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Die Erfindung betrifft ein Hydrodehnspannfutter zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere für ein Zerspanungswerkzeug.
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Die Verwendung von Hydrodehnspannfuttern (Hydraulik-Dehnspannfuttern) ist weit verbreitet. Konventionelle Hydrodehnspannfutter sind einteilig aufgebaut und weisen eine Dehnbuchse auf, die zum Einspannen eines Werkzeugs dient, sowie einen maschinenseitigen Anschluss. Zum Verspannen des Werkzeugs wird in Kammern der Dehnbuchse ein Fluid eingeleitet, die sich auffüllen und unter Druck ausdehnen. Aufgrund der Ausdehnung dieser Kammern wird das in das Werkzeugfutter eingebrachte Werkzeug eingespannt. Hydrodehnspannfutter spannen ein Werkzeug ein, wenn sich eine Kammer oder eine Leitung in Richtung des aufzunehmenden Werkzeugs wölbt und so auf den Werkzeugschaft eine Klemmkraft ausübt. Durch das Ablassen des Fluids erfolgt ein Ausspannen des Werkzeugs.
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Im Stand der Technik ist zum Beispiel in der
DE 10 2015 120 971 A1 ein Hydrodehnspannfutter zur Aufnahme und dem Einspannen von Zerspanungswerkzeugen beschrieben. Dieses umfasst einen Spannfutter-Grundkörper mit einer separaten Spannbuchse, an deren vorderen Ende der Schaft eines Zerspanungswerkzeugs eingespannt wird. Innerhalb der Wand des vorderen Teils sind koaxiale Kammern angeordnet, in die unter Druck ein Fluid eingelassen wird, um die Kammern nach außen zu wölben.
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Ein Nachteil dieser bekannten mehrteiligen Hydrodehnspannfutter ist, dass der vordere Teil zur Aufnahme des Werkzeugs vollständig außerhalb des Spannfutter-Grundkörpers angeordnet ist, weil der Schaft des Werkzeugs darin unsymmetrisch eingespannt sein kann. Schon kleinste Abweichungen von der Symmetrie haben einen starken Einfluss auf die Laufruhe und damit auf die Bearbeitungsqualität des Werkzeugs.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Hydrodehnspannfutter bereitzustellen, das die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet und welches geeignet ist, den Schaft eines Zerspanungswerkzeuges optimal einzuspannen.
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Die Erfindung umfasst ein Hydrodehnspannfutter zur Aufnahme eines Zerspanungswerkzeugs umfassend einen Spannfutter-Grundkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung und eine Buchse mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt vollständig innerhalb der Ausnehmung des Spannfutter-Grundkörpers angeordnet ist, und wobei der zweite Abschnitt vollständig außerhalb der Ausnehmung des Spannfutter-Grundkörpers angeordnet ist. Die Anordnung des ersten Abschnitts in der Ausnehmung des Spannfutter-Grundkörpers erlaubt eine sichere Zentrierung und gewährleistet eine hohe Laufruhe.
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Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst die Buchse zumindest eine Kammer zur Aufnahme eines Fluids. Die Kammer ist derart ausgebildet, um sich bei druckbeaufschlagtem Einlassen des Fluids zu wölben und einen Querschnitt der Ausnehmung zumindest abschnittsweise zu verringern. Dabei kann der Querschnitt der Ausnehmung zwischen 0,01 mm und 0,1 mm verringert werden, um den Schaft des Zerspanungswerkzeuges optimal einzuspannen. Die zumindest eine Kammer kann dabei innerhalb des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts angeordnet sein.
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Nach einem anderen vorteilhaften Aspekt umfasst die Buchse zumindest einen Fluid-Einlauf, welcher Fluid-Einlauf eine Außenseite der Buchse mit der zumindest einen Kammer verbindet. Der Fluid-Einlauf kann dabei einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 2,0 mm aufweisen.
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Vorteilhafterweise ist der Fluid-Einlauf an der Außenseite der Buchse über einen Ringkanal mit einem Fluidzulauf verbunden. Der Ringkanal kann vollständig umlaufend ausgebildet sein.
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Nach einem bevorzugten Aspekt umfasst die Buchse zumindest eine erste Kammer, welche innerhalb des ersten Abschnitts der Buchse angeordnet ist, und eine zweite Kammer, welche innerhalb des zweiten Abschnitts der Buchse angeordnet ist. Dabei kann die erste Kammer vollständig innerhalb des ersten Abschnitts und die zweite Kammer vollständig innerhalb des zweiten Abschnitts angeordnet sein.
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Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt umfasst die Buchse zumindest einen Kanal, welcher die erste Kammer und die zweite Kammer verbindet. Der zumindest eine Kanal kann dabei zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet sein.
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Nach einem besonders bevorzugten Aspekt weist der erste Abschnitt eine Länge L1 und der zweite Abschnitt eine Länge L2 auf. Dabei beträgt das Verhältnis L1 : L2 zwischen 1 : 1 und 3:1. Die Länge L2 kann dabei zwischen 5 mm und 50 mm betragen.
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Nach einem vorteilhaften Aspekt weist die Buchse entlang des ersten Abschnitts eine erste Wandstärke D1 und entlang des zweiten Abschnitts eine zweite Wandstärke D2 auf. Dabei beträgt das Verhältnis D1 : D2 zwischen 1 : 3 und 1 : 1,1. Die Wandstärke D2 kann dabei zwischen 2 mm und 10 mm betragen.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist die zumindest eine Kammer zwischen 0,1 mm und 1,0 mm von einer Innenseite der Buchse aus in die Buchse beabstandet angeordnet.
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Nach einem besonders vorteilhaften Aspekt ist an der Außenseite der Buchse zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein im Wesentlichen L-förmiger Anschlag angeordnet. Der im Wesentlichen L-förmige Anschlag ist dabei derart ausgebildet, um im eingebauten Zustand der Buchse in den Spannfutter-Grundkörper gegen einen Kantenendabschnitt der Ausnehmung des Spannfutter-Grundkörpers anzuschlagen.
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Nach einem anderen bevorzugten Aspekt ist an der Innenseite der Buchse ein Innen-Kantenabschnitt zur formschlüssigen Aufnahme eines Außen-Kantenabschnitts eines Schaftabschnitts des Zerspanungswerkzeugs angeordnet. Der Innen-Kantenabschnitt kann dabei eine nicht-kreisförmige Verjüngung der im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Identische Bezugszeichen betreffen die gleichen Merkmale in allen Figuren.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Hydrodehnspannfutters; und
- 2 eine Schnittansicht des Hydrodehnspannfutters aus 1;
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Hydrodehnspannfutters 1. Das Hydrodehnspannfutter 1 nimmt im dargestellten Beispiel ein Zerspanungswerkzeug 0 auf.
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Das Hydrodehnspannfutter 1 umfasst dabei einen Spannfutter-Grundkörper 2. Der Spannfutter-Grundkörper 2 hat eine im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 21 (in 2 gezeigt). Das Hydrodehnspannfutter 1 umfasst weiterhin eine Buchse 3 mit einem ersten Abschnitt 31 (in 2 gezeigt), welcher vollständig innerhalb der Ausnehmung 21 in (2 gezeigt) des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet ist, und einem zweiten Abschnitt 32 welcher vollständig außerhalb der Ausnehmung 21 (in 2 gezeigt) des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet ist. Die Länge des zweiten Abschnitts 32, welcher vollständig außerhalb der Ausnehmung 21 des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet ist, kann dabei unabhängig von der Länge der Ausnehmung 21 (in 2 gezeigt) auf das Zerspanungswerkzeug 0 angepasst sein, um den Schaft 01 des Zerspanungswerkzeuges 0 entsprechend der Länge des Schafts 01 optimal einzuspannen.
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2 zeigt eine Schnittansicht des Hydrodehnspannfutters 1 aus 1.
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Im gezeigten Beispiel nimmt das Hydrodehnspannfutter 1 ein Zerspanungswerkzeug 0 auf. Der Spannfutter-Grundkörper 2 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 21 und eine Buchse 3 mit einem ersten Abschnitt 31 und einem zweiten Abschnitt 32. Dabei ist der erste Abschnitt 31 vollständig innerhalb der Ausnehmung 21 des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet und der zweite Abschnitt 32 ist vollständig außerhalb der Ausnehmung 21 des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet. Die Länge des zweiten Abschnitts 32, welcher vollständig außerhalb der Ausnehmung 21 des Spannfutter-Grundkörpers 2 angeordnet ist, wurde dabei auf das Zerspanungswerkzeug angepasst, um den Schaft des Zerspanungswerkzeuges entsprechend der Länge des Schafts optimal einzuspannen. Diese Länge kann unabhängig von der Länge der Ausnehmung 21 gewählt sein.
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Nach einem anderen vorteilhaften Aspekt umfasst die Buchse 3 zumindest einen Fluid-Einlauf 39, welcher Fluid-Einlauf 39 eine Außenseite 35 der Buchse 3 mit der zumindest einen Kammer 33 verbindet. Der Fluid-Einlauf 39 kann dabei einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 2,0 mm aufweisen.
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Der Fluid-Einlauf 39 ist über die Außenseite 35 der Buchse 3 mit einem Ringkanal 4 mit einem Fluidzulauf 5 verbunden. Der Fluidzulauf 5 kann über ein Ventil 51 an eine Fluidquelle (Hydraulikschlauch) angeschlossen werden.
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Die Buchse 3 umfasst eine erste Kammer 331, welche innerhalb des ersten Abschnitts 31 der Buchse 3 angeordnet ist, und eine zweite Kammer 332, welche innerhalb des zweiten Abschnitts 32 der Buchse 3 angeordnet ist. Die erste Kammer 331 ist dabei vollständig innerhalb des ersten Abschnitts 31 und die zweite Kammer 332 vollständig innerhalb des zweiten Abschnitts 32 angeordnet. Die erste und die zweite Kammer 331, 332 sind derart ausgebildet, um sich bei druckbeaufschlagtem Einlassen des Fluids zu wölben und den Querschnitt der Ausnehmung 21 abschnittsweise zu verringern. Dabei wird der Querschnitt der Ausnehmung 21 um 0,05 mm verringert, um den Schaft des Zerspanungswerkzeuges optimal einzuspannen.
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Die Buchse 3 umfasst einen Kanal 34, welcher die erste Kammer 331 und die zweite Kammer 332 verbindet. Der Kanal 34 ist dabei zwischen dem ersten Abschnitt 31 und dem zweiten Abschnitt 32 angeordnet.
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Der erste Abschnitt 31 weist eine Länge L1 und der zweite Abschnitt 32 eine Länge L2 auf. Dabei ist das Verhältnis L1: L2 = 1,5 :1. Die Länge L2 beträgt dabei 15 mm.
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Die Buchse 3 weist entlang des ersten Abschnitts 31 eine erste Wandstärke D1 und entlang des zweiten Abschnitts 32 eine zweite Wandstärke D2 auf. Dabei beträgt das Verhältnis D1 : D2 = 1 : 1,2. Die Wandstärke D2 beträgt dabei 4 mm.
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Die erste und die zweite Kammer 331, 332 sind jeweils 0,2 mm von einer Innenseite 36 der Buchse 3 aus in die Buchse 3 beabstandet angeordnet.
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An der Außenseite 35 der Buchse 3 zwischen dem ersten Abschnitt 31 und dem zweiten Abschnitt 32 ist ein im Wesentlichen L-förmiger Anschlag 38 angeordnet. Der im Wesentlichen L-förmige Anschlag 38 ist dabei derart ausgebildet, um im eingebauten Zustand der Buchse 3 in den Spannfutter-Grundkörper 2 gegen einen Kantenendabschnitt 211 der Ausnehmung 21 des Spannfutter-Grundkörpers 2 anzuschlagen.
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An der Innenseite 36 der Buchse 3 ist ein Innen-Kantenabschnitt 37 zur formschlüssigen Aufnahme eines Außen-Kantenabschnitts 02 eines Schaftabschnitts 01 des Zerspanungswerkzeugs 0 angeordnet. Der Innen-Kantenabschnitt 37 ist als nicht-kreisförmige Verjüngung der im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 21 ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015120971 A1 [0003]
