlüftungskanals 32 lässt sich einer der beiden Kanäle durch eine 180°-Drehung um die Längsmittelachse 2 in Deckung mit dem anderen Kanal bringen. In ihren Verläufen von den nierenförmigen Nuten 51, 52 zur Druckkammer 30 winden sich der Druckkanal 31 und der Entlüftungskanal 32 jeweils um die Längsmittelachse 2. Wie insbesondere in 7 und 8 gezeigt, sind die Verläufe dabei jeweils spiralförmig, d.h. der Radius zur Längsmittelachse 2 nimmt ausgehend von der nierenförmigen Nut 51, 52 hin zur Druckkammer 30 ab. Der daraus resultierende Drall um die Längsmittelachse 2 bewirkt, dass sich bei einer Druckbeaufschlagung des Kammersystems die sich aus dem Druck im Druckkanal 31 und im Entlüftungskanal 32 ergebenden Spannungen im Spannteil 10 mit axialem Fortschreiten in Umfangsrichtung um die Längsmittelachse 2 verteilen. Diese Spannungsverteilung kann insbesondere zu einer höheren Rundlaufgenauigkeit beitragen, wenn ein im Dehnspannfutter 1 eingespanntes Werkzeug für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks, z.B. bei einer Fräsbearbeitung, einen Vorschub quer zur Längsmittelachse 2 erfährt.In the preferred embodiment, the pressure channel 31 and the ventilation duct 32 equally large, in particular round, channel cross-sections and channel lengths. Through the round cross sections of the pressure channel 31 and the ventilation duct 32 one of the two channels can be turned 180 ° around the longitudinal center axis 2 align with the other channel. In their courses from the kidney-shaped grooves 51 . 52 to the pressure chamber 30 wind the pressure channel 31 and the ventilation duct 32 each around the longitudinal central axis 2 , As especially in 7 and 8th shown, the courses are each spiral, ie the radius to the longitudinal central axis 2 starts from the kidney-shaped groove 51 . 52 towards the pressure chamber 30 from. The resulting swirl around the longitudinal central axis 2 causes a pressure on the chamber system resulting from the pressure in the pressure channel 31 and in the ventilation duct 32 resulting stresses in the clamping part 10 with axial progression in the circumferential direction around the longitudinal central axis 2 to distribute. This tension distribution can particularly contribute to a higher concentricity when in the chuck 1 clamped tool for machining a workpiece, for example for milling, a feed transverse to the longitudinal central axis 2 experiences.

In der bevorzugten Ausführungsform, in der das Drehspannfutter 1 je Druckkammer 30 bzw. 40 einen Druckkanal 31 bzw. 41 und einen Entlüftungskanal 32 bzw. 42 aufweist, verlaufen die beiden Druckkanäle 31 bzw. 41 und die beiden Entlüftungskanäle 32 bzw. 42 jeweils in gleich großen Abständen in Umfangsrichtung um die Längsmittelachse 2 angeordnet, wie es in 9 zu erkennen ist.In the preferred embodiment, in which the lathe chuck 1 per pressure chamber 30 respectively. 40 a pressure channel 31 respectively. 41 and a vent channel 32 respectively. 42 has, the two pressure channels run 31 respectively. 41 and the two ventilation channels 32 respectively. 42 each at equal intervals in the circumferential direction around the longitudinal central axis 2 arranged as it is in 9 can be seen.

Wie in 1 bis 5 gezeigt, weist das Dehnspannfutter 1 am spannteilseitigen Ende des Schaftteils 20 eine Druckerzeugungseinrichtung 60 und eine Entlüftungseinrichtung 70 auf. Wie in 2 dargestellt, weist die Druckerzeugungseinrichtung 60 eine Spannschraube 62 und einen durch die Spannschraube 62 betätigbaren Spannkolben 63 auf. Der Spannkolben 63 ist in einer im Schaftteil 20 quer zur Längsmittelachse 2 ausgebildeten Zylinderbohrung 61 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, ist die Zylinderbohrung 61 über einen ersten Verbindungskanal 53 mit der nierenförmigen Nut 51 und dadurch mit dem Druckkanal 31 und der Druckkammer 30 sowie dem Druckkanal 41 und der Druckkammer 40 verbunden. Die Entlüftungseinrichtung 70 weist eine Entlüftungsschraube 71 und eine Kugeldichtung 72 auf. Die Kugeldichtung 72 dichtet eine quer zur Längsmittelachse 2 ausgebildete Zylinderbohrung 73 gegenüber der Atmosphäre ab, indem sie von der Entlüftungsschraube 71 gegen eine Mündungsöffnung der Zylinderbohrung 73 gedrückt wird. Wie in 5 gezeigt, ist die Zylinderbohrung 73 über einen zweiten Verbindungskanal 54 mit der nierenförmigen Nut 52 und somit mit dem Entlüftungskanal 32 und der Druckkammer 30 sowie dem Entlüftungskanal 42 und der Druckkammer 40 verbunden. Über den Verbindungskanal 53 und die Nut 51 wird daher eine gleichzeitige Druckbeaufschlagung der beiden Druckkammern 30, 40 erreicht.As in 1 to 5 shown, the expansion chuck 1 at the clamping part end of the shaft part 20 a pressure generating device 60 and a venting device 70 on. As in 2 shown, has the pressure generating device 60 a clamping screw 62 and one through the turnbuckle 62 actuable tensioning piston 63 on. The tensioning piston 63 is in one in the shaft part 20 transverse to the longitudinal central axis 2 trained cylinder bore 61 arranged. As in 5 shown is the cylinder bore 61 via a first connection channel 53 with the kidney-shaped groove 51 and therefore with the pressure channel 31 and the pressure chamber 30 as well as the pressure channel 41 and the pressure chamber 40 connected. The venting device 70 has a bleed screw 71 and a ball seal 72 on. The ball seal 72 seals one across Longitudinal central axis 2 trained cylinder bore 73 towards the atmosphere by removing the vent screw 71 against an opening of the cylinder bore 73 is pressed. As in 5 shown is the cylinder bore 73 via a second connection channel 54 with the kidney-shaped groove 52 and thus with the ventilation duct 32 and the pressure chamber 30 as well as the ventilation duct 42 and the pressure chamber 40 connected. Via the connecting channel 53 and the groove 51 is therefore a simultaneous pressurization of the two pressure chambers 30 . 40 reached.

Vor der Inbetriebnahme des Dehnspannfutters 1 wird das zusammenhängende Volumen der Zylinderbohrung 61, des ersten Verbindungskanals 53, des Druckkanals 31, der Druckkammer 30, des Druckkanals 41, der Druckkammer 40, des Entlüftungskanals 32, des Entlüftungskanals 42, des zweiten Verbindungskanals 54 und der Zylinderbohrung 73 bei geschlossener Druckerzeugungseinrichtung 60 und geöffneter Entlüftungseinrichtung 70 zunächst entlüftet und anschließend mit Öl als Druckfluid befüllt. Die Fluidbefüllung erfolgt im Besonderen unter Vakuumbeaufschlagung des Kammersystems und der mit dem Kammersystem in Verbindung stehenden Kanäle. Nach der Fluidbefüllung wird die Entlüftungseinrichtung 71 fluiddicht geschlossen. In diesem Zustand bilden das Kammersystem und die mit dem Kammersystem in Verbindung stehenden Kanäle ein fluiddicht geschlossenes System, das über die Druckerzeugungseinrichtung 60 in an sich bekannter Weise mit Druck beaufschlagt werden kann. Durch die Druckbeaufschlagung verformen sich die elastisch nachgiebige Dehnwand zwischen der Druckkammer 30 und der zentrischen Aufnahmeöffnung 3 wie auch die elastisch nachgiebige Dehnwand zwischen der Druckkammer 40 und der zentrischen Aufnahmeöffnung 3 radial in Richtung der zentrischen Aufnahmeöffnung 3, wodurch ein in die Aufnahmeöffnung 3 eingelegtes Werkzeug kraftschlüssig eingespannt werden kann.Before starting up the expansion chuck 1 becomes the connected volume of the cylinder bore 61 , the first connecting channel 53 , the pressure channel 31 , the pressure chamber 30 , the pressure channel 41 , the pressure chamber 40 , the ventilation duct 32 , the ventilation duct 42 , the second connection channel 54 and the cylinder bore 73 with the pressure generating device closed 60 and open ventilation device 70 first vented and then filled with oil as the pressure fluid. The fluid filling takes place in particular under vacuum of the chamber system and the channels connected to the chamber system. After the fluid filling, the venting device 71 closed fluid-tight. In this state, the chamber system and the channels connected to the chamber system form a fluid-tight, closed system, which is connected to the pressure generating device 60 can be pressurized in a manner known per se. The pressurization deforms the elastically flexible expansion wall between the pressure chamber 30 and the central receiving opening 3 as well as the elastically flexible expansion wall between the pressure chamber 40 and the central receiving opening 3 radially in the direction of the central receiving opening 3 , causing one in the receiving opening 3 inserted tool can be clamped non-positively.

Die Erfindung ist selbstverständlich auf die oben diskutierte bevorzugte Ausführungsform beschränkt. So kann ein erfindungsgemäßes Dehnspannfutter in einer weiteren Ausführungsform, die in den Zeichnungen nicht gezeigten ist, beispielsweise genau einen Druckkanal und genau einen Entlüftungskanal, die zu der dem Schaftteil nächstgelegenen Druckkammer führen. Um die Druckbeaufschlagung zweier Druckkammern zu ermöglichen, können diese z.B. durch einen oder mehrere Axialkanäle, fluidisch miteinander verbunden sein.The invention is of course limited to the preferred embodiment discussed above. In a further embodiment, which is not shown in the drawings, an expansion chuck according to the invention can, for example, exactly one pressure channel and exactly one ventilation channel, which lead to the pressure chamber closest to the shaft part. In order to enable the pressurization of two pressure chambers, they can e.g. be fluidly connected to one another by one or more axial channels.

Weitere Abwandlungen ergeben sich aus den Ansprüchen und dem einleitenden Teil der Beschreibung.Further modifications result from the claims and the introductory part of the description.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2017/093280 A1 [0002, 0006, 0009, 0010, 0012, 0013, 0022]
EP 1737594 B1 [0005]
DE 202004005321 U1 [0015]

Claims

Expansion chuck (1) for receiving and tensioning a shank tool, with a clamping part (10) extending along a longitudinal central axis (2) of the expansion chuck (1), which has a central receiving opening (3) for receiving a tool shank and a chamber system which can be acted upon by a fluid pressure which comprises at least one pressure chamber (30), is separated in the radial direction of the receiving opening (3) by a resiliently flexible under the fluid pressure Dehnwand via a pressure channel (31) acted upon by fluid pressure and a vent passage (32) can be vented, characterized characterized in that the pressure channel (31) and the ventilation channel (32) separate from one another with respect to the longitudinal center axis (2) diametrically opposite to the at least one pressure chamber (30).

Expansion chuck (1) Claim 1 , characterized in that the pressure channel (31) and the ventilation channel (32) wind at least in sections around the longitudinal central axis (2).

Expansion chuck (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the pressure channel (31) and the ventilation channel (32) are spiral or helical.

Expansion chuck (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure channel (31) and the ventilation channel (32) have channel cross sections and channel lengths of the same size.

Expansion chuck (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pressure chamber (30) runs in a ring around the central receiving opening (3).

Expansion chuck (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping part (10) is made at least in sections generatively.

Expansion chuck (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping part (10) is attached axially to a shaft part (20) for coupling the expansion chuck (1) to a module of a modular tool system or to a machine spindle, and the pressure channel ( 31) and ventilation channel (31) each have an opening located in an end face of the clamping part (10) on the shaft part side.

Expansion chuck (1) Claim 7 , characterized in that the shaft part (20) is made separately from the clamping part (10).

Expansion chuck (1) Claim 7 or 8th , characterized in that the shaft part (20) has a pressure generating device (60) connected to the pressure channel (31) and a ventilation device (70) connected to the ventilation channel (32).

Expansion chuck (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber system comprises two pressure chambers (30, 40) which are arranged at an axial distance from one another.

Expansion chuck (1) Claim 10 , characterized in that the two pressure chambers (30, 40) are fluidly connected to one another for pressure transmission, and the pressure channel (31) and ventilation channel (32) lead to one of the two pressure chambers (30, 40).

Expansion chuck (1) Claim 10 , characterized in that the two pressure chambers (30, 40) are fluidly separated from one another for pressure transmission and can be acted upon with fluid pressure via an assigned pressure channel (31, 41) and can be vented and filled via an assigned venting channel (32, 42).