DE102018214190A1 - Hydraulik-Dehnspannfutter - Google Patents

Hydraulik-Dehnspannfutter Download PDF

Info

Publication number
DE102018214190A1
DE102018214190A1 DE102018214190.8A DE102018214190A DE102018214190A1 DE 102018214190 A1 DE102018214190 A1 DE 102018214190A1 DE 102018214190 A DE102018214190 A DE 102018214190A DE 102018214190 A1 DE102018214190 A1 DE 102018214190A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clamping
pressure
expansion chuck
area
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018214190.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Gilbert Kleiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guehring KG
Original Assignee
Guehring KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guehring KG filed Critical Guehring KG
Priority to DE102018214190.8A priority Critical patent/DE102018214190A1/de
Priority to PCT/EP2019/072495 priority patent/WO2020039034A1/de
Priority to EP19758955.9A priority patent/EP3840902A1/de
Publication of DE102018214190A1 publication Critical patent/DE102018214190A1/de
Priority to US17/181,032 priority patent/US11738394B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/305Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck the gripping means is a deformable sleeve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/24Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/302Hydraulic equipment, e.g. pistons, valves, rotary joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs. Es hat einen Grundkörper (112), der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt (114) trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse (102) des Dehnspannfutters (100) erstreckt und einen in einem Halsbereich (116) liegenden Spannteil (118) aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist. Das Kammersystem umfasst wenigstens eine Druckkammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung (122) durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal (362; 562), der von einer in einem Spannbereich (213; 413) des Hydraulik-Dehnspannfutters untergebrachten Kolben-Spannmechanik (120; 220) ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Um den Rundlauf zu verbessern ist der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben-Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters bleibt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Hydraulik-Dehnspannfutter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Gattungsbildende Hydraulik-Dehnspannfutter sind beispielsweise aus den Dokumenten WO 98/39123 oder EP 1 737 594 B1 bekannt. Dabei wird die von der Kolben-Spannmechanik erzeugte Druckkraft über zumindest einen axialen Druckkanal zu einem Ein- oder Mehrkammersystem geleitet. Zusätzlich ist ein Befüllungs- und Entlüftungskanalsystem vorgesehen, das an den zumindest einen Druckkanal angeschlossen ist und nach dem Befüllen und Entlüften hermetisch nach außen abgeschlossen wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass derartige Hydraulik-Dehnspannfutter in der Lage sind, Werkzeuge mit ausreichender Spannkraft mit guter Zentrizität zu spannen. Allerdings tritt insbesondere dann, wenn derartige Hydraulik-Dehnspannfutter besonders schlank ausgeführt werden müssen, so dass der Halsbereich eine axiale Erstreckung erhält, die einem Vielfachen seines Durchmessers entspricht, das Problem auf, dass es schwierig wird, die Rundlaufgenauigkeit des eingespannten Werkzeugs im vorgegebenen Toleranzfeld zu halten.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulik-Dehnspannfutter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem es gelingt, selbst im Durchmesser kleine Werkzeuge bzw. Werkzeuge, die in besonders schlanken Hydraulik-Dehnspannfuttern gespannt werden müssen, mit verbesserter Rundlaufgenauigkeit zuverlässig zu spannen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf folgenden Feststellungen. Bei einem bekannten Hydraulik-Dehnspannfutter, wie es beispielsweise schematisch in den 12 und 13, auf die bereits hier Bezug genommen wird, gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, befindet sich die mit 20 bezeichnete Kolben-Spannmechanik in einer mit ES bezeichneten, auf einer Längsmittelachse 2 senkrecht stehenden Spannebene. Die Spannebene ES liegt in einem Spannbereich 13 eines auf einer axialen Seite eines Grundkörpers 12 angeordneten Spannabschnitts 14, der sich entlang der Längsmittelachse 2 des Dehnspannfutters 10 erstreckt und einen in einem im Durchmesser gegenüber dem Spannbereich 13 verringerten Halsbereich 16 liegenden Spannteil 18 aufweist. Im Spannteil 18 ist eine zentrische Aufnahmeöffnung 22 zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein - nicht näher gezeigtes und bezeichnetes - mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet. Auf der anderen axialen Seite des Grundkörpers 12 liegt ein Schaftteil 40, der beispielsweise einen HSK (Hohlschaftkegel)-Schaft zum Ankuppeln an ein (nicht gezeigtes) Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel aufweist.
  • Das Kammersystem ist in einem mit 15 bezeichneten hülsenartig ausgebildeten Einsatz ausgebildet, der in eine Bohrung 42 des Spannabschnitts 14 eingepasst ist. Das Kammersystem hat wenigstens eine Druckkammer bzw. Spannmembrankammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung 22 durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Membran- bzw. Dehnwand getrennt und über zumindest einen - ebenfalls nicht näher dargestellten und bezeichneten - axialen Druckkanal mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Dieser Druckkanal steht mit der Kolben-Spannmechanik 20 in kommunizierender Verbindung, genauer gesagt mit einem Druckerzeugungsraum 24, welcher von einem in einer Bohrung 26 mit Passung geführten Druckkolben 28 abgegrenzt wird. Zwischen Druckkolben 28 und Druckerzeugungsraum 24 ist unter elastischer Vorspannung ein Dichtungskörper 29 aus elastischem Material, wie z.B. aus hochfestem Kunststoff oder Gummi eingesetzt. Der Druckkolben 28 kann über eine Stellschraube 30 betätigt werden, die in einer sich an die Bohrung 26 axial anschließende Gewindebohrung 32 sitzt.
  • Ebenfalls in kommunizierender Verbindung mit dem Fluid- bzw. Hydraulik-Kammersystem der Spannmimik steht eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 34, die mittels eines Verschlusskörpers 36 sperrbar ist. Im bekannten Fall dient hierzu beispielsweise eine Druckschraube 38, die den Verschlusskörper 36 gegen einen nicht näher bezeichneten Sitz drückt.
  • Man erkennt aus der Darstellung gemäß 12 und 13, dass die Kolben-Spannmechanik 20 ebenso wie die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 34 so angeordnet sind, dass die jeweiligen Achsen A20 und A34 außerhalb der Längsmittelachse 2 liegen.
  • Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Gestaltung für einen systematischen Rundlauffehler verantwortlich ist, der umso größer wird, je länger die axiale Baulänge des Spannabschnitts 14 bzw. des Halsbereichs 16 und je höher der von der Kolben-Spannmechanik 20 aufgebaute Spanndruck wird. Im Einzelnen wurde erkannt, dass sich durch die asymmetrische Querschnittsgestaltung des Spannabschnitts 14 im Bereich der Spannebene ES ein so erhebliche ungleichmäßige radiale Verformung des Spannabschnitts 14 in diesem Bereich ergibt, die sich schließlich an den Schneiden des Werkzeugs in nicht mehr akzeptablen Rundlauffehlern auswirken. Dabei spielt eine Rolle, dass insbesondere bei Hydraulik-Dehnspannfuttern in schlanker Bauweise, d.h. zum Spannen von im Durchmesser kleinen Werkzeugen, mittlerweile die von der Kolben-Spannmechanik 20 erzeugbaren Spandrücke in der Größenordnung von 1500 bar liegen. Mit einer herkömmlichen Gestaltung und Belastung der Ausnehmungen im Spannabschnitt 14 weicht der Halsbereich 16 radial so weit aus, dass am Werkzeug Rundlauffehler von bis zu 10 µm gemessen werden.
  • Durch die Gestaltung des Hydraulik-Dehnspannfutters gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 wird dieser oben beschriebene systembedingte Rundlauffehler an der entscheidenden Stelle beseitigt. mit kleinstmöglichem Aufwand beseitigt. Denn fluiddruckbedingte durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und oder Verwölbungen im Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters werden nunmehr aufgrund der gegenseitigen Abstimmung und Positionierung der in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume derart überlagert, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse des Dehnspannfutters bleibt. Die Geometrie der Ausnehmungen im Spannbereich wirken sich demnach nicht mehr auf die Rundlaufgenauigkeit des Werkzeugs aus, und zwar selbst dann nicht, wenn extrem hohe Fluiddrücke bei sehr schlanken und/oder langen Hydraulik-Dehnspannfuttern zur Anwendung kommen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Abstimmung und Positionierung der im Spannbereich liegenden Ausnehmungen wird vorzugsweise rechnergestützt vorgenommen. Die Ausnehmungen können dabei nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in axialer Richtung zueinander versetzt und in vorbestimmte Größen- und Lagezuordnung gebracht sein. Eine besonders einfache Fertigung erlaubt die Weiterbildung nach Anspruch 2, gemäß der sich die Abstimmung der Verteilung der Ausnehmungen im Wesentlichen auf eine Ebene beschränkt.
  • In der einfachsten Form der erfindungsgemäßen Gestaltung der Ausnehmungen im Spannbereich sind diese punktsymmetrisch ausgebildet, am einfachsten so, dass der Querschnitt eine zweizählige Drehsymmetrie erhält. In diesem Fall wird einer Bohrung zur Aufnahme eines Druckkolbens für die Druckerzeugung eine hierzu punktsymmetrische Kompensations-Bohrung gegenübergestellt, in der an vergleichbaren Positionen vergleichbare Druckbedingungen wie im Bereich des Druckkolbens herrschen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass in dieser Kompensationsbohrung ein Kolben zum Druckaufbau aufgenommen wird. Es kann sich hierbei auch lediglich um eine punktsymmetrisch gestaltete „Dummy“-Bohrung handeln, in der ein Kolben zur Begrenzung eines Druckraums aufgenommen ist, welcher an eine den Fluiddruck führende Leitung angeschlossen ist.
  • Das erfindungsgemäße Konzept hat den besonderen Vorteil, dass sich am grundsätzlichen Aufbau der Spannmimik herkömmlicher Hydraulik-Dehnspannfutter nichts ändern muss. Mit der Weiterbildung nach den Ansprüchen 4 bis 7 ergibt sich demnach ein Hydraulik-Dehnspannfutter, das besonders wirtschaftlich herstellbar ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich dabei mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Es soll an dieser Stelle hervorgehoben werden, das in dieser Variante der Versperrung der Befüllungs- und Entlüftungsbohrung eine selbständige Erfindung gesehen wird und es sich die Anmelderin vorbehält, hierfür einen selbständigen Schutz beanspruchen. Demnach ist die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung mittels eines Verschlusskörpers versperrbar ist, der unter dem Einfluss des von der Kolben-Spannmechanik erzeugen Spanndrucks gegen einen Verschlusssitz drückbar ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Gestaltung des Hydraulik-Dehnspannfutters sind grundsätzlich nicht davon abhängig, dass die Mittelachsen der fluidgefüllten Ausnehmungen im Spannbereich in einer Ebene liegen. Entscheidend ist lediglich, dass diese Ausnehmungen so liegen, dass in allen senkrecht zur Längsmittelachse gelegten Querschnitten des Spannbereichs eine n-zählige Drehsymmetrie gegeben ist. eine besonders einfache Herstellung des Hydraulik-Dehnspannfutters ergibt sich allerdings dann, wenn - gemäß Anspruch 6 - die Kolben-Spannmechanik und gegebenenfalls auch die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung im Wesentlichen in einer zur Längsmittelachse senkrechten Spannebene liegen. Es soll an dieser Stelle jedoch hervorgehoben werden, dass die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung selbstverständlich auch eine axiale Komponente haben kann.
  • Die Vorzüge der neuen Gestaltung des Hydraulik-Dehnspannfutters werden umso spürbarer, je schlanker das Hydraulik-Dehnspannfutter gestaltet wird, also beispielsweise dann, wenn der Spannbereich einen Durchmesser erhält, der im Wesentlichen einem Vielfachen des Durchmessers des Halsbereichs entspricht, und/oder wenn die Länge des Halsbereichs einem Vielfachen, vorzugsweise zumindest dem Dreifachen des Durchmessers des Halsbereichs entspricht.
  • Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ist eine Schnittdarstellung im Spannbereich einer ersten Variante des Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 2 einen Teilschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 3 den Schnitt III-III in 2;
    • 4 im vergrößerten Maßstab eine um 50° gedrehte Teil-Schnittansicht gemäß IV-IV in 3;
    • 5 eine der 1 ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 6 einen Teilschnitt einer vierten Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 7 den Schnitt VII-VII in 6;
    • 8 im vergrößerten Maßstab die Einzelheit VIII in 7;
    • 9 eine der 5 ähnliche Ansicht einer fünften Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 10 eine perspektivische Ansicht des Spannbereichs der Variante nach 9;
    • 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzepts zur Gestaltung des Spannbereichs eines erfindungsgemäßen Hydraulik-Dehnspannfutters;
    • 12 eine schematische Seitenansicht eines bekannten Hydraulik-Dehnspannfutters; und
    • 13 einen schematischen Schnitt durch das Hydraulik-Dehnspannfutter nach 12 in der Spannebene ES.
  • Zur Vereinfachung der Beschreibung werden im Folgenden diejenigen Bauelemente die den Komponenten der bekannten Hydraulik-Dehnspannfutter gemäß 12 und 13 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch eine Ziffer „1“, „2“, „3“, „4“ bzw. „5“ vorangestellt ist.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt in einer der 13 ähnlichen Darstellung den Schnitt senkrecht zu einer Längsmittelachse 102 im Spannbereich, genauer gesagt in der Spanneben ES eines Hydraulik-Dehnspannfutters. Die mit 120 bezeichnete Kolben-Spannmechanik hat einen von einem Druck- und Dichtkörper 139 begrenzten Druckerzeugungsraum 124, wobei sich axial hinter dem Druck- und Dichtkörper 139 ein in einer Bohrung 126 mit Passung geführter Druckkolben 128 befindet. Der Druckkolben 128 ist über eine Stellschraube 130 betätigbar, die in einer sich an die Bohrung 126 axial anschließende Gewindebohrung 132 sitzt. Die Stellschraube weist zu ihrer Betätigung eine Torx- oder Inbus-Ausnehmung 133 auf.
  • Der Druckerzeugungsraum 124 steht in kommunizierender Verbindung mit dem nicht mehr dargestellten Spannfutter-Kammersystem, wobei hierzu zumindest ein axial verlaufender Druckkanal 135 vorgesehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Druckkanal 135 von einer wendelförmig verlaufenden Nut in der Außenoberfläche des hülsenförmigen Einsatzes 115 gebildet. Anstelle oder zusätzlich zu dieser wendelförmigen Nut 135 kann auch eine wendelförmig ausgebildete Nut in der Aufnahmebohrung 142 für den Einsatz 115 ausgebildet sein. Die wendelförmige Nut kann auch mehrgängig ausgebildet werden. In der einfachsten Ausführung wird die wendelförmige Nut nach Art eines Gewindes ausgebildet.
  • Ebenfalls in kommunizierender Verbindung mit dem Fluid- bzw. Hydraulik-Kammersystem der Spannmimik steht die bei dieser Ausführungsform diametral gelegte Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134, die mittels eines Verschlusskörpers in Form einer Verschlusskugel 136 sperrbar ist.
  • Um über den Umfang vergleichmäßigte Verformungen des Spannbereichs des Hydraulik-Dehnspannfutters zu erzielen, sind die für die Kolben-Spannmechanik 120 und die Befüll- und Entlüftungsmimik erforderlichen Ausnehmungen so gelegt und gestaltet, dass sich im Spannbereich ein Querschnitt ergibt, der eine n-zählige Drehsymmetrie hat. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 handelt es sich um eine 2-zähliche Drehsymmetrie, d.h. die Ausnehmungen sind punktsymmetrisch zur Längsmittelachse 102 ausgebildet.
  • Hierzu liegt die Verschlusskugel 136 in einem Raum 152, der punktsymmetrisch zum Druckerzeugungsraum 124 liegt und gestaltet ist. Die Verschlusskugel wird mittels eines Druckkörpers 154 gegen einen nicht bezeichneten Verschlusssitz gedrückt, und zwar mittels einer Druckschraube 156, deren Gewindebohrung punktsymmetrisch zur Gewindebohrung 132 liegt und ausgebildet ist. Die Längsachse A der Stufenbohrung zur Aufnahme der Druckschraube 156 und des Druckkörpers 154 ist parallel zur Achse A120 der Kolben-Spannmechanik 120, so dass sich für die Ausnehmungen im Querschnitt eine die Längsmittelachse 102 erfassende Z-Form ergibt.
  • Somit ergibt sich bei Aufbau eines Spanndrucks im Druckerzeugungsraum 124, dass sich dieser Druck über die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134 in den Raum 152 ausbreitet, der geometrisch dem Druckerzeugungsraum 124 im Wesentlichen angepasst ist. Da die Gesamtheit der Ausnehmungen im Spannbereich punktsymmetrisch gestaltet sind und die unter Fluiddruck bringbare Räume über den Umfang gleichmäßig verteilt sind, unterliegt der Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters selbst bei höchsten Fluiddrücken keiner unsymmetrischen Verformung mehr, so dass sich am Werkzeug keine systembedingten Rundkauffehler zeigen.
  • Demnach ist bei dieser Ausführungsform der Spannbereich, also der Bereich, in dem die Kolben-Spannmechanik 120 untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs 116 weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse 102 des Dehnspannfutters bleibt.
  • Die Besonderheit der Ausführungsform nach 1 - und hierin wird eine gesonderte Erfindung gesehen - liegt noch darin, dass die Verschlusskugel 136 gegen einen Verschlusssitz mit einer radial von innen nach außen gerichteten Kraftkomponente gedrückt wird, wobei der sich in der zu verschließenden Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134 aufbauende Fluiddruck die Dichtfunktion unterstützt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Unter Bezug auf die 2 bis 4 wird eine zweite Ausführungsform beschrieben, die sich von der Ausführungsform nach 1 hauptsächlich darin unterscheidet, dass eine andere Form der Abdichtung einer Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 234 gewählt ist, so dass Spielraum für eine Gestaltung einer zweiten Kolben-Spannmechanik 220X gegeben ist.
  • Man erkennt aus der Darstellung der 3, dass punktsymmetrisch zu der Kolben-Spannmechanik 220 eine weitere Kolben-Spannmechanik 220X ausgebildet ist, wobei die beiden Druckerzeugungsräume 224 und 224X über die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 234 in Strömungsmittelverbindung stehen. Die Versorgung der nicht näher gezeigten Druckkammer des Hydraulik-Dehnspannfutters erfolgt wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform über ein Außengewinde 235 des Einsatzes 215.
  • Nach außen hin verschlossen wird die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 234 durch einen eingelöteten Kupferkörper 258, für den eine Verschlussschraube 260 als Sicherheit dient.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die in 5 dargestellt dritte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform, wobei allerdings zumindest ein axial verlaufender, zu einer nicht mehr dargestellten Spannmembrankammer führender Druckkanal 362 gezeigt ist, der von der Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 334 abzweigt. In diesem Fall kann das Außengewinde 335 auf dem Einsatz 315 entfallen.
  • Vierte Ausführungsform
  • Anhand der 6 bis 8 wird eine vierte Ausführungsform beschrieben, die sich von der dritten Ausführungsform lediglich darin unterscheidet, dass die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 434 auf modifizierte Art und Weise verschlossen ist. Hierzu dient eine Kugel 436, die von einer mit einer Ausnehmung für ein Werkzeug ausgestatteten Madenschraube 464 gegen einen Verschlusssitz 466 gedrückt wird.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Die anhand der 9 und 10 zu beschreibende fünfte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der dritten Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass die Druckerzeugungsräume 524 und 524X nicht über eine diametral geführte Befüllungs- und Entlüftungsbohrung, sondern über axial verlaufende Druckkanäle 562 miteinander gekoppelt sind.
  • Zusammenfassend ist also festzuhalten, dass die Besonderheit des vorstehend beschriebenen Hydraulik-Dehnspannfutters darin zu sehen ist, dass der Spannabschnitt des Hydraulik-Dehnspannfutters zumindest in dem Bereich, in dem die Kolben-Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse des Dehnspannfutters bleibt. Gemäß einer besonders einfach herzustellenden Variante ist vorgesehen, dass der zur Längsmittelachse senkrechte Querschnitt, vorzugsweise in allen Schnittebenen, im Wesentlichen eine n-zählige Drehsymmetrie aufweist, wobei n eine ganze Zahl ≥2 ist und die mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlräume über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.
  • Vorstehend wurde diese Drehsymmetrie für n=2 beschrieben. In 11 ist schematisch gezeigt, wie sich eine Querschnittsgestaltung für n=3 darstellt. Alle Ausnehmungen im Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters, also Bohrungen B1 für die Druckkolben und Bohrungen B2 für die Gestaltung der Befüllungs- und Entlüftungskanäle sind so gelegt, dass sich eine dreizählige Drehsymmetrie ergibt. Ferner sind alle Räume, die mit Druckfluid gefüllt sind, über den Umfang im Wesentlichen gleichmäßig verteilt.
  • Soweit vorstehend von einer Drehsymmetrie gesprochen wird, bedeutet dies, dass hier nicht eine mathematisch exakte Drehsymmetrie vorausgesetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Effekte einer Stabilisierung der Längsmittelachse 2 des Halsbereichs nur unwesentlich geschmälert werden, wenn Symmetrie-Winkelabweichungen im Bereich von 10 bis 15° vorliegen.
  • Vorstehend wurden anhand der 2 bis 10 Ausführungsformen beschrieben, die zwei Druckerzeugungsräume haben. Es ist aber auch möglich, einen der Druckerzeugungsräume zu deaktivieren, ohne den Effekt der Erfindung zu schmälern.
  • Die Erfindung schafft somit Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs, mit einem Grundkörper, der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse des Dehnspannfutters erstreckt und einen in einem Halsbereich liegenden Spannteil aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist. Das Kammersystem umfasst wenigstens eine Druckkammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal, der von einer in einem Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters untergebrachten Kolben-Spannmechanik ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Um systembedingte Rundlauffehler zu eliminieren, ist der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich, in dem die Kolben-Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen () und Hohlräume () in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs () weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters bleibt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 9839123 [0002]
    • EP 1737594 B1 [0002]

Claims (10)

  1. Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs, mit einem Grundkörper (112), der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt (114) trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse (102) des Dehnspannfutters (100) erstreckt und einen in einem Halsbereich (116) liegenden Spannteil (118) aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist, das wenigstens eine Druckkammer umfasst, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung (122) durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal (362; 562), der von einer in einem Spannbereich (213; 413) des Hydraulik-Dehnspannfutters untergebrachten Kolben-Spannmechanik (120; 220) ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben-Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters bleibt.
  2. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben-Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass der zur Längsmittelachse (102) senkrechte Querschnitt im Wesentlichen eine n-zählige Drehsymmetrie aufweist, wobei n eine ganze Zahl ≥2 ist und die mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlräume (B1, B2) über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.
  3. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbereich (213; 413) in dem Abschnitt, in dem die Kolben-Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass der zur Längsmittelachse (102) senkrechte Querschnitt im Wesentlichen eine Punktsymmetrie aufweist, wobei vorzugsweise n=2 gilt.
  4. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Spannmechanik mindestens eine Bohrung (126) zur abgedichteten Aufnahme eines einen Druckerzeugungsraum (124) begrenzenden Druckkolbens (128) hat, der mittels einer zugeordneten Stellschraube (130) zum Aufbau des Spanndrucks axial verschiebbar ist.
  5. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeugungsraum (124) an zumindest eine fluiddicht verschließbare Befüllungs- und Entlüftungsbohrung (134) angeschlossen ist.
  6. Hydraulik-Dehnspannfutter insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung (134) mittels eines Verschlusskörpers (136) versperrbar ist, der unter dem Einfluss des von der Kolben-Spannmechanik (120) erzeugen Spanndrucks gegen einen Verschlusssitz drückbar ist.
  7. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Spannmechanik (120) und gegebenenfalls die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung (134) im Wesentlichen in einer zur Längsmittelachse (102) senkrechten Spannebene (ES) liegen.
  8. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbereich (213; 413) einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen einem Vielfachen des Durchmessers des Halsbereichs (16) entspricht.
  9. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (LH) des Halsbereichs einem Vielfachen, vorzugsweise zumindest dem Dreifachen des Durchmessers (DH) des Halsbereichs (16) entspricht.
  10. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Grundkörper (212) auf der dem Spannbereich (213) abgewandten Seite ein Schaftteil (240) zum Ankuppeln des Hydraulik-Dehnspannfutters an ein Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel angefügt ist.
DE102018214190.8A 2018-08-22 2018-08-22 Hydraulik-Dehnspannfutter Pending DE102018214190A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214190.8A DE102018214190A1 (de) 2018-08-22 2018-08-22 Hydraulik-Dehnspannfutter
PCT/EP2019/072495 WO2020039034A1 (de) 2018-08-22 2019-08-22 Hydraulik-dehnspannfutter
EP19758955.9A EP3840902A1 (de) 2018-08-22 2019-08-22 Hydraulik-dehnspannfutter
US17/181,032 US11738394B2 (en) 2018-08-22 2021-02-22 Hydraulic expanding chuck

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214190.8A DE102018214190A1 (de) 2018-08-22 2018-08-22 Hydraulik-Dehnspannfutter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018214190A1 true DE102018214190A1 (de) 2020-02-27

Family

ID=67766156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018214190.8A Pending DE102018214190A1 (de) 2018-08-22 2018-08-22 Hydraulik-Dehnspannfutter

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11738394B2 (de)
EP (1) EP3840902A1 (de)
DE (1) DE102018214190A1 (de)
WO (1) WO2020039034A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5796705A (en) * 1980-11-27 1982-06-16 Fuji Seikou Kk Fluid pressure type holding unit
JPS6190843A (ja) * 1984-10-09 1986-05-09 Nissan Motor Co Ltd 流体圧による把持装置
WO1998039123A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-11 Erkki Rinne Hydraulic pressurizing arrangements
EP1737594B1 (de) * 2004-04-03 2010-03-03 Kennametal Inc. Hydraulik-dehnspannfutter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61144928U (de) * 1985-02-27 1986-09-06
DE102008050213B4 (de) * 2008-10-02 2012-04-26 Kennametal Inc. Hydraulik-Dehnspannfutter
DE102010008872A1 (de) * 2010-02-22 2011-08-25 Gühring OHG, 72458 Hydrodehnspannfutter
DE102013103168B3 (de) * 2012-12-21 2014-04-17 Franz Haimer Maschinenbau Kg Werkzeughalter mit eingebauten Kavitäten
DE102017004994A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 Michael Weinig Ag Gegenlager für Bearbeitungsspindeln von Bearbeitungsmaschinen und Verfahren zum Spannen von Gegenlagern und Werkzeugen
DE102019209732A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Gühring KG Hydrodehnspannfutter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5796705A (en) * 1980-11-27 1982-06-16 Fuji Seikou Kk Fluid pressure type holding unit
JPS6190843A (ja) * 1984-10-09 1986-05-09 Nissan Motor Co Ltd 流体圧による把持装置
WO1998039123A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-11 Erkki Rinne Hydraulic pressurizing arrangements
EP1737594B1 (de) * 2004-04-03 2010-03-03 Kennametal Inc. Hydraulik-dehnspannfutter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020039034A1 (de) 2020-02-27
US11738394B2 (en) 2023-08-29
US20210323078A1 (en) 2021-10-21
EP3840902A1 (de) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015102286A1 (de) Zylindrischer Schleifprozess und bei diesem Prozess entstehendes geschliffenes Teil
DE3039267A1 (de) Aufspannvorrichtung fuer werkzeuge oder werkstuecke
DE102013105206A1 (de) Werkzeugaufnahme
DE9115854U1 (de) Spannfutter für Werkzeuge, Werkstücke o. dgl.
DE102014100758A1 (de) Spielfreie Steckverbindung für Rohr- und Schlauchleitungen
DE29711184U1 (de) Hydro-Spannelement
WO2018073265A1 (de) Hydraulische dehnspanneinrichtung
DE102018214190A1 (de) Hydraulik-Dehnspannfutter
DE102009050701A1 (de) Spanneinrichtung
EP2008748A2 (de) Spannzangenfutter
DE4032420A1 (de) Hydraulisches sicherheitsventil
DE102019209684A1 (de) Hydrodehnspannfutter
DE2611216C2 (de) Vorrichtung zur kavitationsfreien Druckbegrenzung von Arbeitsflüssigkeit
DE102018214189A1 (de) Dehnspannfutter
DE202010005564U1 (de) Messerkopf, der mit verschiedenen Spannmittel aufspannbar ist
DE102019209732A1 (de) Hydrodehnspannfutter
DE102009046037A1 (de) Spannfutter
DE202013102891U1 (de) Dehnspannwerkzeug
DE19851286C2 (de) Vorrichtung mit Bohrungsverschneidung
AT224414B (de) Haltevorrichtung für Werkstücke, insbesondere von zylindrischer Gestalt
DE10125154A1 (de) Vorrichtung zum lösbaren Halten eines Werkzeuges, Spannhülse und Wälz-und Kugellager
DE102014108539A1 (de) Dehnspannfutter
DE102004011120A1 (de) Spannzylinder
DE4124221A1 (de) Dichtring
DE9305704U1 (de) Spannfutter für Bearbeitungswerkzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified