DE102020109685A1 - Clamping element and clamping device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Spannelement (1), insbesondere Spannbüchse (oder: Spannhülse) oder Spannzange, für eine Spannvorrichtung (100) zum Spannen eines Werkstücks (101) oder eines Werkzeugs, wobeia) das Spannelement (1) um wenigstens eine zentrale Achse (M) orientiert ist,b) das Spannelement (1) wenigstens eine Spannfläche (3) für das Werkstück (101) oder Werkzeug und wenigstens eine von der Spannfläche (3) abgewandte Abstützfläche (2) zum Abstützen an einer Abstützfläche (106) eines Spannkörpers (104) der Spannvorrichtung (100) aufweist,c) die Spannfläche (3) des Spannelementes (1) von zwei oder mehreren Spannflächensegmenten (4) gebildet ist, die in Umfangsrichtung (U) um die zentrale Achse (M) voneinander beabstandet sind,d) die Abstützfläche (2) des Spannelementes (1) von zwei oder mehreren Abstützflächensegmenten (5) gebildet ist, die in Umfangsrichtung (U) um die zentrale Achse (M) voneinander beabstandet sind,e) jeweils ein Spannflächensegment (4) über zwei Verbindungselemente (6, 7) mit zwei in Umfangsrichtung (U) benachbarten Abstützflächensegmenten (5) verbunden ist, undf) wenigstens ein Spannflächensegment (4) und wenigstens ein mit dem Spannflächensegment (4) über ein Verbindungselement (6,7) verbundenes Abstützflächensegment (5) in Umfangsrichtung (U) um einen Versatzwinkel (β) versetzt zueinander angeordnet sind, wodurch eine Wirkrichtung einer auf das Abstützflächensegment (5) der Spannbüchse (1) wirkenden radialen Abstützflächen-Presskraft (FA) und eine Wirkrichtung einer auf das Spannflächensegment (4) des Spannelementes (1) wirkenden Spannflächen-Presskraft (FS) um einen Presskraftwinkel (γ) und/oder eine Wirkrichtung der radialen Abstützflächen-Presskraft (FA) und eine Wirkrichtung einer auf das Spannflächensegment (4) des Spannelementes (1) wirkenden Spannkraft (FR) um einen Spannkraftwinkel (δ) in Umfangsrichtung (U) versetzt sind.Ferner betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung (100) zum Spannen eines Werkstücks (101) oder eines Werkzeugs umfassend wenigstens einen Spannkörper (104) und wenigstens ein solches Spannelement (1).The invention relates to a clamping element (1), in particular a clamping sleeve (or: clamping sleeve) or collet, for a clamping device (100) for clamping a workpiece (101) or a tool, whereby a) the clamping element (1) about at least one central axis (M ) is oriented, b) the clamping element (1) has at least one clamping surface (3) for the workpiece (101) or tool and at least one support surface (2) facing away from the clamping surface (3) for supporting on a support surface (106) of a clamping body ( 104) of the clamping device (100), c) the clamping surface (3) of the clamping element (1) is formed by two or more clamping surface segments (4) which are spaced from one another in the circumferential direction (U) about the central axis (M), d ) the support surface (2) of the clamping element (1) is formed by two or more support surface segments (5) which are spaced from one another in the circumferential direction (U) around the central axis (M), e) each one clamping surface segment (4) via two connecting elements te (6, 7) is connected to two supporting surface segments (5) adjacent in the circumferential direction (U), and f) at least one clamping surface segment (4) and at least one supporting surface segment (5) connected to the clamping surface segment (4) via a connecting element (6, 7) ) are arranged offset from one another in the circumferential direction (U) by an offset angle (β), whereby a direction of action of a radial support surface pressing force (FA) acting on the support surface segment (5) of the clamping sleeve (1) and a direction of action of a force acting on the clamping surface segment (4) of the clamping element (1) acting clamping surface pressing force (FS) by a pressing force angle (γ) and / or an effective direction of the radial support surface pressing force (FA) and an effective direction of a clamping force (FR) acting on the clamping surface segment (4) of the clamping element (1) ) are offset by a clamping force angle (δ) in the circumferential direction (U). Furthermore, the invention relates to a clamping device (100) for clamping a workpiece (101) or a tool s comprising at least one clamping body (104) and at least one such clamping element (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Spannelement, wie eine Spannbüchse oder eine Spannzange, für eine Spannvorrichtung, wie einen Spanndorn oder ein Spannfutter, zum Spannen von Werkstücken oder Werkzeugen und eine Spannvorrichtung mit einem solchen Spannelement.The invention relates to a clamping element, such as a clamping sleeve or a collet, for a clamping device, such as a mandrel or a chuck, for clamping workpieces or tools, and a clamping device with such a clamping element.
Spannvorrichtungen oder Spannzeuge oder Spannsysteme zum Spannen von Werkstücken oder Werkzeugen sind in vielfältigen Ausführungen bekannt.Clamping devices or clamping tools or clamping systems for clamping workpieces or tools are known in various designs.
Aus dem EMUGE Spanntechnikkatalog 135, Spannzeuge der Spitzenklasse mit dem Druckdatum September 2005 des Unternehmensverbundes EMUGE FRAN-KEN sind verschiedene Spannsysteme bekannt, die in einem Überblick auf den Seiten 10 bis 17 vorgestellt werden und dann auf den folgenden Seiten 18 bis 190 in speziellen Lösungen, insbesondere für die Kfz-Industrie, vorgestellt werden. Das Spiel zwischen dem Spannelement und dem Werkstück oder Werkzeug wird beim Spannen beseitigt und eine radiale, eventuell auch eine axiale Spannkraft aufgebaut.Various clamping systems are known from the EMUGE clamping technology catalog 135, top-class clamping tools with the printing date September 2005 of the EMUGE FRAN-KEN group of companies, which are presented in an overview on
Bei dem als SP bezeichneten System, das auf Seite
Ein weiteres, als SG bezeichnetes Spannsystem ist auf Seite
Neben diesen mechanischen Spannsystemen SP, SZ, SG und SM ist auf Seite
Aus
Aus
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein neues Spannelement für eine Spannvorrichtung und eine neue Spannvorrichtung anzugeben.It is now the object of the invention to specify a new tensioning element for a tensioning device and a new tensioning device.
Die erstgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten ergeben sich insbesondere aus den abhängigen Ansprüchen, und des Weiteren aus der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere den hierin beschriebenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen.The first-mentioned object is achieved according to the invention with the features of
Die hierin beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen gemäß der zu Grunde liegenden Erfindung sind nicht durch die in den Ansprüchen gewählte/n Merkmalskombination/en und die gewählten Rückbeziehungen beschränkt. Jedes Merkmal einer Anspruchskategorie kann auch in einer anderen Anspruchskategorie beansprucht werden. Ferner kann jedes Merkmal in den Patentansprüchen, auch unabhängig von der jeweiligen anspruchsgemäßen Rückbeziehung, beispielsweise in einer beliebigen Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmal(en) der Ansprüche oder der nachfolgenden Beschreibung beansprucht werden. Ferner kann jedes Merkmal, das in der nachfolgenden Beschreibung und/oder den anhängenden Zeichnungen offenbart und/oder im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben oder offenbart ist für sich, unabhängig oder losgelöst von dem Zusammenhang, in dem es steht, allein oder in jeglicher Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen, das oder die in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Zeichnungen beschrieben oder offenbart ist oder sind, beansprucht werden, insbesondere in dem Umfang, in welchem das jeweilige Merkmal zumindest einen Beitrag zur Lösung der zu Grunde liegenden Aufgabe liefert. Insbesondere können auch jede der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen bzw. jedes der beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Merkmale für sich gesondert und/oder in beliebigen Kombinationen beansprucht werden.The features and feature combinations described herein in accordance with the underlying invention are not restricted by the feature combination / s selected in the claims and the selected back-references. Each feature of one claim category can also be claimed in another claim category. Furthermore, each feature in the claims, also independently of the respective according to the claims back-reference, for example in any combination with one or more other feature (s) of the claims or the following description. Furthermore, each feature that is disclosed in the following description and / or the appended drawings and / or described or disclosed in connection with the drawings can by itself, independently or separately from the context in which it stands, alone or in any combination with one or more other features that are described or disclosed in the claims, the description and / or the drawings, in particular to the extent that the respective feature at least contributes to the solution of the underlying problem supplies. In particular, each of the configurations described below or each of the exemplary embodiments described and their features can be claimed separately and / or in any combination.
Das Spannelement, insbesondere Spannbüchse (oder: Spannhülse) oder Spannzange, gemäß Anspruch 1 ist für eine Spannvorrichtung zum Spannen (oder: zum Einspannen oder Aufspannen) eines (rotierenden oder nicht rotierenden) Werkstücks oder eines Werkzeugs vorgesehen, wobei
- a) das Spannelement um wenigstens eine zentrale Achse orientiert ist (oder: wenigstens eine zentrale Achse umläuft oder umgibt),
- b) das Spannelement wenigstens eine Spannfläche für das Werkstück oder Werkzeug (oder: wenigstens eine Spannfläche zum Zusammenwirken, insbesondere kraftschlüssigen Anliegen, mit wenigstens eine Gegenspannfläche an dem Werkstück oder Werkzeug) und wenigstens eine von der Spannfläche abgewandte Abstützfläche zum Abstützen an einer Abstützfläche eines Spannkörpers der Spannvorrichtung aufweist,
- c) die Spannfläche des Spannelementes von zwei oder mehreren Spannflächensegmenten gebildet ist, die in Umfangsrichtung um die zentrale Achse voneinander beabstandet sind,
- d) die Abstützfläche des Spannelementes von zwei oder mehreren Abstützflächensegmenten gebildet ist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind,
- e) jeweils ein Spannflächensegment über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbunden ist (oder: jeweils ein Abstützflächensegment über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spannflächensegmenten verbunden ist), und
- f) wobei wenigstens ein Spannflächensegment und wenigstens ein mit dem Spannflächensegment über ein Verbindungselement verbundenes Abstützflächensegment in Umfangsrichtung um einen Versatzwinkel versetzt zueinander angeordnet sind, wodurch eine Wirkrichtung einer auf das Abstützflächensegment des Spannelementes wirkenden radialen Abstützflächen-Presskraft und eine Wirkrichtung einer auf das Spannflächensegment des Spannelementes wirkenden Spannflächen-Presskraft um einen Presskraftwinkel und/oder eine Wirkrichtung der Spannflächen-Presskraft und eine Wirkrichtung einer auf das Spannflächensegment des Spannelementes wirkenden Spannkraft um einen Spannkraftwinkel in Umfangsrichtung versetzt sind.
- a) the clamping element is oriented around at least one central axis (or: at least one central axis revolves or surrounds),
- b) the clamping element has at least one clamping surface for the workpiece or tool (or: at least one clamping surface for interaction, in particular frictional contact, with at least one counter-clamping surface on the workpiece or tool) and at least one support surface facing away from the clamping surface for supporting on a support surface of a clamping body the clamping device,
- c) the clamping surface of the clamping element is formed by two or more clamping surface segments which are spaced from one another in the circumferential direction about the central axis,
- d) the support surface of the clamping element is formed by two or more support surface segments which are spaced from one another in the circumferential direction,
- e) one clamping surface segment is connected via two connecting elements to two support surface segments that are adjacent in the circumferential direction (or: one support surface segment is connected via two connecting elements to two clamping surface segments that are adjacent in the circumferential direction), and
- f) wherein at least one clamping surface segment and at least one support surface segment connected to the clamping surface segment via a connecting element are arranged offset from one another in the circumferential direction by an offset angle, whereby a direction of action of a radial support surface pressing force acting on the support surface segment of the clamping element and a direction of action of a force acting on the clamping surface segment of the clamping element acting clamping surface pressing force by a pressing force angle and / or an effective direction of the clamping surface pressing force and an effective direction of a clamping force acting on the clamping surface segment of the clamping element are offset by a clamping force angle in the circumferential direction.
Unter Abstützfläche ist diejenige Fläche des Spannelementes zu verstehen, die während eines Einspannvorgangs mit einer Abstützfläche des Spannkörpers in Kontakt gebracht werden und/oder sich gleitend aufeinander bewegen, wodurch der Durchmesser des Spannelementes und somit der Durchmesser von deren Spannfläche in einer zur zentralen Achse radialen Richtung veränderbar ist, also vergrößerbar oder verkleinerbar ist, oder sich verändert, also vergrößert oder verkleinert. Im gespannten Zustand liegen die Abstützfläche des Spannkörpers und die Abstützfläche des Spannelementes aneinander und es bildet sich eine radial wirkende Abstützflächen-Presskraft zwischen der Abstützfläche des Spannkörpers und der Abstützfläche des Spannelementes aus.The support surface is to be understood as that surface of the clamping element that is brought into contact with a support surface of the clamping body during a clamping process and / or that slide on each other, whereby the diameter of the clamping element and thus the diameter of its clamping surface in a direction radial to the central axis is changeable, that is, can be enlarged or reduced, or changes, that is to say enlarged or reduced. In the tensioned state, the support surface of the clamping body and the support surface of the clamping element lie against one another and a radially acting support surface pressing force is formed between the support surface of the clamping body and the support surface of the clamping element.
Die Spannfläche des Spannelementes bezeichnet diejenige Fläche des Spannelementes, die während des Einspannvorgangs mit dem Werkstück oder Werkzeug in Kontakt gebracht wird und im gespannten Zustand an diesem anliegt, wodurch sich zwischen der Spannfläche des Spannelementes und dem Werkstück oder Werkzeug eine radial wirkende, eventuell auch eine axial wirkende Spannkraft ausbildet.The clamping surface of the clamping element denotes that surface of the clamping element that is brought into contact with the workpiece or tool during the clamping process and rests against it in the clamped state, whereby a radially acting, possibly also one, is between the clamping surface of the clamping element and the workpiece or tool axially acting clamping force forms.
Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Spannflächensegment des Spannelementes über Verbindungselemente mit zwei Abstützflächensegmenten des Spannelementes verbunden bzw. jeweils ein Abstützflächensegment ist über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spannflächensegmenten verbunden, wobei das Spannflächensegment gegenüber den Abstützflächensegmenten in Umfangsrichtung jeweils um einen Versatzwinkel versetzt ist bzw. wobei das Abstützflächensegment gegenüber den Spannflächensegmenten in Umfangsrichtung jeweils um einen Versatzwinkel versetzt ist. Zudem sind das Spannflächensegment und das Abstützflächensegment in Radialrichtung voneinander beabstandet. Die Verbindungselemente weisen hierfür eine Erstreckungskomponente in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung auf. Die auf benachbarte Abstützflächensegmente wirkende radiale Abstützflächen-Presskraft wird über die die Abstützflächensegmente mit dem Spannflächensegment verbindenden Verbindungselemente auf das Spannflächensegment übertragen, wodurch eine radiale Aufweitung oder Einschnürung des Spannelementes erfolgt. Die Kraftübertragung innerhalb des Spannelementes erfolgt somit unter einem Presskraft-Winkel und nicht nur in Radialrichtung. Die Verbindungselemente sind derart flexibel, dass deren Erstreckung in Radial- und in Umfangsrichtung veränderbar ist.According to the invention, at least one clamping surface segment of the clamping element is connected to two support surface segments of the clamping element via connecting elements or one support surface segment is connected via two connecting elements to two clamping surface segments that are adjacent in the circumferential direction, the clamping surface segment being offset in the circumferential direction by an offset angle or wherein the support surface segment is offset in the circumferential direction by an offset angle in relation to the clamping surface segments. In addition, the clamping surface segment and the support surface segment are spaced apart from one another in the radial direction. the For this purpose, connecting elements have an extension component in the radial direction and / or in the circumferential direction. The radial support surface pressing force acting on adjacent support surface segments is transmitted to the clamping surface segment via the connecting elements connecting the support surface segments to the clamping surface segment, whereby a radial expansion or constriction of the clamping element takes place. The force transmission within the clamping element thus takes place at a pressing force angle and not only in the radial direction. The connecting elements are flexible in such a way that their extension can be changed in the radial and circumferential directions.
Die Abstützflächensegmente und Spannflächensegmente sind in Umfangsrichtung zumindest teilweise versetzt gegeneinander angeordnet. Mit anderen Worten: Die Abstützflächensegmente und Spannflächensegmente sind in Radialrichtung zumindest teilweise nicht fluchtend hintereinander angeordnet. Der Versatzwinkel ist vorliegend definiert als der Winkel zwischen einer Abstützflächenebene, die auf das Abstützflächensegment senkrecht steht und eine sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstreckende Mittellängsachse des Abstützflächensegmentes enthält, und einer Spannflächenebene, die auf das Spannflächensegment senkrecht steht und eine sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstreckende Mittellängsachse des Spannflächensegmentes enthält.The support surface segments and clamping surface segments are at least partially offset from one another in the circumferential direction. In other words: the support surface segments and clamping surface segments are at least partially not aligned one behind the other in the radial direction. The offset angle is defined in the present case as the angle between a support surface plane which is perpendicular to the support surface segment and contains a central longitudinal axis of the support surface segment extending in an axial direction to the central axis, and a clamping surface plane which is perpendicular to the clamping surface segment and which extends in one direction contains central axis in the axial direction extending central longitudinal axis of the clamping surface segment.
Das Spannelement, also die Spannflächensegmente, Abstützflächensegmente und Verbindungselemente sind insbesondere einstückig ausgebildet. The clamping element, that is to say the clamping surface segments, support surface segments and connecting elements, are in particular formed in one piece.
Vorzugsweise weist das Spannelement in Umfangsrichtung einen gleichmäßigen Versatz der Spannflächensegmente und Abstützflächensegmente, also gleichbleibende Versatzwinkel auf.The clamping element preferably has a uniform offset of the clamping surface segments and support surface segments in the circumferential direction, that is to say constant offset angles.
Die radiale Abstützflächen-Presskraft und/oder die Spannflächen-Presskraft lässt sich beispielsweise mechanisch, beispielsweise durch Verschiebung eines Spannkörpers gegenüber dem Spannelement und einer daraus resultierenden radialen Aufweitung oder Einschnürung des Spannelementes, hydraulisch oder pneumatisch, beispielsweise durch innerhalb des Spannelementes angeordnete mit einem hydraulischen bzw. gasförmigen Medium gefüllte hydraulische bzw. pneumatische Kammern, die mit hydraulischem bzw. pneumatischem Druck beaufschlagbar sind, um sich zu vergrößern oder zu verkleinern, thermisch, beispielsweise durch Aufheizen oder Abkühlen des Spannkörpers, oder auch elektromagnetische erzeugen. Denkbar sind auch Kombinationen der vorstehend genannten Möglichkeiten zur Erzeugung der radiale Abstützflächen-Presskraft und/oder der Spannflächen-Presskraft. Eine hydraulische Beaufschlagung des Spannkörpers hat den Vorteil, dass keine sogenannten „Stick-Slip-Effekte“, bei denen der Spannkörper und das Spannelement ruckartig aufeinander gleiten, auftreten. Insbesondere in Kombination mit einer mechanischen Beaufschlagung bietet eine hydraulische Beaufschlagung des Spannkörpers eine feinere Stellgröße zum Spannen des Werkstückes oder Werkzeuges.The radial support surface pressing force and / or the clamping surface pressing force can be, for example, mechanically, for example by shifting a clamping body with respect to the clamping element and a resulting radial expansion or constriction of the clamping element, hydraulically or pneumatically, for example by means of a hydraulic or pneumatic device arranged inside the clamping element Hydraulic or pneumatic chambers filled with gaseous medium to which hydraulic or pneumatic pressure can be applied in order to increase or decrease, generate thermally, for example by heating or cooling the clamping body, or also generate electromagnetic chambers. Combinations of the above-mentioned possibilities for generating the radial support surface pressing force and / or the clamping surface pressing force are also conceivable. Hydraulic loading of the clamping body has the advantage that no so-called “stick-slip effects”, in which the clamping body and the clamping element slide jerkily on one another, do not occur. Particularly in combination with mechanical loading, hydraulic loading of the clamping body offers a finer manipulated variable for clamping the workpiece or tool.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Begriff Spannelement hier in einem allgemeinen Sinne verstanden wird und jedes Spannelement umfasst, das in einer beliebigen Form oder mit einer beliebig geformten Wandung die Achse zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig oder geschlossen umgibt oder umschließt und innen wenigstens teilweise hohl ist oder mit einem Hohlraum versehen ist sowie axial gesehen wenigstens an einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten, wenigstens teilweise nach außen offen ist. So umfasst der Begriff Spannelement auch ohne Beschränkung der Allgemeinheit Körper mit zumindest überwiegend zylindrischen und/oder mit Absätzen versehenen und/oder mit Kegelflächen und/oder mit Gewinden versehenen Innen- und/oder Außenflächen und insbesondere auch Spannbüchsen oder Spannhülsen und Spannzangen sowie hülsenartige Spanneinsätze. Etwaige im Fachjargon einschränkende Deutungen des Begriffs Spannelement sind deshalb ohne Belang.It should be pointed out here that the term clamping element is understood here in a general sense and includes any clamping element that at least predominantly, preferably completely or closed surrounds or encloses the axis in any shape or with any wall of any shape and at least partially hollow on the inside is or is provided with a cavity and, viewed axially, at least on one side, preferably on both sides, is at least partially open to the outside. The term clamping element includes bodies with at least predominantly cylindrical and / or shouldered and / or tapered and / or threaded inner and / or outer surfaces and in particular also clamping sleeves or clamping sleeves and collets as well as sleeve-like clamping inserts. Any restrictive interpretations of the term clamping element in the technical jargon are therefore irrelevant.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich wenigstens eines der zwei oder mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Abstützflächensegmente des Spannelementes in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und/oder in Umfangsrichtung und/oder wenigstens eines der zwei oder mehreren, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Spannflächensegmente des Spannelementes erstreckt sich jeweils in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und/oder in Umfangsrichtung.According to an advantageous development, at least one of the two or more circumferentially spaced apart support surface segments of the clamping element extends in a direction axial to the central axis and / or in the circumferential direction and / or at least one of the two or more circumferentially spaced apart clamping surface segments of the clamping element each in a direction axial to the central axis and / or in the circumferential direction.
Die Verbindungselemente sind insbesondere als Stege ausgebildet, die sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstrecken, wobei jeweils ein Spannflächensegment über zwei Stege mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbunden ist (oder: wobei jeweils ein Abstützflächensegment über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spannflächensegmenten verbunden ist).The connecting elements are designed in particular as webs that extend in a direction axial to the central axis, with one clamping surface segment being connected via two webs to two support surface segments that are adjacent in the circumferential direction (or: one support surface segment in each case via two connecting elements with two clamping surface segments that are adjacent in the circumferential direction connected is).
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Spannelement wenigstens eines oder eine beliebige Kombination der folgenden Merkmale auf:
- a) ein erster, äußerer oder innerer (oder: außenliegender oder innenliegender) Endabschnitt des Verbindungselementes ist mit einem Umfangs-Endabschnitt des Spannflächensegmentes und ein zweiter, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist mit einem Umfangs-Endabschnitt des Abstützflächensegmentes verbunden,
- b) ein erster, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist mit einem Umfangs-Endabschnitt des Spannflächensegmentes und ein zweiter, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist einem Zentralabschnitt des Abstützflächensegmentes verbunden,
- c) ein erster, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist mit einem Zentralabschnitt des Spannflächensegmentes und ein zweiter, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist einem Umfangs-Endabschnitt des Abstützflächensegmentes verbunden,
- d) ein erster, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselements ist mit einem Zentralabschnitt des Spannflächensegmentes und ein zweiter, äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes ist einem Zentralabschnitt des Abstützflächensegmentes verbunden.
- a) a first, outer or inner (or: outer or inner) end section of the connecting element is connected to a circumferential end section of the clamping surface segment and a second, outer or inner end section of the connecting element is connected to a circumferential end section of the supporting surface segment,
- b) a first, outer or inner end section of the connecting element is connected to a circumferential end section of the clamping surface segment and a second, outer or inner end section of the connecting element is connected to a central section of the supporting surface segment,
- c) a first, outer or inner end section of the connecting element is connected to a central section of the clamping surface segment and a second, outer or inner end section of the connecting element is connected to a peripheral end section of the supporting surface segment,
- d) a first, outer or inner end section of the connecting element is connected to a central section of the clamping surface segment and a second, outer or inner end section of the connecting element is connected to a central section of the supporting surface segment.
Unter dem Begriff „äußerer oder innerer Endabschnitt des Verbindungselementes“ sind sich an das Spannflächensegment bzw. das Abstützflächensegment anschließende, in einer senkrecht zu der axialen Richtung durch den „Zentralabschnitt des Verbindungselementes“ voneinander abgegrenzte Abschnitte des Verbindungselementes zu verstehen. Unter dem Begriff „Umfangs-Endabschnitt des Spannflächensegmentes“ bzw. „Umfangs-Endabschnitt des Abstützflächensegmentes“ sind bezüglich der Umfangsrichtung durch den „Zentralabschnitt des Spannflächensegmentes“ bzw. den „Zentralabschnitt des Abstützflächensegmentes“ voneinander abgegrenzte Abschnitte zu verstehen. Die Endabschnitte sowie die Zentralabschnitte erstrecken sich vorzugsweise zumindest teilweise in einer zur zentralen Achse axialen Richtung.The term “outer or inner end section of the connecting element” is to be understood as meaning sections of the connecting element that adjoin the clamping surface segment or the support surface segment and are delimited from one another in a perpendicular to the axial direction by the “central section of the connecting element”. The term "circumferential end section of the clamping surface segment" or "circumferential end section of the supporting surface segment" is to be understood as meaning sections delimited from one another with regard to the circumferential direction by the "central section of the clamping surface segment" or the "central section of the supporting surface segment". The end sections and the central sections preferably extend at least partially in a direction that is axial to the central axis.
Eine auf die Abstützfläche oder das Abstützflächensegment wirkende radiale Abstützflächen-Presskraft wird somit über das Verbindungselement von einem Endabschnitt oder Zentralabschnitt des Abstützflächensegmentes auf einen Endabschnitt oder Zentralabschnitt des Spannflächensegments übertragen und wirkt dort als Spannflächen-Presskraft. Durch unterschiedliche Verbindungspunkte und damit einhergehende unterschiedliche Winkel der Verbindungselemente gegenüber dem Abstützflächensegment und/oder dem Spannflächensegment lässt sich die Stärke der Spannflächen-Presskraft variieren.A radial support surface pressing force acting on the support surface or the support surface segment is thus transmitted via the connecting element from an end section or central section of the support surface segment to an end section or central section of the clamping surface segment and acts there as a clamping surface pressing force. The strength of the clamping surface pressing force can be varied through different connection points and the associated different angles of the connection elements with respect to the support surface segment and / or the clamping surface segment.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Spannelementes weist wenigstens eines der Verbindungselemente bezogen auf einen Querschnitt zur axialen Richtung zwischen dem Abstützflächensegment und dem Spannflächensegment einen geradlinigen (oder: linearen) Verlauf oder einen zumindest teilweise gekrümmten (oder: gebogenen) Verlauf aufweist.According to an advantageous development of the tensioning element, at least one of the connecting elements has a straight (or: linear) course or an at least partially curved (or: curved) course based on a cross section to the axial direction between the support surface segment and the clamping surface segment.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in axialer Richtung voneinander beabstandete Axial-Endabschnitte (oder: axiale Endabschnitte oder vorderer und hinterer Endabschnitt) eines Spannflächensegmentes und/oder in axialer Richtung voneinander beabstandete Axial-Endabschnitte eines Abstützflächensegmentes und/oder in axialer Richtung voneinander beabstandete Axial-Endabschnitte eines Verbindungselements bezüglich der Mittellängsachse in Umfangsrichtung um einen Drallwinkel gegeneinander versetzt. Mit anderen Worten: Die Spannflächensegmente und/oder Abstützflächensegmente und/oder Verbindungselemente sind in axialer Richtung gedrallt und die Axial-Endabschnitte des Spannflächensegments und/oder des Abstützflächensegments und/oder des Verbindungselements sind in Umfangsrichtung zueinander versetzt. Beispielsweise kann hierbei ein solcher Drallwinkel vorgesehen sein, dass voneinander beabstandete Axialabschnitte jeweils benachbarter Spannflächensegmente und/oder Abstützflächensegmente in axialer Richtung vollständig hintereinander liegen („Teilung von 1“) oder sich in axialer Richtung jeweils hälftig überlappen („Teilung von ½“). Ein solches gedralltes Spannelement verbessert die Fassung bzw. Spannbarkeit des Werkstückes oder Werkzeuges, insbesondere beim Einspannvorgang mittels eines ein Sägengewinde aufweisenden Spannelementes, welches auf einen ein korrespondierendes Sägengegengewinde aufweisenden Spannkörper aufgeschraubt wird. Durch axiale Kraftbeaufschlagung werden Spannelement und Spannkörper anschließend in axialer Richtung gegeneinander bewegt und die eingeleitete axiale Kraft wird an den unter dem Flankenwinkel gegeneinander geneigten Sägengewindeflächen in eine axiale Kraftkomponente und eine nach außen wirkende radiale Kraftkomponente aufgeteilt, wodurch das Spannelement in Radialrichtung geweitet oder eingeschnürt wird, sodass das Werkstück gespannt wird.According to a further advantageous embodiment, axially spaced apart axial end sections (or: axial end sections or front and rear end sections) of a clamping surface segment and / or axially spaced apart axial end sections of a support surface segment and / or axially spaced apart axial end sections are End sections of a connecting element offset from one another by an angle of twist in the circumferential direction with respect to the central longitudinal axis. In other words: the clamping surface segments and / or supporting surface segments and / or connecting elements are twisted in the axial direction and the axial end sections of the clamping surface segment and / or the supporting surface segment and / or the connecting element are offset from one another in the circumferential direction. For example, such a twist angle can be provided that spaced apart axial sections of adjacent clamping surface segments and / or support surface segments lie completely one behind the other in the axial direction (“division of 1”) or overlap in half in the axial direction (“division of ½”). Such a twisted tensioning element improves the setting or tensionability of the workpiece or tool, in particular during the clamping process by means of a tensioning element having a buttress thread, which is screwed onto a tensioning body having a corresponding buttress thread. By applying an axial force, the clamping element and clamping body are then moved against each other in the axial direction and the axial force introduced is divided into an axial force component and an outwardly acting radial force component on the buttress thread surfaces inclined against each other at the flank angle, whereby the clamping element is widened or constricted in the radial direction, so that the workpiece is clamped.
Eine weitere Ausgestaltung des Spannelementes sieht vor, dass wenigstens zwei der ein Spannflächensegment mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbindenden Verbindungselemente gemäß wenigstens einem oder einer beliebigen Kombination der folgenden Merkmale ausgebildet sind:
- a) die Verbindungselemente sind in einer zur zentralen Achse axialen Richtung parallel zueinander orientiert,
- b) die Verbindungselemente sind in einer zur zentralen Achse axialen Richtung unter einem Winkel zueinander orientiert,
- c) die Verbindungselemente sind in einer zur zentralen Achse axialen Richtung unter einem Winkel gegenüber dem Spannflächensegment
- a) the connecting elements are oriented parallel to one another in a direction axial to the central axis,
- b) the connecting elements are oriented at an angle to one another in a direction axial to the central axis,
- c) the connecting elements are in a direction axial to the central axis at an angle with respect to the clamping surface segment
Parallel zueinander orientierte Verbindungselemente, die insbesondere zudem unter einem Winkel gegenüber dem Spannflächensegment und/oder dem Abstützflächensegment orientiert sind, sind somit in Umfangsrichtung gleichsinnig orientiert. Abhängig von der Orientierungsrichtung der Verbindungselemente bzw. der Richtung des Torsionsmomentes bzw. der auf das Werkstück wirkenden Torsionskräfte oder einer Tangentialkraft, beispielsweise bei der Bearbeitung, tritt ein Freilaufeffekt oder ein Sperreffekt auf, d.h. die Verbindungselemente legen sich flach oder stellen sich entgegen. Dadurch lässt sich die Spannkraft erhöhen.Connecting elements that are oriented parallel to one another, which in particular are also oriented at an angle with respect to the clamping surface segment and / or the support surface segment, are thus oriented in the same direction in the circumferential direction. Depending on the direction of orientation of the connecting elements or the direction of the torsional moment or the torsional forces acting on the workpiece or a tangential force, for example during machining, a free-wheeling effect or a blocking effect occurs, i.e. the connecting elements lie flat or face each other. This increases the resilience.
Das Spannflächensegment und das Verbindungselement sind dabei insbesondere jeweils um eine sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstreckende Schwenkachse um einen Schwenkwinkel zueinander schwenkbar (oder: bewegbar), wobei der Schwenkwinkel in einem gespannten Zustand des Spannelements größer oder kleiner ist als in einem ungespannten Zustand des Spannelements. Das Abstützflächensegment und das Verbindungselement sind dabei insbesondere jeweils um eine sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstreckende Schwenkachse um einen Schwenkwinkel zueinander schwenkbar, wobei der Schwenkwinkel in einem gespannten Zustand des Spannelements größer oder kleiner ist als in einem ungespannten Zustand des Spannelements.The clamping surface segment and the connecting element are in particular each pivotable about a pivot axis extending in a direction axial to the central axis by a pivot angle relative to one another (or: movable), the pivot angle being greater or smaller in a tensioned state of the tensioning element than in an untensioned state of the clamping element. The support surface segment and the connecting element are in particular each pivotable about a pivot axis extending in a direction axial to the central axis by a pivot angle to one another, the pivot angle in a tensioned state of the tensioning element being greater or smaller than in an untensioned condition of the tensioning element.
Mit anderen Worten: Der Verbindungsbereich zwischen Verbindungselement und Abstützflächensegment und/oder der Verbindungsbereich zwischen Verbindungselement und Spannflächensegment bildet eine elastische Verformungszone oder ein Gelenk, wodurch eine radiale Aufweitung, d.h. eine Vergrößerung des Schwenkwinkels im gespannten Zustand, oder radiale Einschnürung, d.h. eine Verkleinerung des Schwenkwinkels im gespannten Zustand, des Spannelements erreicht werden kann, sobald eine radiale Abstützflächen-Presskraft wirkt.In other words: The connection area between the connecting element and the support surface segment and / or the connection area between the connecting element and the clamping surface segment forms an elastic deformation zone or a joint, which results in a radial expansion, i.e. an increase in the pivot angle in the tensioned state, or a radial constriction, i.e. a reduction in the pivot angle in the clamped state, the clamping element can be reached as soon as a radial support surface pressing force acts.
Vorteilhafterweise umfasst wenigstens eines der Spannflächensegmente einen sich in radialer Richtung und/oder in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und/oder in Umfangsrichtung erstreckenden Spannflächenkörper, wobei eine Oberfläche des Spannflächenkörpers die Spannfläche (oder: eine Teil-Spannfläche) ausbildet und/oder wenigstens eines der Abstützflächensegmente umfasst einen sich in radialer Richtung und/oder in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und/oder in Umfangsrichtung erstreckenden Abstützflächenkörper, wobei eine Oberfläche des Abstützflächenkörpers die Abstützfläche (oder: eine Teil-Abstützfläche) ausbildet.Advantageously, at least one of the clamping surface segments comprises a clamping surface body extending in the radial direction and / or in a direction axial to the central axis and / or in the circumferential direction, one surface of the clamping surface body forming the clamping surface (or: a partial clamping surface) and / or at least one of the support surface segments comprises a support surface body extending in the radial direction and / or in a direction axial to the central axis and / or in the circumferential direction, one surface of the support surface body forming the support surface (or: a partial support surface).
Ferner ist bevorzugt, dass wenigstens zwei der Abstützflächensegmente und/oder wenigstens zwei der Spannflächensegmente in Umfangsrichtung jeweils unter Ausbildung eines sich in einer zur zentralen Achse axialen Richtung erstreckenden Spaltes voneinander beabstandet sind. Bei einem von innen gespannten Werkstück oder Werkzeug weist der Spalt aufgrund der radialen Aufweitung der Spannbüchse im gespannten Zustand jeweils eine größere Abmessung auf als im ungespannten Zustand, bei einem von außen gespannten Werkstück oder Werkzeug weist der Spalt aufgrund der radialen Einschnürung der Spannbüchse im gespannten Zustand jeweils eine kleinere Abmessung auf als im ungespannten Zustand.It is further preferred that at least two of the support surface segments and / or at least two of the clamping surface segments are spaced apart from one another in the circumferential direction, each forming a gap extending in a direction axial to the central axis. In the case of an internally clamped workpiece or tool, the gap has a larger dimension in the clamped state due to the radial expansion of the clamping sleeve than in the unclamped state; in the case of an externally clamped workpiece or tool, the gap has a larger dimension in the clamped state due to the radial constriction of the clamping sleeve each has a smaller dimension than in the untensioned state.
Weitere vorteilhafte Varianten des Spannelements weisen ferner wenigstens eines oder eine beliebige Kombination der folgenden Merkmale auf:
- a) wenigstens ein an einer Stirnseite des Spannelements angeordneter Axial-Endabschnitt des Spannflächensegments weist einen in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und in einer zur zentralen Achse senkrechten Richtung orientierten Spannflächenbereich auf,
- b) wenigstens ein an einer Stirnseite des Spannelements angeordneter Axial-Endabschnitt des Abstützflächensegments weist einen in einer zur zentralen Achse axialen Richtung und in einer zur zentralen Achse senkrechten Richtung orientierten Abstützflächenbereich auf.
- a) at least one axial end section of the clamping surface segment arranged on an end face of the clamping element has a clamping surface area oriented in a direction axial to the central axis and in a direction perpendicular to the central axis,
- b) at least one axial end section of the support surface segment arranged on an end face of the tensioning element has a support surface region oriented in a direction axial to the central axis and in a direction perpendicular to the central axis.
Mit anderen Worten: An einem ersten oder zweiten Endabschnitt - bezogen auf eine zur zentralen Achse axialen Richtung - des Spannelements, sind die Spannflächensegmente oder Abstützflächensegmente ausgehend von der ersten oder zweiten Stirnseite in Form einer Fase abgeschrägt.In other words: on a first or second end section - relative to a direction axial to the central axis - of the clamping element, the clamping surface segments or support surface segments are beveled starting from the first or second end face in the form of a bevel.
Während des Spannvorgangs werden das Spannelement und der Spannkörper gegeneinander bewegt, wobei es von Vorteil ist, wenn diese Bewegung möglichst reibungsfrei erfolgen kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform schließen ein Spannflächensegment, zwei das Spannflächensegment mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbindende Verbindungselemente und die zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmente einen Aufnahmeraum (oder: ein Reservoir) zwischen sich ein, welcher ein Schmiermittel (oder: Gleitmittel) enthält oder in welchen ein Schmiermittel einbringbar ist. Das Spannelement weist somit eine integrierte Schmierung für die Spannbewegung zwischen Spannkörper und Spannelement auf, wobei als Schmiermittel, beispielsweise Schmierfette, solche zum Einsatz kommen, die gegenüber den „von außen“ wirkenden Ölen oder Emulsionen der Spannmittelnutzer beständig sind. Bei der radialen Aufweitung oder Einschnürung des Spannelementes während des Spannvorgangs kommt es zu einer Art „Pumpbewegung“, wodurch das Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum in den Raum oder Spalt zwischen Spannkörper und Spannelement gefördert wird.During the tensioning process, the tensioning element and the tensioning body are moved relative to one another, it being advantageous if this movement can take place with as little friction as possible. According to an advantageous embodiment, one clamping surface segment, two connecting elements connecting the clamping surface segment with two support surface segments that are adjacent in the circumferential direction, and the two support surface segments that are adjacent in the circumferential direction form one Receiving space (or: a reservoir) between them, which contains a lubricant (or: lubricant) or in which a lubricant can be introduced. The clamping element thus has an integrated lubrication for the clamping movement between the clamping body and the clamping element, whereby the lubricants used, for example lubricating greases, are those that are resistant to the oils or emulsions of the clamping device users acting “from the outside”. With the radial expansion or constriction of the clamping element during the clamping process, a kind of "pumping movement" occurs, whereby the lubricant is conveyed from the receiving space into the space or gap between the clamping body and the clamping element.
Zur Spannung des Werkstückes oder Werkzeuges dienen grundsätzlich die Spannflächensegmente bzw. die Spannfläche, die im gespannten Zustand an dem Werkstück oder Werkzeug anliegen. Zur Spannung von Werkstücken oder Werkzeugen mit Verzahnung, bildet vorzugsweise wenigstens eines der Verbindungselemente zumindest teilweise eine Spannfläche für das Werkstück oder das Werkzeug aus, die dem Werkstück oder Werkzeug zugewandt ist. Mit anderen Worten: Zumindest ein Teil der dem Werkstück oder Werkzeug zugewandten Flankenfläche eines Verbindungselementes dient als zusätzliche Spannfläche zu der Spannfläche der Spannflächensegmente. Dadurch lässt sich insbesondere ein Werkstück oder Werkzeug mit Verzahnung, Innenverzahnung oder Außenverzahnung, zusätzlich verspannen, um die Spannkraft zu erhöhen.In principle, the clamping surface segments or the clamping surface, which rest against the workpiece or tool in the clamped state, are used to clamp the workpiece or tool. For clamping workpieces or tools with teeth, at least one of the connecting elements preferably at least partially forms a clamping surface for the workpiece or the tool, which faces the workpiece or tool. In other words: at least part of the flank surface of a connecting element facing the workpiece or tool serves as an additional clamping surface to the clamping surface of the clamping surface segments. As a result, a workpiece or tool with toothing, internal toothing or external toothing, in particular, can be additionally clamped in order to increase the clamping force.
Die Spannfläche zweier ein Spannflächensegment mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbindender Verbindungselemente und die Spannfläche des Spannflächensegmentes bilden vorzugsweise eine gemeinsame, entlang eines sich in axialer Richtung erstreckenden Zylinders mit Radius orientierte Spannfläche aus oder die Spannfläche zweier ein Spannflächensegment mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbindender Verbindungselemente und die Spannfläche des Spannflächensegmentes bilden die Form einer Evolventenverzahnung aus.The clamping surface of two connecting elements connecting a clamping surface segment with two circumferentially adjacent support surface segments and the clamping surface of the clamping surface segment preferably form a common clamping surface oriented along an axially extending cylinder with a radius, or the clamping surface of two connecting elements connecting a clamping surface segment with two circumferential adjacent support surface segments and the clamping surface of the clamping surface segment form the shape of an involute toothing.
Mit anderen Worten: Die Spannfläche des Verbindungselementes ist insbesondere - bezogen auf eine Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung - entlang eines Kreises und/oder entlang einer Evolventen orientiert. Durch eine solche Form lässt sich die Veränderung der Geometrie der Spannbüchse bei der radialen Aufweitung oder Einschnürung berücksichtigen, um einen Kontakt der Spannfläche des Verbindungselementes mit einer Innenfläche der Innenverzahnung oder einer Außenfläche der Außenverzahnung des Werkstückes und somit ein Einspannen der Innenverzahnung zu gewährleisten. Die Anzahl der Spannflächensegmente oder der Teilungsabstand kann dabei in Abhängigkeit von der Anzahl der Zähne des zu spannenden Werkstücks oder Werkzeugs angepasst und beliebig variiert werden.In other words: the clamping surface of the connecting element is oriented in particular - in relation to a direction perpendicular to an axial direction - along a circle and / or along an involute. With such a shape, the change in the geometry of the clamping sleeve during the radial expansion or constriction can be taken into account in order to ensure contact of the clamping surface of the connecting element with an inner surface of the internal toothing or an external surface of the external toothing of the workpiece and thus clamping of the internal toothing. The number of clamping surface segments or the spacing can be adapted depending on the number of teeth of the workpiece or tool to be clamped and varied as required.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens einer der von der Spannfläche des Verbindungselementes und der Spannfläche des Spannflächensegmentes umgrenzten Abschnitte des Spannelementes als Hohlprofil oder Vollkörper ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment, at least one of the sections of the clamping element bounded by the clamping surface of the connecting element and the clamping surface of the clamping surface segment is designed as a hollow profile or solid body.
Die Spannfläche des Spannelementes kann grundsätzlich verschiedene geometrische Formen annehmen. Insbesondere weist die Spannfläche bezogen auf einen Querschnitt zur axialen Richtung die Form eines Kreises oder eines Polygons, z.B. mit rechtwinkligen oder abgerundeten Ecken, oder eines Vielecks, z.B. ein Dreieck oder Viereck, auf (oder: die Spannfläche ist von der Mantelfläche eines sich in axialer Richtung erstreckenden Zylinders oder Prismas mit abgerundeten Ecken gebildet).The clamping surface of the clamping element can basically assume different geometric shapes. In particular, in relation to a cross-section to the axial direction, the clamping surface has the shape of a circle or a polygon, e.g. with right-angled or rounded corners, or a polygon, e.g. a triangle or square Direction extending cylinder or prism formed with rounded corners).
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform verläuft die Abstützfläche des Spannelements entlang einer Schraubenlinie oder als oder wie ein Gewindeabschnitt mit einer vorgegebenen Steigung um die zentrale Achse und ist zugleich unter einem Neigungswinkel zu einer zur zentralen Achse axialen oder zu einer um die zentrale Achse verlaufenden gedachten Zylinderfläche geneigt. Die Abstützflächen können in anderen zur Definition „zu einer zur zentralen Achse axialen Richtung geneigt“ alternativen Definitionen auch zu einer um die zentrale Achse als Zylinderachse verlaufenden gedachten oder geometrischen Zylinderfläche radial nach innen oder außen geneigt sein oder in jedem Schnitt entlang einer die zentrale Achse beinhaltenden Schnittebene (Längsschnitt) zu einer zur zentralen Achse parallelen Richtung geneigt sein.According to an advantageous embodiment, the support surface of the tensioning element runs along a helical line or as or like a thread section with a predetermined pitch around the central axis and is at the same time inclined at an angle of inclination to an imaginary cylinder surface that is axial to the central axis or to an imaginary cylinder surface that runs around the central axis. In other definitions, alternative definitions to the definition “inclined to a direction axial to the central axis”, the support surfaces can also be inclined radially inwards or outwards to an imaginary or geometric cylinder surface running around the central axis as a cylinder axis or in each section along a central axis including Section plane (longitudinal section) be inclined to a direction parallel to the central axis.
Bei bekannten Spannelementen wird zur Ermöglichung einer radialen Aufweitung ein Schlitz vorgesehen, der sich ausgehend von einer Stirnseite des Spannelementes in axialer Richtung über einen Teil der Länge des Spannelementes erstreckt und während der radialen Aufweitung oder Einschnürung wie ein Gelenk wirkt. Dadurch ändern sich jedoch Steigung und/oder Neigung des Gewindeganges während der radialen Aufweitung oder Einschnürung. Bei dem erfindungsgemäßen Spannelement lässt sich aufgrund der Verbindung der Abstützflächensegmente mit den Spannflächensegmenten über die Verbindungselemente der Gewindeabschnitt unabhängig von der Anzahl der Abstützflächensegmente und Spannflächensegmente und unabhängig von dem Teilungsabstand dimensionieren, da eine gleichmäßige radiale Aufweitung bzw. Einschnürung erfolgt.In known clamping elements, a slot is provided to enable radial expansion, which, starting from an end face of the clamping element, extends in the axial direction over part of the length of the clamping element and acts like a joint during the radial expansion or constriction. As a result, however, the pitch and / or inclination of the thread change during the radial expansion or constriction. In the case of the clamping element according to the invention, due to the connection of the support surface segments with the clamping surface segments via the connecting elements, the threaded section can be dimensioned independently of the number of support surface segments and clamping surface segments and independently of the spacing, since a uniform radial expansion or constriction takes place.
Vorzugsweise ist das Spannelement ganz oder zumindest in Teilbereichen mit additiven Fertigungsverfahren, vornehmlich aus einem Metallwerkstoff wie einem Metall oder einer Metalllegierung, oder aus Kunststoff, Kunstharz, Keramik oder auch Carbon- oder Graphitmaterialien gefertigt.The tensioning element is preferably manufactured entirely or at least in part using additive manufacturing processes, primarily from a metal material such as a metal or a metal alloy, or from plastic, synthetic resin, ceramic or also carbon or graphite materials.
Insbesondere kann eines der Fertigungsverfahren oder eine Kombination der Fertigungsverfahren verwendet werden, die aus dem Artikel
Zweckmäßigerweise werden die Abstützflächensegmente und/oder Spannflächensegmente und/oder Verbindungselemente des Spannelementes, insbesondere durch einen 3D-Druckprozess, erzeugt, vorzugsweise so, dass die Abstützflächensegmente und/oder Spannflächensegmente und/oder Verbindungselemente des Spannelementes stoffschlüssig und/oder, insbesondere werkstoffmäßig, einstückig ausgebildet sind. Dadurch wird eine hohe Festigkeit des Spannelementes sichergestellt und es können auch dünnwandige Abstützflächensegmente und/oder Spannflächensegmente und/oder Verbindungselemente hergestellt werden.The support surface segments and / or clamping surface segments and / or connecting elements of the clamping element are expediently produced, in particular by a 3D printing process, preferably in such a way that the supporting surface segments and / or clamping surface segments and / or connecting elements of the clamping element are formed integrally and / or, in particular materially, in one piece are. This ensures a high strength of the clamping element and thin-walled support surface segments and / or clamping surface segments and / or connecting elements can also be produced.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten ergeben sich insbesondere aus der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere den hierin beschriebenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen.The second-mentioned object is achieved according to the invention with the features of claim 16. Advantageous configurations and variants emerge in particular from the following description, in particular the configurations and embodiments described herein.
Die Spannvorrichtung zum Spannen (oder: zum Einspannen oder Aufspannen) eines (rotierenden oder nicht rotierenden) Werkstücks oder eines Werkzeugs umfasst
- a) wenigstens einen Spannkörper,
- a) wenigstens ein um eine zentrale Achse orientiertes (oder: eine zentrale Achse umlaufendes oder umgebendes) Spannelement mit wenigstens einer Spannfläche für das Werkstück oder Werkzeug und wenigstens eine von der Spannfläche abgewandte Abstützfläche zum Abstützen an einer Abstützfläche des Spannkörpers der Spannvorrichtung,
- c) wobei die Spannfläche des Spannelementes von zwei oder mehreren Spannflächensegmenten gebildet ist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind,
- d) wobei die Abstützfläche des Spannelementes von zwei oder mehreren Abstützflächensegmenten gebildet ist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind,
- e) wobei jeweils ein Spannflächensegment über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Abstützflächensegmenten verbunden ist (oder: jeweils ein Abstützflächensegment über zwei Verbindungselemente mit zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spannflächensegmenten verbunden ist), und
- f) wobei wenigstens ein Spannflächensegment und wenigstens ein mit dem Spannflächensegment über ein Verbindungselement verbundenes Abstützflächensegment in Umfangsrichtung um einen Versatzwinkel versetzt zueinander angeordnet sind, wodurch eine Wirkrichtung einer zwischen der Abstützfläche des Spannkörpers einerseits und dem Abstützflächensegments des Spannelementes andererseits wirkenden radialen Abstützflächen-Presskraft und eine Wirkrichtung einer zwischen dem Spannflächensegment des Spannelementes einerseits und dem Werkzeug oder Werkstück andererseits wirkenden Spannflächen-Presskraft um einen Presskraftwinkel in Umfangsrichtung und/oder eine Wirkrichtung Spannflächen-Presskraft und eine Wirkrichtung einer zwischen dem Werkzeug oder Werkstück einerseits und dem Spannflächensegment des Spannelementes andererseits wirkenden, resultierenden Spannkraft um einen Spannkraftwinkel in Umfangsrichtung versetzt sind.
- a) at least one clamping body,
- a) at least one clamping element oriented around a central axis (or: a central axis revolving or surrounding) with at least one clamping surface for the workpiece or tool and at least one support surface facing away from the clamping surface for support on a support surface of the clamping body of the clamping device,
- c) wherein the clamping surface of the clamping element is formed by two or more clamping surface segments which are spaced from one another in the circumferential direction,
- d) wherein the support surface of the clamping element is formed by two or more support surface segments which are spaced from one another in the circumferential direction,
- e) where in each case one clamping surface segment is connected via two connecting elements to two adjacent support surface segments in the circumferential direction (or: one support surface segment is connected via two connecting elements to two adjacent clamping surface segments in the circumferential direction), and
- f) wherein at least one clamping surface segment and at least one support surface segment connected to the clamping surface segment via a connecting element are arranged offset from one another in the circumferential direction by an offset angle, whereby an effective direction of a radial support surface pressing force acting between the support surface of the clamping body on the one hand and the support surface segment of the clamping element on the other hand, and a Effective direction of a clamping surface pressing force acting between the clamping surface segment of the clamping element on the one hand and the tool or workpiece on the other hand by a pressing force angle in the circumferential direction and / or an effective direction of the clamping surface pressing force and an effective direction of a resultant acting between the tool or workpiece on the one hand and the clamping surface segment of the clamping element on the other hand Clamping force are offset by a clamping force angle in the circumferential direction.
Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Varianten des Spannelementes der Spannvorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.With regard to advantageous configurations and variants of the tensioning element of the tensioning device, reference is made to the above statements.
Unter Abstützfläche des Spannkörpers ist diejenige Fläche des Spannkörpers zu verstehen, die während eines Einspannvorgangs mit Abstützflächen bzw. Abstützflächensegmenten des Spannelementes in Kontakt gebracht werden und/oder sich gleitend aufeinander bewegen, wodurch der Durchmesser des Spannelementes in einer zur zentralen Achse radialen Richtung veränderbar ist, also vergrößerbar oder verkleinerbar ist, oder sich verändert, also vergrößert oder verkleinert. Im gespannten Zustand liegen die Abstützflächen des Spannkörpers und die Abstützflächen bzw. Abstützflächensegmente des Spannelementes aneinander und es bildet sich eine radial wirkende Abstützflächen-Presskraft zwischen der Abstützfläche des Spannkörpers und der Abstützfläche bzw. den Abstützflächensegmenten des Spannelementes aus.The support surface of the clamping body is to be understood as that surface of the clamping body which, during a clamping process, is brought into contact with support surfaces or support surface segments of the clamping element and / or slide on one another, whereby the diameter of the clamping element can be changed in a direction radial to the central axis, that is, can be enlarged or reduced, or changes, that is to say enlarged or reduced. In the tensioned state, the support surfaces of the clamping body and the support surfaces or support surface segments of the clamping element lie against one another and a radially acting support surface pressing force is formed between the support surface of the clamping body and the support surface or the support surface segments of the clamping element.
Die Spannfläche oder das Spannflächensegment des Spannelementes bezeichnet diejenige(n) Fläche(n) des Spannelementes, auf welche über die Verbindungselemente die Spannflächen-Presskraft wirkt und die während des Einspannvorgangs mit dem Werkstück oder Werkzeug in Kontakt gebracht werden und im gespannten Zustand an diesem anliegen. Zwischen der Spannfläche oder dem Spannflächensegment des Spannelementes und dem Werkstück oder Werkzeug bildet sich dadurch eine der Spannflächen-Presskraft entgegenwirkende Spannkraft aus.The clamping surface or the clamping surface segment of the clamping element denotes that surface (s) of the clamping element on which the clamping surface pressing force acts via the connecting elements and which are brought into contact with the workpiece or tool during the clamping process and rest against it in the clamped state . Between the clamping surface or the clamping surface segment of the clamping element and the workpiece or tool, a clamping force that counteracts the clamping surface pressing force is formed.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Kraftübertragung von dem Spannkörper auf das Spannelement und auf das Werkstück oder das Werkzeug über einen Presskraftwinkel und nicht nur in Radialrichtung. Mit anderen Worten: Die Kraft einer auf die beiden benachbarten Abstützflächensegmente wirkenden radialen Abstützflächen-Presskraft wird über die die Abstützflächensegmente mit dem Spannflächensegment verbindenden Verbindungselemente und somit über eine sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung wirkende Spannflächen-Presskraft auf das Spannflächensegment übertragen, wodurch eine radiale Aufweitung oder Einschnürung des Spannelementes erfolgt.According to the invention, the force is transmitted from the clamping body to the clamping element and to the workpiece or the tool via a pressing force angle and not just in the radial direction. In other words: the force of a radial support surface pressing force acting on the two adjacent support surface segments is transmitted to the clamping surface segment via the connecting elements connecting the support surface segments to the clamping surface segment and thus via a clamping surface pressing force acting both in the radial direction and in the circumferential direction, whereby a radial Expansion or constriction of the clamping element takes place.
Mit der Spannvorrichtung kann sowohl ein Werkstück oder Werkzeug gespannt werden, indem es radial von innen mittels des Spannelementes mit einer radial nach außen wirkenden Abstützflächen-Presskraft und einer nach außen wirkenden Spannflächen-Presskraft beaufschlagt wird. Die Erzeugung einer umgekehrten, radial nach innen wirkenden Abstützflächen-Presskraft und einer umgekehrten, nach innen wirkenden Spannflächen-Presskraft, also mittels eines das Werkstück oder Werkzeug von außen umschließenden Spannelementes, ist ebenfalls möglich.With the clamping device, both a workpiece or a tool can be clamped in that it is acted upon radially from the inside by means of the clamping element with a radially outwardly acting support surface pressing force and an outwardly acting clamping surface pressing force. It is also possible to generate a reverse, radially inwardly acting support surface pressing force and a reverse, inwardly acting clamping surface pressing force, that is, by means of a clamping element surrounding the workpiece or tool from the outside.
Der Spannkörper ist beispielsweise zylinderförmig, wobei dieser in Zusammenwirkung mit einem hohlzylinderförmigen Spannelement im Vergleich zu einer konusförmigen Ausführung des Spannkörpers und/oder des Spannelementes den Vorteil aufweist, dass die verwendbaren Maße des Innen- oder Außendurchmessers des Spannelementes nicht durch die Konusform des Spannkörpers vorgegeben sind, sondern dass Innen- oder Außendurchmesser in flexibler Weise auf die Spannaufgabe angepasst werden können. Alternativ ist möglich, dass der Spannkörper und/oder das Spannelement kegelig oder konisch ausgebildet sind.The clamping body is, for example, cylindrical, which, in cooperation with a hollow cylindrical clamping element, has the advantage over a conical design of the clamping body and / or the clamping element that the usable dimensions of the inside or outside diameter of the clamping element are not predetermined by the conical shape of the clamping body , but that the inside or outside diameter can be flexibly adapted to the clamping task. Alternatively, it is possible for the clamping body and / or the clamping element to be conical or conical.
Die Spannvorrichtung kann wenigstens ein Verschiebeelement umfassen, um die einander zugewandten Abstützflächen von Spannkörper und Spannelement durch eine axiale Verschiebebewegung entlang eines axialen Verschiebeweges in axialer Richtung in Kontakt miteinander zu bringen und/oder aufeinander gleitend zu bewegen, wodurch der Durchmesser der Spannfläche des Spannelementes in einer zur zentralen Achse radialen Richtung veränderbar ist oder sich verändert (oder: vergrößerbar oder verkleinerbar ist oder sich vergrößert oder verkleinert) oder wodurch bei an dem Werkstück oder Werkzeug bereits anliegender Spannfläche oder bereits anliegendem Spannflächensegment eine Spannkraft zwischen Spannelement einerseits und Werkstück oder Werkzeug andererseits erzeugbar ist oder erzeugt wird. Die Spannkraft ist eine als Reaktion auf die radiale Abstützflächen-Presskraft und die Spannflächen-Presskraft resultierende, entgegengesetzte Spannkraft, welche von dem Werkstück oder Werkzeug in Richtung des Spannelementes wirkt und eine kraftschlüssige Verbindung des Werkstückes oder Werkzeuges erzeugt. Die radiale Abstützflächen-Presskraft und/oder die Spannflächen-Presskraft lässt sich ferner alternativ oder in beliebiger Kombination auch hydraulisch oder pneumatisch, thermisch oder auch elektromagnetisch erzeugen.The tensioning device can comprise at least one displacement element in order to bring the mutually facing support surfaces of the tensioning body and tensioning element into contact with one another and / or sliding on one another by an axial displacement movement along an axial displacement path, whereby the diameter of the tensioning surface of the tensioning element in one can be changed or changed in the radial direction to the central axis (or: can be enlarged or reduced or enlarged or reduced) or whereby a clamping force can be generated between the clamping element on the one hand and the workpiece or tool on the other hand when the clamping surface or clamping surface segment is already in contact with the workpiece or tool or is generated. The clamping force is an opposing clamping force resulting as a reaction to the radial support surface pressing force and the clamping surface pressing force, which acts from the workpiece or tool in the direction of the clamping element and creates a non-positive connection of the workpiece or tool. The radial support surface pressing force and / or the clamping surface pressing force can also alternatively or in any combination be generated hydraulically or pneumatically, thermally or also electromagnetically.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen jeweils schematisch dargestellt sind:
-
1 ein Spannelement in einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
2 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß1 , -
3 ein Spannelement in einer zweiten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
4 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß3 , -
5 eine Detailansicht des Spannelementes gemäß4 , -
6 ein Spannelement in einer dritten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
7 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß6 , -
8 eine Detailansicht des Spannelementes gemäß7 , -
9 ein Spannelement in einer vierten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
10 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß9 , -
11 ein Spannelement in einer fünften Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
12 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß11 , -
13 ein Spannelement in einer sechsten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
14 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß13 , -
15 ein Spannelement in einer siebten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
16 ein Spannelement in einer achten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
17 ein Spannelement in einer neunten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
18 ein Spannelement in einer zehnten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
19 ein Spannelement in einer elften Ausführungsform in einem Querschnitt, -
20 ein Spannelement in einer zwölften Ausführungsform in einem Querschnitt, -
21 ein Spannelement in einer dreizehnten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
22 ein Spannelement in einer vierzehnten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
23 ein Spannelement zum Spannen eines Werkstückes mit Außenverzahnung in einem Querschnitt, -
24 ein Spannelement zum Spannen eines Werkstückes mit Innenverzahnung in einer ersten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
25 ein Spannelement zum Spannen eines Werkstückes mit Innenverzahnung in einer zweiten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
26 ein Spannelement zum Spannen eines Werkstückes mit Innenverzahnung in einer dritten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
27 ein Spannelement zum Spannen eines Werkstückes mit Innenverzahnung in einer vierten Ausführungsform in einem Querschnitt, -
28 ein in axialer Richtung gedralltes Spannelement zum Spannen eines Werkstückes oder Werkzeuges in einer perspektivischen Ansicht, -
29 eine Frontansicht des Spannelementes gemäß28 , -
30 eine Draufsicht auf das Spannelement gemäß28 , -
31 ein Ausschnitt einer Spannvorrichtung in einem ungespannten Zustand in einem Längsschnitt, -
32 ein Ausschnitt der Spannvorrichtung gemäß31in einem Querschnitt, -
33 ein Ausschnitt der Spannvorrichtung in einem gespannten Zustand in einem Längsschnitt, -
34 ein Ausschnitt der Spannvorrichtung gemäß33 in einem Querschnitt, -
35 schematisch das Prinzip der radialen Aufweitung in einer vergrößerten Darstellung, -
36 schematisch das Prinzip der mechanischen Spannung in einem ungespannten Zustand in einer vergrößerten Darstellung, -
37 schematische Darstellung eines teilweise gespannten Zustandes in einer vergrößerten Darstellung, -
38 schematische Darstellung eines gespannten Zustandes in einer vergrößerten Darstellung, -
39 eine Spannvorrichtung in einem Längsschnitt, -
40 schematisch das Prinzip der mechanischen Spannung in einer Schnittdarstellung.
-
1 a clamping element in a first embodiment in a perspective view, -
2 a front view of the clamping element according to1 , -
3 a clamping element in a second embodiment in a perspective view, -
4th a front view of the clamping element according to3 , -
5 a detailed view of the clamping element according to4th , -
6th a clamping element in a third embodiment in a perspective view, -
7th a front view of the clamping element according to6th , -
8th a detailed view of the clamping element according to7th , -
9 a clamping element in a fourth embodiment in a perspective view, -
10 a front view of the clamping element according to9 , -
11 a clamping element in a fifth embodiment in a perspective view, -
12th a front view of the clamping element according to11 , -
13th a clamping element in a sixth embodiment in a perspective view, -
14th a front view of the clamping element according to13th , -
15th a tensioning element in a seventh embodiment in a cross section, -
16 a clamping element in an eighth embodiment in a cross section, -
17th a tensioning element in a ninth embodiment in a cross section, -
18th a tensioning element in a tenth embodiment in a cross section, -
19th a tensioning element in an eleventh embodiment in a cross section, -
20th a tensioning element in a twelfth embodiment in a cross section, -
21 a tensioning element in a thirteenth embodiment in a cross section, -
22nd a tensioning element in a fourteenth embodiment in a cross section, -
23 a clamping element for clamping a workpiece with external teeth in a cross-section, -
24 a clamping element for clamping a workpiece with internal teeth in a first embodiment in a cross section, -
25th a clamping element for clamping a workpiece with internal teeth in a second embodiment in a cross section, -
26th a clamping element for clamping a workpiece with internal teeth in a third embodiment in a cross section, -
27 a clamping element for clamping a workpiece with internal teeth in a fourth embodiment in a cross section, -
28 a clamping element twisted in the axial direction for clamping a workpiece or tool in a perspective view, -
29 a front view of the clamping element according to28 , -
30th a plan view of the clamping element according to28 , -
31 a section of a clamping device in an untensioned state in a longitudinal section, -
32 a section of the jig according to31in a cross section, -
33 a section of the clamping device in a clamped state in a longitudinal section, -
34 a section of the jig according to33 in a cross section, -
35 schematically the principle of radial expansion in an enlarged view, -
36 schematically the principle of mechanical tension in an untensioned state in an enlarged view, -
37 schematic representation of a partially tensioned state in an enlarged representation, -
38 schematic representation of a tensioned state in an enlarged representation, -
39 a clamping device in a longitudinal section, -
40 schematically the principle of mechanical tension in a sectional view.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in den
In
Ein erster - bezogen auf die Radialrichtung
Das Spannelement
Während des Einspannvorganges wirkt bei aneinander liegenden Abstützflächen eines Spannkörpers
Des Weiteren umfassen die Spannflächensegmente
Der Stirnseite des Spannelements
In
Analog zum Spannelement
Das Spannflächensegment
Das Spannelement
In
Bei dem Spannelement
Das Spannelement
In den
In den
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Verbindungselemente
In
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weisen die Verbindungselemente
Bei dem in
Die in den
Die
Die Spannfläche
Mittels eines Verschiebeelementes (nicht dargestellt) wird das Spannelement
Um die radiale Aufweitung des Spannelements
Auch das Abstützflächensegment
Beim Spannen eines Werkstückes von außen (nicht gezeigt) ist der Schwenkwinkel zwischen dem Spannflächensegment
In den
Anhand von
Die Spannvorrichtung
Ferner umfasst die Spannvorrichtung
Das Erzeugen der Spannkraft erfolgt mittels wenigstens eines Abstützelements oder einer Abstützfläche
Die Abstützflächen
Ein mechanisches Einspannelement
Das um das Spannelement
Alternativ kann auch der Spannkörper
Die Abstützflächen
Die Funktionsweise der sägezahnförmigen Abstützflächen
Das Spannelement
Damit das Spannelement
In den anhand von
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SpannelementClamping element
- 22
- AbstützflächeSupport surface
- 33
- SpannflächeClamping surface
- 44th
- SpannflächensegmentClamping surface segment
- 55
- AbstützflächensegmentSupport surface segment
- 66th
- VerbindungselementConnecting element
- 77th
- VerbindungselementConnecting element
- 88th
- Spaltgap
- 99
- Spaltgap
- 1010
- SpannflächenkörperClamping surface body
- 1111
- AbstützflächenkörperSupport sheet
- 1212th
- SpannflächenbereichClamping surface area
- 1313th
- AbstützflächenbereichSupport surface area
- 1414th
- Reservoirreservoir
- 1515th
- Spannfläche des Verbindungselementes Clamping surface of the connecting element
- 100100
- SpannvorrichtungJig
- 101101
- Werkstückworkpiece
- 102102
- SpannbereichClamping range
- 103103
- Gegenspannfläche des WerkstückesCounter-clamping surface of the workpiece
- 104104
- SpannkörperClamping body
- 105105
- SchaftteilShaft part
- 106106
- Abstützfläche des SpannkörpersSupport surface of the clamping body
- 108108
- EinspannelementClamping element
- 109109
- GewindestiftGrub screw
- 110110
- SchubflächeThrust area
- 111111
- Stirnseite der SpannbüchseFace of the clamping sleeve
- 112A112A
- keilförmiger Abstützflächenabschnittwedge-shaped support surface section
- 112B112B
- Endfläche der AbstützflächeEnd face of the support surface
- 113A113A
- keilförmiger Spannflächenabschnittwedge-shaped clamping surface section
- 113B113B
- Endfläche der SpannflächeEnd face of the clamping surface
- UU
- UmfangsrichtungCircumferential direction
- FAFA
- radiale Abstützflächen-Presskraftradial support surface pressing force
- FSFS
- Spannflächen-PresskraftClamping surface pressing force
- FRFR
- resultierende Spannkraftresulting resilience
- FESFES
- EinschubkraftInsertion force
- FzVehicle
- axiale Kraftkomponenteaxial force component
- MM.
- MittelachseCentral axis
- ESIT
- EinspannbewegungsrichtungDirection of clamping movement
- RR.
- RadialrichtungRadial direction
- ZZ
- axiale Richtungaxial direction
- PSGPSG
- Steigungpitch
- ΔZΔZ
- VerschiebewegDisplacement
- ΔRΔR
- radialer Wegradial path
- αα
- NeigungswinkelTilt angle
- ββ
- VersatzwinkelOffset angle
- YY
- PresskraftwinkelPressing force angle
- δδ
- SpannkraftwinkelClamping force angle
- SS.
- SchwenkachseSwivel axis
- εε
- SchwenkwinkelSwivel angle
- ηη
- SchwenkwinkelSwivel angle
- µµ
-
Winkel zwischen Verbindungselementen
6 ,7 und AbstützflächensegmentAngle between fasteners6th ,7th and support surface segment - σσ
- DrallwinkelHelix angle
- R1, R2, R3R1, R2, R3
- Radiusradius
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2019/170556 A1 [0007]WO 2019/170556 A1 [0007]
- EP 2747922 B1 [0008]EP 2747922 B1 [0008]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- C. Körner - Additive manufacturing of metallic components by selective electron beam melting - a review, International Materials Reviews, 61:5, 2016, Seiten 361-377 [0045]C. Körner - Additive manufacturing of metallic components by selective electron beam melting - a review, International Materials Reviews, 61: 5, 2016, pages 361-377 [0045]
- Lawrence E. Murr Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science, Journal of Materials Research and Technology, Elsevier, 2012, Seiten 42 - 54 [0045]Lawrence E. Murr Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science, Journal of Materials Research and Technology, Elsevier, 2012, pages 42 - 54 [0045]
Claims (17)
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EP21718528.9A EP4132734A2 (en) | 2020-04-07 | 2021-04-07 | Clamping element, clamping body and clamping device and method for clamping a workpiece or tool |
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ID=75497905
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DE (1) | DE102020109685A1 (en) |
WO (1) | WO2021204880A2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1602749U (en) | 1949-02-19 | 1950-03-02 | Mez A G | CROSS COIL FOR HOME USE. |
EP2747922B1 (en) | 2011-08-26 | 2018-07-25 | Franz Haimer Maschinenbau KG | Apparatus and method for clamping a component on a rotating machine part |
WO2019170556A1 (en) | 2018-03-07 | 2019-09-12 | Knaebel Horst | Clamping element for positioning and/or fixing a workpiece or tool |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2612376A (en) * | 1946-02-02 | 1952-09-30 | Vinco Corp | Expansion arbor |
US2695787A (en) * | 1952-08-15 | 1954-11-30 | Sunnen Joseph | Chuck adapter |
US3030120A (en) * | 1957-08-16 | 1962-04-17 | A & C Engineering Co | Hydraulically expansible arbor |
US3117797A (en) * | 1962-05-02 | 1964-01-14 | Buck Tool Co | Expandable or contractible workpiece holder |
US3731942A (en) * | 1970-09-30 | 1973-05-08 | Buck Tool Co | Hydraulically actuated tool collet |
US6514017B2 (en) * | 2001-03-02 | 2003-02-04 | Deblasio Michael J. | Core drill piloting system |
FR3092021B1 (en) * | 2019-01-16 | 2021-02-12 | Technic Com | RADIAL EXPANSION SOCKET |
-
2020
- 2020-04-07 DE DE102020109685.2A patent/DE102020109685A1/en active Pending
-
2021
- 2021-04-07 WO PCT/EP2021/059071 patent/WO2021204880A2/en unknown
- 2021-04-07 EP EP21718528.9A patent/EP4132734A2/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1602749U (en) | 1949-02-19 | 1950-03-02 | Mez A G | CROSS COIL FOR HOME USE. |
EP2747922B1 (en) | 2011-08-26 | 2018-07-25 | Franz Haimer Maschinenbau KG | Apparatus and method for clamping a component on a rotating machine part |
WO2019170556A1 (en) | 2018-03-07 | 2019-09-12 | Knaebel Horst | Clamping element for positioning and/or fixing a workpiece or tool |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
C. Körner - Additive manufacturing of metallic components by selective electron beam melting - a review, International Materials Reviews, 61:5, 2016, Seiten 361-377 |
EMUGE-WERK RICHARD GLIMPEL GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge: Spanntechnikkatalog 135 - Spannzeuge der Spitzenklasse. Lauf, 2005 (ZK10003 . DEGB 7T 092005 Wy · Rev. A). 225 S. - Firmenschrift |
KÖRNER, C.: Additive manufacturing of metallic components by selective electron beam melting - a review. In: International Materials Reviews, Vol. 61, 2016, No. 5, S. 361-377. - ISSN 0950-6608 (P); 1743-2804 (E). DOI: 10.1080/09506608.2016.1176289. URL: https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/09506608.2016.1176289?needAccess=true [abgerufen am 2018-12-03] |
Lawrence E. Murr Fabrication of Metal and Alloy Components by Additive Manufacturing: Examples of 3D Materials Science, Journal of Materials Research and Technology, Elsevier, 2012, Seiten 42 - 54 |
MURR, Lawrence E. [u.a.]: Fabrication of metal and alloy components by additive manufacturing: Examples of 3D materials science. In: Journal of Materials Research and Technology, Vol. 1, 2012, No. 1, S. 42-54. - ISSN 2238-7854. DOI: 10.1016/S2238-7854(12)70009-1. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785412700091/pdf?md5=f52243ebc2c93cbdca46136159f5786c&pid=1-s2.0-S2238785412700091-main.pdf [abgerufen am 2018-12-03] |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP4132734A2 (en) | 2023-02-15 |
WO2021204880A3 (en) | 2021-12-16 |
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