DE102023206827A1

DE102023206827A1 - Hydraulisches spannfutter und dehnhülse

Info

Publication number: DE102023206827A1
Application number: DE102023206827.3A
Authority: DE
Inventors: Santhosh Boregowda; Ruy Frota de Souza Filho; Dominik Schmid; Michael Schuffenhauer; Josef Konrad Herud
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2022-07-22
Filing date: 2023-07-18
Publication date: 2024-01-25
Also published as: US20240024961A1; CN117428217A

Abstract

Es werden Dehnhülsen (30) offenbart, die einen Körper (32) und einen Flansch (35) aufweisen. Der Körper (32) kann im Allgemeinen zylindrisch sein und eine Innenwand (34), eine mit der Innenwand (34) einstückig ausgebildete Außenwand (33) und eine Druckflüssigkeitskammer (50) beinhalten, die radial zwischen der Innenwand (34) und der Außenwand (33) angeordnet ist und zwischen diesen eingekapselt ist. Der vordere Flansch (35) erstreckt sich von der Außenwand (33) des Körpers (32) radial nach außen. Der vordere Flansch (35) kann eine Werkzeugträgerverbindung (60) aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den vorderen Flansch (35) an einem Werkzeugträgerelement (11) befestigt. Das Werkzeugträgerelement (11) kann ein Druckflüssigkeitssystem (70) beinhalten, das mit der Druckflüssigkeitskammer (50) der Dehnhülse (30) in Verbindung steht. Die Dehnhülsen (30) können an dem Werkzeugträgerelement (11) durch mechanische Befestigungsmittel, Gewinde oder Kombinationen davon befestigt sein. Im Betrieb steht Druckflüssigkeit in dem Werkzeugträgerelement (11) mit der Druckflüssigkeitskammer (50) der Dehnhülse (30) in Verbindung, um einen Werkzeugschaft festzuklemmen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Spannfutter und insbesondere Hülsen für hydraulische Spannfutter mit geschlossener Kammer.
STAND DER TECHNIK
Spannfutter sind zum sicheren Halten von Gegenständen, wie z. B. Werkzeugschäften, ausgelegt. Ein hydraulisches Spannfutter weist eine zentrale zylindrische Bohrung auf, die zum Festklemmen eines Werkzeugschaftes ausgelegt ist. In der zentralen zylindrischen Bohrung ist eine zylindrische Hülse aufgenommen und eingelötet, die zur Aufnahme von Werkzeugschäften ausgelegt ist. Die Hülse weist eine Druckkammer auf, die eine Hydraulikflüssigkeit, wie z. B. Öl, aufweist. Ein unter Druck stehendes Element, wie z. B. eine Schraube, kommuniziert mit dem Öl, um das Öl unter Druck zu setzen, wenn die Schraube eingedreht wird. Wenn das Öl unter Druck steht, klemmt die Hülse einen Werkzeugschaft fest. Der Druck erzeugt im Laufe der Zeit Risse in den Lötnähten, die zu einem Totalausfall von Werkzeugen führen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Dehnhülsen zur Aufnahme von Werkzeugschäften bereit. Die Dehnhülse weist einen im wesentlichen zylindrischen Körper auf, der eine Längsachse und einen vorderen Flansch definiert. Der Körper weist eine Innenwand, eine mit der Innenwand einstückig ausgebildete Außenwand und eine Druckflüssigkeitskammer auf, die radial zwischen der Innenwand und der Außenwand angeordnet ist und zwischen diesen eingekapselt ist. Der vordere Flansch erstreckt sich von der Außenwand des Körpers radial nach außen und weist eine Werkzeugträgerverbindung auf, die zur Befestigung des vorderen Flansches an einem Werkzeugträgerelement ausgebildet und angeordnet ist. Das Werkzeugträgerelement kann ein Druckflüssigkeitssystem beinhalten, das mit der Druckflüssigkeitskammer der Dehnhülse in Verbindung steht. Die Dehnhülsen können an dem Werkzeugträgerelement durch Hartlöten, mechanische Befestigungsmittel, Gewinde oder Kombinationen davon befestigt sein. Im Betrieb kommuniziert eine Druckeinstellschraube in dem Werkzeugträgerelement mit der Druckflüssigkeitskammer der Dehnhülse, um einen Werkzeugschaft festzuklemmen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine hydraulische Spannfutteranordnung bereit, die ein Werkzeugträgerelement und eine in das Werkzeugträgerelement eingesetzte Dehnhülse aufweist. Die Dehnhülse weist einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, der eine Innenwand, eine einstückig mit der Innenwand ausgebildete Außenwand und eine radial zwischen der Innenwand und der Außenwand angeordnete und eingekapselte Druckflüssigkeitskammer aufweist, sowie einen sich von der Außenwand radial nach außen erstreckenden vorderen Flansch auf, wobei der vordere Flansch eine Werkzeugträgerverbindung umfasst, die zum Befestigen des vorderen Flansches an dem Werkzeugträgerelement ausgebildet und angeordnet ist. Der zylindrische Körper definiert eine Längsachse.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine isometrische Vorderansicht einer Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine isometrische Rückansicht der Dehnhülse von 1.
3 ist eine Draufsicht einer hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und die Dehnhülse von 1-2 aufweist.
4 ist eine seitliche Teilschnittansicht der hydraulischen Spannfutteranordnung von 3.
5 ist eine isometrische Vorderansicht einer hydraulischen Spannfutteranordnung.
6 ist eine isometrische Vorderansicht einer zusätzlichen Adapterhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine isometrische Rückansicht der Dehnhülse von 6.
8 ist eine Draufsicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und die Dehnhülse von 6-7 aufweist.
9 ist eine seitliche Teilschnittansicht der hydraulischen Spannfutteranordnung von 8.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Druckflüssigkeitssystems der hydraulischen Spannfutteranordnung von 9.
11 ist eine seitliche Teilschnittansicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und eine Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
12 ist eine isometrische Vorderansicht einer zusätzlichen Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine seitliche Teilschnittansicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und eine Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
14 ist eine isometrische Vorderansicht einer zusätzlichen Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine isometrische Rückansicht der Dehnhülse von 14.
16 ist eine Draufsicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und die Dehnhülse von 14-15 aufweist.
17 ist eine seitliche Teilschnittansicht der hydraulischen Spannfutteranordnung von 16.
18 ist eine isometrische Vorderansicht einer zusätzlichen Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine isometrische Rückansicht der Dehnhülse von 18.
20 ist eine Draufsicht der Dehnhülse von 18-19.
21 ist eine seitliche Teilschnittansicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und die Dehnhülse von 18-20 aufweist.
22 ist eine isometrische Vorderansicht einer zusätzlichen Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
23 ist eine isometrische Rückansicht der Dehnhülse von 22.
24 ist eine Draufsicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die ein Werkzeugträgerelement und die Dehnhülse von 22-23 aufweist.
25 ist eine seitliche Teilschnittansicht der hydraulischen Spannfutteranordnung von 24.
26 ist eine Seitenschnittansicht einer Kugeldichtung zum Abdichten einer Druckflüssigkeitsversorgungsleitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
27 ist eine Seitenschnittansicht einer Druckkammer, die eine sich radial erstreckende sekundäre Kammer beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine isometrische Rückansicht einer zusätzlichen Dehnhülse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 ist eine Draufsicht eines Werkzeugträgerelements, das ausgebildet und angeordnet ist, um die Dehnhülse von 28 aufzunehmen.
30 ist eine Unteransicht einer zusätzlichen hydraulischen Spannfutteranordnung, die die Dehnhülse von 28 aufweist.
31 ist eine Teilschnittansicht der hydraulischen Spannfutteranordnung von 30.
32 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Druckflüssigkeitssystems der hydraulischen Spannfutteranordnung von 31.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1-2 veranschaulichen eine Dehnhülse 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Dehnhülse 30 weist einen zylindrischen Körper 32 auf, der eine Längsachse 39 definiert und ein axiales vorderes Ende 42 und ein axiales hinteres Ende 44 entlang einer Längsachse 39 der Hülse 30 aufweist. An dem vorderen Ende 42 ist eine Werkzeughalteraufnahmeöffnung 31 vorgesehen. Eine radiale Außenwand 33 mit einer Außenfläche und eine Klemminnenwand 34 mit einer Innenfläche erstrecken sich zwischen dem axialen vorderen Ende 42 und dem axialen hinteren Ende 44. Die Klemminnenfläche der Innenwand 34 erstreckt sich bis zu der Werkzeughalteraufnahmeöffnung 31 an dem vorderen Ende 42 der Dehnhülse 30. Die Dehnhülse 30 weist einen vorderen Flansch 35 auf, der an das axiale vordere Ende 42 des zylindrischen Körpers 32 angrenzt. Der vordere Flansch 35 weist eine radial äußere Kante 36 und eine Rückseite 37 auf. Die Hülse 30 weist eine hintere Kante 38 auf, die an das axiale hintere Ende 44 angrenzt. Der zylindrische Körper 32 weist einen Druckflüssigkeitseinlassanschluss 40 auf, der sich durch die radiale Außenfläche der Außenwand 33 erstreckt, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Die Außenwand 33 ist einstückig mit der Innenwand 34 ausgebildet. Wie hierin verwendet bedeuten die Begriffe „einstückig“ und „einstückig ausgebildet“ in Bezug auf die Dehnhülse 30, dass die Außen- und Innenwände 33 und 34 als einzelnes und einheitliches Teil und ohne aus separaten Teilen hergestellt zu werden hergestellt werden, die anschließend durch Verfahren wie Schweißen, Löten oder dergleichen miteinander verbunden werden. Die einstückig ausgebildeten Außen- und Innenwände 33 und 34 können durch jedes geeignete Verfahren, wie z. B. Additivherstellung, Wachsausschmelzverfahren und dergleichen, gleichzeitig als einheitliche Struktur hergestellt werden.
3 und 4 veranschaulichen eine hydraulische Spannfutteranordnung 10, die die in den 1 und 2 gezeigte Dehnhülse 30 und ein Werkzeugträgerelement 11 aufweist, das die Dehnhülse 30 aufnimmt. Das Werkzeugträgerelement 11 weist ein Werkzeugaufnahme-Vorderende 12 und ein Werkzeugmaschinen-Rückende 13 auf. Das Werkzeugträgerelement 11 weist einen Körper 14 auf, der sich radial zwischen dem Werkzeugaufnahme-Vorderende 12 und dem Werkzeugmaschinen-Rückende 13 erstreckt. Die hydraulische Spannfutteranordnung 10 ist mittels eines zentralen Gewindebolzens an einer Werkzeugmaschine befestigt.
Eine an dem Werkzeugaufnahme-Vorderende 12 angeordnete Axialbohrung 20 ist so konfiguriert, dass sie die Dehnhülse 30 aufnimmt. Die Axialbohrung 20 weist eine im Wesentlichen zylindrische Innenfläche 22 auf, die mit der Dehnhülse 30 in Kontakt steht und diese hält, wie weiter unten näher beschrieben wird. Die Axialbohrung 20 weist einen Boden 29 auf, der dem Maschinenwerkzeug-Rückende 13 des Werkzeugträgerelements 11 zugewandt ist. Die Axialbohrung 20 geht in eine ringförmige vordere Ausnehmung 24 in Richtung des Werkzeugaufnahme-Vorderendes 13 des Werkzeugträgerelements 11 über. Die ringförmige vordere Ausnehmung 24 weist eine innere radiale Fläche 26 und eine Vorderseite 28 auf. Die Dehnhülse 30 weist einen zylindrischen Körper 32 und einen vorderen Flansch 35 auf. Der zylindrische Körper 32 weist eine Klemminnenfläche der Innenwand 34 auf. Die Klemminnenfläche der Innenwand 34 erstreckt sich bis zu der Werkzeughalteraufnahmeöffnung 31 an dem vorderen Ende 42 der Dehnhülse 30. Die innere radiale Fläche 26 der ringförmigen vorderen Ausnehmung 24 steht in Kontakt mit der radial äußeren Kante des vorderen Flansches 35 und die Vorderseite der ringförmigen vorderen Ausnehmung 28 steht in Kontakt mit einer Rückseite 37 des vorderen Flansches 35.
Die Dehnhülse 30 weist eine innere Druckkammer 50 auf, die zwischen der äußeren radialen Fläche 33 und der inneren Klemmfläche 34 angeordnet ist. Die Druckkammer 50 weist eine im Wesentlichen zylindrische äußere radiale Wandfläche 52 und eine im Wesentlichen zylindrische innere radiale Wandfläche 54 auf. Wie in 4 gezeigt, weist die Druckkammer 50 eine axiale Gesamtlänge L_T auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die im Wesentlichen zylindrische innere radiale Wand 54 einen vertieften vorderen Abschnitt 55 mit einer axialen Länge L_F und einer radialen Breite R_F, einen vertieften hinteren Abschnitt 56 mit einer axialen Länge _LR und einer radialen Breite R_R und einen erhabenen mittleren Abschnitt 57 mit einer axialen Länge L_M und einer radialen Breite R_M auf. Die relativ dünnen vertieften Abschnitte 55 und 56 können sich stärker verformen als der dickere mittlere Abschnitt 57, wenn die innere Druckkammer 50 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird. Dadurch biegt sich der mittlere Abschnitt 57 nach innen und bietet im Bereich des mittleren Abschnitts eine erhöhte Klemmkraft auf einen Werkzeugschaft. Der erhabene mittlere Abschnitt 57 kann relativ lang sein, da die einstückig ausgebildete Außen- und Innenwand 33 und 34 aus einem einzigen einheitlichen Stück Material bestehen und keinerlei Lötverbindung oder sonstige Verbindung in Verbindung mit der oder angrenzend an die Druckkammer 50 erforderlich ist. Die Längen der vertieften Abschnitte 55 und 56, L_F und L_R, können minimiert werden, sodass der größte Teil der Länge L_M der Druckkammer in dem mittleren Abschnitt 57 eine Klemmkraft auf den Werkzeugschaft ausübt, wodurch die Klemmstabilität verbessert wird.
Wie in 4 dargestellt, kann die Länge des mittleren Abschnitts L_M größer als die Länge des hinteren Abschnitts L_R sein oder sie kann größer als die Länge des vorderen Abschnitts L_F sein oder sie kann größer als die kombinierten Längen L_R und L_F sein. Das Verhältnis von L_M:L_R kann beispielsweise von 1,5:1 bis 20:1 oder von 2:1 bis 10:1 betragen. Das Verhältnis von L_M:L_F kann von 1,5:1 bis 20:1 oder von 2:1 bis 10:1 betragen. Das Verhältnis von L_R:L_F kann von 0,5:1 bis 2:1 oder von 0,8:1 bis 1,2:1 betragen. Das Verhältnis L_M:L_T kann von 0,2:1 bis 1:1 oder von 0,3:1 bis 0,95:1 oder von 0,4:1 bis 0,8:1 betragen.
Die radialen Breiten R_F und R_R der vertieften vorderen und hinteren Abschnitte 55 bzw. 56 können um 0 bis 1.000 Prozent größer sein als die radiale Breite R_M des erhabenen mittleren Abschnitts 57, beispielsweise um 50 bis 500 Prozent größer oder um 100 bis 300 Prozent größer. R_F und R_R können typischerweise 0,1 bis 1 mm, beispielsweise 0,2 bis 0,8 mm oder 0,4 bis 0,6 mm betragen.
Wie in 4 weiter dargestellt, endet der vordere Abschnitt 55 der Druckkammer 50 an einer Stelle relativ nahe an der vorderen Fläche des Flansches 35, gemessen durch eine Flächenbreite W_F. Die Flächenbreite W_F kann typischerweise von 0,5 bis 6 mm, beispielsweise von 0,8 bis 5 mm oder von 1 bis 4 mm betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Flächenbreite W_F kleiner als 5 mm oder kleiner als 4 mm oder kleiner als 3 mm oder kleiner als 2 mm oder kleiner als 1 mm sein. In der dargestellten Ausführungsform ist die Flächenbreite W_F kleiner als die axiale Dicke des vorderen Flansches 35, sodass die Druckkammer 50 nach vorne in den Flansch hineinragt, z. B. der vordere Abschnitt 55 sich um mindestens 20 % oder mindestens 33 % oder mindestens 50 % oder mindestens 66 % der axialen Dicke des Flansches 35 axial in den Flansch 35 hinein erstreckt.
Das Verhältnis W_F:R_F kann typischerweise von 1:1 bis 20:1 oder von 1,5:1 bis 15:1 oder von 2:1 bis 10:1 betragen. Das Verhältnis W_F:L_T kann typischerweise von 0,005:1 bis 0,5:1 oder von 0,01:1 bis 0,2:1 oder von 0,02:1 bis 0,1:1 betragen.
Wie in 4 weiter dargestellt, ist die Dehnhülse 30 durch eine Hülsenverbindung 60, die einen vorderen Lötring 62 und einen hinteren Lötring 64 beinhaltet, an dem Werkzeugträgerelement 11 befestigt. Der vordere Lötring 62 befindet sich an der radial äußeren Kante 36 und an der Rückseite 37 des vorderen Flansches 35. Der vordere Lötring 62 befindet sich ebenfalls in der ringförmigen vorderen Ausnehmung 24 des Werkzeugträgerelements 11 an dem Schnittpunkt der inneren radialen Fläche 26 und der Vorderseite 28 der ringförmigen vorderen Ausnehmung 24. Der hintere Lötring 64 befindet sich an der hinteren Kante 38 der Dehnhülse 30, die an die radiale Außenfläche 33 angrenzt. Der hintere Lötring 64 befindet sich ebenfalls an dem Boden 29 der Axialbohrung 20, der an die Innenfläche 22 der Axialbohrung 20 angrenzt.
Die vorliegende Erfindung sieht vorteilhafterweise eine geschlossene Druckkammer 50 vor. Durch die geschlossene Druckkammer 50 wird der Druck nicht auf eine Lötstelle aufgebracht, was mit der Zeit zu einem Riss der Lötstellen und einem Totalausfall des Werkzeugs führen kann. Eine Dehnhülse ist lösbar an einem Werkzeugträgerelement befestigt, um die Dehnhülse für den Betrieb der hydraulischen Spannfutteranordnung an dem Werkzeugträgerelement zu befestigen und gleichzeitig auf Wunsch das Entfernen der Dehnhülse zum Austausch oder zur Reparatur zu ermöglichen. Hierin werden verschiedene Möglichkeiten zum Befestigen der Dehnhülse an dem Werkzeugträgerelement beschrieben. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Dehnhülse 30 durch Verlöten an dem vorderen Lötring 62 und dem hinteren Lötring 64 an dem Werkzeugträgerelement 11 befestigt. Die Verlötung befindet sich von der Druckkammer 50 entfernt, sodass auf die Lötstellen kein direkter Druck aufgebracht wird, wodurch eine verschleißfestere Dehnhülse 30 entsteht.
Wie in Bezug auf die hydraulische Spannfutteranordnung 10 in den 4 und 5 dargestellt, beinhaltet das Werkzeugträgerelement 11 ein Druckflüssigkeitssystem 70, das Hydraulikflüssigkeit zu einer Druckkammer 50 der Dehnhülse 30 leitet. Hydraulikflüssigkeit kann durch einen Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 72, der mit einer ersten Druckflüssigkeitsleitung 76 in Verbindung steht, in das Druckflüssigkeitssystem 70 eingeleitet werden. Die erste Druckflüssigkeitsleitung 76 steht mit einer zweiten Druckflüssigkeitsleitung 77 in Verbindung. Die Flüssigkeit gelangt durch die zweite Druckflüssigkeitsleitung 77 zu einem Druckflüssigkeitsversorgungsausgang 74. Der Druckflüssigkeitsversorgungsausgang 74 steht mit dem Einlassanschluss 40 der Dehnhülse 30 in Verbindung, durch den Hydraulikflüssigkeit in die in der Dehnhülse 30 aufgenommene Druckkammer 50 eingeleitet wird. Der Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 72 kann auf eine beliebige auf dem Stand der Technik bekannte Weise abgedichtet sein, einschließlich u. a. durch einen Dehnungsstopfen oder eine Druckkugel.
5 ist eine teilweise geschnittene isometrische Ansicht, die das Druckflüssigkeitssystem 70 veranschaulicht. Hydraulikflüssigkeit wird durch den Druckflüssigkeitsbefüllungsanschluss 73 in den Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 72 und in das Druckflüssigkeitssystem 70 eingeleitet. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt von dem Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 72 zu der ersten Druckflüssigkeitsleitung 76. Eine Druckeinstellbohrung 78 steht mit dem Druckflüssigkeitssystem 70 in Verbindung. In die Druckeinstellbohrung 78 ist eine Druckeinstellschraube 79 eingesetzt. Die Druckeinstellschraube 79 regelt den Druck in der Druckkammer. Beim Anziehen der Schraube baut sich in der Druckkammer 50 Hochdruck auf. Durch diesen Druck wird die Dehnhülse 30 zum Spannen eines Werkzeuges in radialer Richtung elastisch nach innen in Bewegung gesetzt.
In einigen Ausführungsformen kann die Dehnhülse aus einem härteren Material als das Werkzeugträgerelement, wie z. B. aus Hartmetall, bestehen. Das Werkzeugträgerelement kann z. B. typischerweise aus Stahl oder aus geeigneten ähnlichen Materialien bestehen. Das härtere Material der Dehnhülse kann eine erhöhte Steifigkeit und Härte aufweisen, wodurch das System verschleißfester wird. In anderen Ausführungsformen kann die Dehnhülse aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie Edelstahl oder Keramik, bestehen. Hierdurch wird eine Hülse mit geringerer Wärmeleitfähigkeit geschaffen, die eine unerwünschte Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit im Druckflüssigkeitssystem verhindern kann.
6-7 veranschaulichen eine Dehnhülse 130 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Dehnhülse 130 weist mehrere Merkmale auf, die denen der Dehnhülse 30 ähneln. Merkmale, die den hierin beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam sind, werden mit den gleichen Elementnummern gekennzeichnet. Die Dehnhülse 130 weist einen zylindrischen Körper 132 und einen vorderen Flansch 135 auf, der an das axiale vordere Ende 142 desselben angrenzt. Der vordere Flansch 135 definiert drei Befestigungsschraubenbohrungen 180 und weist eine radial äußere Kante 136 auf. Die Dehnhülse weist ferner eine Klemminnenfläche 134 auf.
8 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 110, die die Dehnhülse 130 der 6-7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Dehnhülse 130 weist den vorderen Flansch 135 auf, der drei Befestigungsschraubenbohrungen 180 definiert.
9 veranschaulicht die hydraulische Spannfutteranordnung 110 von 8, die ein Werkzeugträgerelement 111 und die Dehnhülse 130 von 6-7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. In dieser Ausführungsform weist die Werkzeugträgerverbindung mehrere Bolzenschrauben oder andere Arten von mechanischen Befestigungselementen auf, die sich durch den vorderen Flansch 135 in das Werkzeugträgerelement 111 erstrecken. Eine Befestigungsschraubenbohrung 180 grenzt an das Werkzeugaufnahme-Vorderende 112 in Verbindung mit der Axialbohrung 120 an. Eine Befestigungsschraube 182 mit einem Befestigungsschraubenflansch 184 ist in die Befestigungsschraubenbohrung 180 eingesetzt. In einer Ausführungsform befestigen die Befestigungsschraube 182 und der Befestigungsschraubenflansch 184 die Dehnhülse 130 und das Werkzeugträgerelement 111 aneinander. Ein Druckflüssigkeitseinlassanschluss 140 der Dehnhülse 130 grenzt an die zweite Druckflüssigkeitsleitung 177 an, die in Fluidverbindung mit der ersten Druckflüssigkeitsleitung 176 steht.
Wie in 9 und 10 dargestellt, erstreckt sich ein ringförmiger, vertiefter Flüssigkeitskanal 141 radial von dem Einlassanschluss 140 der Dehnhülse 130 aus. Eine ringförmige vordere Radialdichtung 186 erstreckt sich vor dem Einlassanschluss 140 radial um die radiale Außenfläche der Außenwand 133 der Dehnhülse 130. Eine ringförmige hintere Radialdichtung 188 erstreckt sich hinter dem Einlassanschluss 140 radial um die radiale Außenfläche der Außenwand 33. Die vordere und die hintere Dichtung 186 bzw. 188 können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, einschließlich elastomerer Polymere, Gummi und dergleichen. Die Druckkammer 150 ist zwischen der äußeren radialen Fläche 133 und der inneren Klemmfläche 134 der Dehnhülse 130 angeordnet. Hydraulikflüssigkeit wird durch ein Druckflüssigkeitssystem 170 durch den Hydraulikflüssigkeitseinlassanschluss 140 in den vertieften hinteren Abschnitt 156 der Druckkammer 150 eingeleitet. Der erhabene mittlere Abschnitt 157 der Druckkammer 150 erstreckt sich von dem vertieften hinteren Abschnitt 156 der Druckkammer 150 aus.
10 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht des Druckflüssigkeitssystems 170, das in dem Körper 114 des Werkzeugträgerelements 111 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, die in 9 dargestellt ist. Die erste Druckflüssigkeitsleitung 176 steht mit einer zweiten Druckflüssigkeitsleitung 177 in Fluidverbindung. Über den Einlassanschluss 140 und den ringförmigen vertieften Flüssigkeitskanal 141 wird Hydraulikflüssigkeit in die Druckkammer 150 eingeleitet. Die Radialdichtungen 186 und 188 erstrecken sich radial um die radiale Außenfläche 133 der Dehnhülse 130, um ein Austreten der Hydraulikflüssigkeit zu verhindern.
11 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 210, die ein Werkzeugträgerelement 211 und eine Dehnhülse 230 ähnlich der Dehnhülse 130 der 6-7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Eine radiale Außenfläche 233 der Dehnhülse 230 verjüngt sich entlang einer Längsachse 239 der Dehnhülse 230 von dem vorderen Flansch 235 zu einer hinteren Kante 238 der Dehnhülse 230 hin nach innen. Die radiale Außenfläche 233 der Dehnhülse 230 verjüngt sich in einem Winkel von 1° bis 6°. Eine Innenfläche 222 einer Axialbohrung 220 des Werkzeugträgerelements 211 verjüngt sich entlang der Längsachse 239 der Dehnhülse 230 von dem Werkzeugaufnahme-Vorderende 212 zu dem Boden der Axialbohrung 229 hin nach innen. Die Innenfläche 222 der Axialbohrung 220 verjüngt sich in einem Winkel von 1° bis 6°. Die Verjüngung der Befestigungsschraubenbohrung 270 sorgt für einen festeren Sitz der Dehnhülse 230. Die Verjüngungswinkel der Außenfläche der Hülse und der Innenfläche der Axialbohrung können gleich oder geringfügig unterschiedlich sein, d. h. sie können sich maximal um 0,25° unterscheiden.
In den hier beschriebenen Ausführungsformen kann zwischen dem Werkzeugträgerelement und der Dehnhülse eine beliebige Passung oder Toleranz vorgesehen sein. Typischerweise kann zwischen der radialen Außenfläche des zylindrischen Körpers der Dehnhülse und der Innenfläche der Axialbohrung des Werkzeugträgerelements eine Übermaßpassung, Presspassung und/oder eine Reibpassung vorgesehen sein, wenn die Dehnhülse in die Axialbohrung eingesetzt ist. In der Ausführungsform, die in 11 dargestellt ist, kann beispielsweise eine Presspassung zwischen der sich verjüngenden Fläche 222 der Axialbohrung 220 und der sich verjüngenden radialen Außenfläche 233 der Dehnhülse 230 vorgesehen sein, die dazu beitragen kann, Drehmoment zwischen dem Werkzeugträgerelement 211 und der Dehnhülse 230 zu übertragen. Durch eine solche Übermaßpassung kann die Dehnhülse druckbelastet werden, wodurch Ausfälle durch Ermüdungsrisse reduziert oder verhindert werden können und/oder höhere Drücke angewendet werden können. Auf ähnliche Weise kann eine Presspassung zwischen zylindrischen Körpern von Dehnhülsen und Axialbohrungen des Werkzeugträgerelements mit zylindrischen Flächen vorgesehen sein.
12 veranschaulicht eine Dehnhülse 330 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Dehnhülse 330 weist einen zylindrischen Körper 332 und einen separaten Haltering 388 auf, der eine äußere Kante 336 und einen radialen Innendurchmesser 338 aufweist. Der radiale Innendurchmesser 338 steht in Kontakt mit der ringförmigen vertieften vorderen Schulter 334. Der Haltering 388 definiert drei Befestigungsschraubenbohrungen 380.
13 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 310, die ein Werkzeugträgerelement 311 aufweist, das einen Körper 314 und die Dehnhülse 330 von 12, die einen zylindrischen Körper 332 aufweist, und einen Haltering 388 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Haltering 388 weist eine hintere Rückseite 337, eine äußere Kante 336 und einen radialen Innendurchmesser 338 auf. Der Haltering 388 definiert eine Befestigungsschraubenbohrung 380. Eine Befestigungsschraube 382 mit einem Befestigungsschraubenflansch 384 ist in die Befestigungsschraubenbohrung 380 eingesetzt. In einer Ausführungsform befestigen die Befestigungsschraube 382 und der Befestigungsschraubenflansch 384 die Dehnhülse 330 und das Werkzeugträgerelement 311 lösbar aneinander.
14-15 veranschaulichen eine Dehnhülse 430 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Dehnhülse 430 weist einen zylindrischen Körper 432 und einen vorderen Flansch 435 auf. Ein Außengewinde 490 erstreckt sich radial entlang der äußeren Radialfläche 436 des vorderen Flansches 435.
16 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 410, die ein Werkzeugträgerelement 411 und die Dehnhülse der 14-15 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
17 veranschaulicht die hydraulische Spannfutteranordnung 410 von 16, die ein Werkzeugträgerelement 411 und die Dehnhülse 430 von 14-16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Werkzeugträgerelement 411 beinhaltet ein Druckflüssigkeitssystem 470. Die Dehnhülse 430 weist einen zylindrischen Körper 432 und einen vorderen Flansch 435 auf. Der vordere Flansch 435 ist in der Axialbohrung 420 am Werkzeugaufnahme-Vorderende 412 des Werkzeugträgerelements 411 aufgenommen. Das Außengewinde 490 des vorderen Flansches 435 ist dargestellt. In einer Ausführungsform weist die Werkzeugträgerverbindung das Außengewinde 490 auf, das mit einem Innengewinde 491 an der inneren radialen Fläche 426 der ringförmigen vorderen Ausnehmung 424 in dem Körper 414 des Werkzeugträgerelements 411 in Gewindeeingriff steht. Ein hinterer Lötring 494 befindet sich an der hinteren Kante 438 der Dehnhülse 430, die an die radiale Außenfläche 436 angrenzt. Der hintere Lötring 464 befindet sich ebenfalls an dem Boden 429 der Axialbohrung 420, der an die innere radiale Fläche 426 angrenzt.
18-19 veranschaulichen eine Dehnhülse 530 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Dehnhülse 530 weist einen zylindrischen Körper 532 und einen vorderen Flansch 535 auf. Ein Außengewinde 590 erstreckt sich radial entlang der radialen äußeren Fläche 533 des vorderen Flansches 535. In einer Ausführungsform ist der Hydraulikflüssigkeitseinlassanschluss 540 an der hinteren Kante 538 der Dehnhülse 530 aufgenommen.
20 veranschaulicht eine Draufsicht der Dehnhülse 530 von 18-19. Die Dehnhülse weist den vorderen Flansch 535 und die hintere Kante 538 auf. Der Einlassanschluss 540 ist an der hinteren Kante 538 der Dehnhülse 530 aufgenommen.
21 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 510, die ein Werkzeugträgerelement 511 und die Dehnhülse 530 von 18-20 aufweist. Die Dehnhülse 530 weist einen zylindrischen Körper 532 und einen vorderen Flansch 535 auf. Die Werkzeugträgerverbindung weist in dieser Ausführungsform ein Außengewinde 590 des vorderen Flansches 535 und ein Innengewinde 591 der inneren Radialfläche 526 auf, ähnlich wie das Außengewinde 490 und das Innengewinde 491. Die Werkzeugträgerverbindung weist ferner einen hinteren Lötring 564 ähnlich 464 auf. Die hydraulische Spannfutteranordnung 510 weist ein Druckflüssigkeitssystem 570 auf. Das Druckflüssigkeitssystem 570 weist einen Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 572 auf, durch den Hydraulikflüssigkeit in das Druckflüssigkeitssystem eingeleitet wird. Der Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 572 steht mit der ersten Druckflüssigkeitsleitung 576 und der zweiten Druckflüssigkeitsleitung 577 in Verbindung. Der Einlassanschluss 540 ist an der hinteren Kante 538 der Dehnhülse 530 aufgenommen. Hydraulikflüssigkeit gelangt durch die zweite Druckflüssigkeitsleitung 577 und den Einlassanschluss 540 in die Druckkammer 550.
22-23 veranschaulichen eine Dehnhülse 630 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Außengewinde 690 erstreckt sich radial entlang der Außenfläche 636 des vorderen Flansches 635. Ein zweites Außengewinde 692 erstreckt sich radial auf der radialen äußeren Fläche 633 des zylindrischen Körpers 632, angrenzend an das axiale hintere Ende 644.
24 veranschaulicht eine hydraulische Spannfutteranordnung 610, die ein Werkzeugträgerelement 611 und die Dehnhülse 630 der 22-23 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
25 veranschaulicht die hydraulische Spannfutteranordnung 610 von 24, die ein Werkzeugträgerelement 611 und die Dehnhülse 630 von 22-23 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Das Werkzeugträgerelement beinhaltet ein Druckflüssigkeitssystem 670. Die Dehnhülse 630 weist einen zylindrischen Körper 632 und einen vorderen Flansch 635 auf. Das Außengewinde 690, das sich radial entlang der äußeren Kante des vorderen Flansches 635 erstreckt, steht mit dem Innengewinde 691 der inneren radialen Fläche 626 der ringförmigen vorderen Ausnehmung 624 in Gewindeverbindung. Das zweite Außengewinde 692 steht mit dem zweiten Innengewinde 693 in Gewindeverbindung.
26 veranschaulicht ein Werkzeugträgerelement 711 und eine Dehnhülse 730, ähnlich den zuvor beschriebenen Werkzeugträgerelementen und Dehnhülsen, mit einer Kugeldichtung 796, die eine zentrale Bohrung 797 aufweist und sich zwischen der Dehnhülse 730 und einer Ölverbindungsbohrung 794 des Werkzeugträgerelements 711 befindet. Die Ölverbindungsbohrung 794 kann von ähnlicher Konstruktion wie die zweite Druckflüssigkeitsleitung 577 von 21 sein. Eine Ölverbindungskerbe 795 erstreckt sich in die Dehnhülse 730 und ist mit der Druckkammer 750 verbunden. Eine Aufnahmeausnehmung 798 steht mit der Ölverbindungskerbe 795 in Verbindung. Eine Aufnahmeabschrägung 799 an dem Ende der Ölverbindungsbohrung 794 nimmt die Kugeldichtung 796 auf. Die Kugeldichtung 796 sitzt zwischen der Ölverbindungsbohrung 794 und der Ölverbindungskerbe 795, wobei die zentrale Bohrung 797 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen ermöglicht. Die Kugeldichtung 796 kann komprimiert und plastisch verformt werden, um eine Dichtung zu bilden, die verhindert, dass Druckflüssigkeit austritt. Die Kugeldichtung 796 kann aus Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl, Keramik, hartem Kunststoff oder dergleichen hergestellt sein. Wenn die Kugeldichtung 796 aus Metall hergestellt ist, kann sie als metallische Dichtung dienen.
27 veranschaulicht eine Ausführungsform einer primären Druckkammer 850 einer Dehnhülse 830, die in einem Werkzeugträgerelement 811 aufgenommen ist. Die primäre Druckkammer 850 erstreckt sich parallel zu der Längsachse und steht mit einer sekundären Kammer 898 in Verbindung, wodurch eine L-Form entsteht, die sich von der primären Druckkammer 850 radial nach außen in den vorderen Flansch 835 erstreckt. Die sekundäre Kammer 898 kann sich radial nach außen in einer Richtung senkrecht zu der primären Kammer 850 oder in einer nicht senkrechten Richtung erstrecken. Während der Herstellung der Dehnhülse 830 kann die sekundäre Kammer 898 während der einstückigen Ausbildung der Außen- und Innenwand der Dehnhülse 830 gleichzeitig mit der Ausbildung der primären Kammer 850 ausgebildet werden, beispielsweise durch Additivherstellung. Dargestellt sind die Länge der sekundären Kammer L_S und die Breite der sekundären Kammer Ws. Das Verhältnis von L_S:W_S kann typischerweise von 1:1 bis 10:1 oder von 2:1 bis 5:1 betragen. Das Verhältnis von L_S:R_F kann typischerweise von 2:1 bis 20:1 oder von 3:1 bis 10:1 betragen. Das Verhältnis W_S:R_F kann typischerweise von 1:1 bis 15:1 oder von 1,5:1 bis 10:1 oder von 2:1 bis 8:1 betragen. Das Verhältnis W_F:W_S kann typischerweise von 0,1:1 bis 2:1 oder von 0,2:1 bis 1:1 oder von 0,3:1 bis 0,8:1 betragen. W_S kann typischerweise im Bereich von 0,3 bis 5 mm oder von 0,5 bis 4 mm oder von 1 bis 3 mm liegen. Das Verhältnis von W_F:R_F kann typischerweise im Bereich von 1:1 bis 20:1 oder 1,5:1 bis 15:1 oder 2:1 bis 10:1 liegen, und W_F kann typischerweise von 0,5 bis 6 mm oder von 0,8 bis 5 mm oder von 1 bis 4 mm betragen.
28 veranschaulicht eine Dehnhülse 930, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ein Werkzeugträgerelement 911, das in 29 dargestellt ist, eingesetzt werden kann. Die Dehnhülse 930 weist einen zylindrischen Körper 932 und einen separaten Haltering 935 auf. Der zylindrische Körper 932 weist Verdrehsicherungsrippen 960 auf. In der gezeigten Ausführungsform weist die Dehnhülse 930 drei Verdrehsicherungsrippen 960 in gleichen Umfangsabständen auf. Es kann aber auch jede andere geeignete Anzahl von Verdrehsicherungsringen und Abständen verwendet werden. Die hintere Kante 938 der Dehnhülse 930 beinhaltet einen Einlassanschluss 940. Ein Außengewinde 990 erstreckt sich radial entlang der äußeren Radialfläche des Halterings 935.
Wie in 29 dargestellt, weist das Werkzeugträgerelement 911 eine Axialbohrung 921 auf, die eine im Allgemeinen zylindrische Innenfläche 922 aufweist, die Verdrehsicherungskanäle 920 enthält, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie die Verdrehsicherungsrippen 960 an der Dehnhülse 930 gemäß der in 28 dargestellten Ausführungsform aufnehmen. In der gezeigten Ausführungsform enthält die im Allgemeinen zylindrische Innenfläche 922 drei Verdrehsicherungskanäle in gleichen Umfangsabständen. Es kann aber auch jede andere geeignete Anzahl von Kanälen und Abständen verwendet werden. Obwohl in den Ausführungsformen, die in 28 und 29 gezeigt werden, die Verdrehsicherungskanäle 920 in der Axialbohrung 921 und die Verdrehsicherungsrippen 960 an der Dehnhülse 930 vorgesehen sind, könnte darüber hinaus eine gegenteilige Anordnung verwendet werden, bei der mindestens eines der Verdrehsicherungselemente eine Rippe in einer Axialbohrung und einen Kanal in einer Dehnhülse aufweist. Der Boden 929 der Axialbohrung 921 nimmt eine erste Druckflüssigkeitsleitung 977 auf.
30 und 31 veranschaulichen eine hydraulische Spannfutteranordnung 910, die die Dehnhülse 930 von 28 und das Werkzeugträgerelement 911 von 29 beinhaltet. Das Außengewinde 990 des Halterings 935 ist in das Innengewinde 991 einer inneren Radialfläche 992 einer ringförmigen vorderen Ausnehmung 993 des Körpers 914 des Werkzeugträgerelements 911 eingeschraubt. Der Haltering 935 wird so weit eingeschraubt, bis der Haltering 935 an der vorderen Kantenfläche 934 des zylindrischen Körpers 932 der Dehnhülse 930 anliegt. Die Verdrehsicherungsrippe 960 der Dehnhülse 930 ist in dem Verdrehsicherungskanal 920 des Werkzeugträgerelements 911 aufgenommen.
Wie in 31 dargestellt, weist die Dehnhülse 930 eine Druckkammer 950 auf. Der Druckkammer 950 wird über ein Druckflüssigkeitssystem 970 Hydraulikflüssigkeit zugeführt. Das Druckflüssigkeitssystem 970 weist einen Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 952 auf, durch den Hydraulikflüssigkeit in das Druckflüssigkeitssystem eingeleitet werden kann. Der Druckflüssigkeitsversorgungseinlass 952 steht mit einer ersten Druckflüssigkeitsleitung 977 in Verbindung. Die erste Druckflüssigkeitsleitung 977 erstreckt sich durch den Boden 929 der Axialbohrung 921 und steht mit einem Einlassanschluss 940 der Dehnhülse 930 in Verbindung. Der Einlassanschluss 940 erstreckt sich durch die hintere Kante 938 der Dehnhülse 930. Der Einlassanschluss 940 steht mit einer Ölverbindungskerbe 995 in Verbindung. Über die Ölverbindungskerbe 995 kann der Druckkammer Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden. Zwischen der ersten Druckflüssigkeitsleitung 977 und dem Einlassanschluss 940 befindet sich eine versenkte ringförmige Ausnehmung 980. In der versenkten ringförmigen Ausnehmung 980 ist eine Ringdichtung 982 aufgenommen.
32 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Druckflüssigkeitssystems 970 von 31. Über die zweite Druckflüssigkeitsleitung 952, die sich in dem Werkzeugträgerelement 911 befindet, wird Hydraulikflüssigkeit in das Druckflüssigkeitssystem 970 eingeleitet. Die zweite Druckflüssigkeitsleitung 952 erstreckt sich durch den Boden 929 der Axialbohrung 921. Ein Einlassanschluss 940 erstreckt sich durch die hintere Kante 938 der Dehnhülse 930. Die zweite Druckflüssigkeitsleitung 952 und der Einlassanschluss 940 stehen in Fluidverbindung. Zwischen der zweiten Druckflüssigkeitsleitung 952 und dem Einlassanschluss 940 befindet sich eine versenkte ringförmige Ausnehmung 980. Der Einlassanschluss 940 steht mit einer Ölverbindungskerbe 995 in Verbindung, die mit der in der Dehnhülse 930 befindlichen Druckkammer 950 in Verbindung steht. In der versenkten ringförmigen Ausnehmung 980 ist eine Ringdichtung 982 aufgenommen, die das Druckflüssigkeitssystem abdichten kann, sobald die Hydraulikflüssigkeit der Druckkammer zugeführt wurde.
Die hierin offenbarten Dehnhülsen und hydraulischen Spannfutteranordnungen können durch beliebige geeignete Verfahren, beispielsweise durch Additivherstellung, hergestellt werden. Wie Fachleuten bekannt ist, bezieht sich der Begriff „Additivherstellung“ auf Verfahren zur Ausformung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Hinzufügen von Material zu dem Objekt. Das dreidimensionale Objekt kann auf einem 3D-Modell des Bauteilobjekts basieren, das als Teil einer die Konstruktionsparameter aufweisenden elektronischen Datei konstruiert werden kann.
Begriffe wie „beinhaltend“, „enthaltend“ und ähnliche Begriffe werden im Zusammenhang dieser Anmeldung als synonym mit „aufweisend“ verstanden und sind daher offen und schließen das Vorhandensein zusätzlicher nicht beschriebener oder nicht aufgeführter Elemente, Materialien, Phasen oder Verfahrensschritte nicht aus. Wie hierin verwendet, wird „bestehend aus“ im Kontext dieser Anmeldung als das Vorhandensein jedes nicht spezifizierten Elements, Materials, jeder Phase oder jedes Verfahrensschritts ausschließend verstanden. Wie hierin verwendet, wird „im Wesentlichen bestehend aus“ im Kontext dieser Anmeldung als die spezifizierten Elemente, Materialien, Phasen oder Verfahrensschritte, wo anwendbar, und auch irgendwelche nicht näher spezifizierten Elemente, Materialien, Phasen oder Verfahrensschritte, welche die grundlegenden oder neuen Charakteristiken der Erfindung nicht erheblich beeinflussen, aufweisend verstanden.
Für die Zwecke der obigen Beschreibung versteht es sich, dass die Erfindung verschiedene alternative Varianten und Schrittabfolgen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Des Weiteren sollen alle Zahlen, die beispielsweise Quantitäten von Bestandteilen ausdrücken, die in der Patentschrift und den Ansprüchen verwendet werden, als in allen Fällen durch den Begriff „etwa“ modifiziert verstanden werden. Dementsprechend sind die angeführten numerischen Parameter Annäherungen, die abhängig von den gewünschten Eigenschaften variieren können, die durch die vorliegende Erfindung erlangt werden sollen, es sei denn, dass Gegenteiliges angegeben ist. Zumindest, und nicht als ein Versuch, die Anwendung der Äquivalenzlehre zu begrenzen, sollte jeder numerische Parameter zumindest angesichts der Anzahl an angegebenen signifikanten Stellen und durch Anwenden gewöhnlicher Rundungstechniken ausgelegt werden.
In dieser Anmeldung umfasst der Gebrauch der Einzahl den Plural, und der Plural umfasst die Einzahl, es sei denn, dass es ausdrücklich anders angegeben ist. Außerdem bedeutet in dieser Anmeldung der Gebrauch von „oder“ „und/oder“, es sei denn, dass es ausdrücklich anders angegeben ist, obwohl „und/oder“ unter bestimmten Umständen explizit verwendet sein kann. In dieser Anmeldung schließen die Artikel „ein“, „eine“ und „der/die/das“ Mehrfachformen ein, es sei denn, es wird ausdrücklich und eindeutig auf einen Singularbezug beschränkt.
Obwohl spezielle Ausführungsformen dieser Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung vorstehend beschrieben wurden, wird es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass zahlreiche Variationen der Details der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von der in den angefügten Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.

Claims

Dehnhülse (30) zur Aufnahme eines Werkzeugschafts, wobei die Dehnhülse (30) Folgendes aufweist: einen im Allgemeinen zylindrischen Körper (32), der eine Längsachse (39) definiert und Folgendes aufweist: eine Innenwand (34); eine Außenwand (33), die einstückig mit der Innenwand (34) ausgebildet ist; und eine Druckflüssigkeitskammer (50), die radial zwischen der Innenwand (34) und der Außenwand (33) angeordnet und zwischen diesen eingekapselt ist; und einen vorderen Flansch (35), der sich von der Außenwand (33) radial nach außen erstreckt, wobei der vordere Flansch (35) eine Werkzeugträgerverbindung (60) aufweist, die zur Befestigung des vorderen Flansches (35) an einem Werkzeugträgerelement (11) ausgebildet und angeordnet ist.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, wobei die Druckflüssigkeitskammer (50) Folgendes aufweist: eine im Allgemeinen zylindrische äußere radiale Wand (52); und eine im Allgemeinen zylindrische innere radiale Wand (54) radial innerhalb und getrennt von der äußeren radialen Wand (52).
Dehnhülse (30) nach Anspruch 2, wobei die innere radiale Wand (54) Folgendes aufweist: einen vertieften vorderen Abschnitt (55); einen vertieften hinteren Abschnitt (56); und einen erhabenen mittleren Abschnitt (57), der sich zwischen dem vertieften vorderen Abschnitt (55) und dem vertieften hinteren Abschnitt (56) entlang der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) befindet.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, wobei die Druckflüssigkeitskammer (50) eine primäre Kammer (850), die sich parallel zu der Längsachse (39) zwischen der Innenwand (34) und der Außenwand (33) erstreckt, und eine sekundäre Kammer (898) aufweist, die sich von der primären Kammer (850) angrenzend an den vorderen Flansch (35) radial nach außen erstreckt.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, wobei der vordere Flansch (35) einstückig mit der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) ausgebildet ist.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, wobei der vordere Flansch (35) getrennt von der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) ausgebildet ist.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 6, wobei eine Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse mindestens eine Verdrehsicherungsrippe (960) aufweist, die sich in einer Richtung parallel zu der Längsachse (39) erstreckt.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, wobei sich eine Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse entlang der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) von dem vorderen Flansch (35) zu einer hinteren Kante (38) der Dehnhülse (30) radial nach innen verjüngt.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 8, wobei sich die Außenfläche in einem Winkel von 1° bis 6° verjüngt.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 1, die ferner einen Druckflüssigkeitseinlassanschluss (40) in Fluidverbindung mit der Druckflüssigkeitskammer (50) aufweist.
Dehnhülse (30) nach Anspruch 10, wobei sich der Flüssigkeitseinlassanschluss (40) axial in die Druckflüssigkeitskammer (50) erstreckt.
Dehnhülse nach Anspruch 10, wobei sich der Flüssigkeitseinlassanschluss (40) radial in die Druckflüssigkeitskammer (50) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10), aufweisend: ein Werkzeugträgerelement (11); und eine Dehnhülse (30), die in das Werkzeugträgerelement (11) eingesetzt ist, aufweisend: einen im Allgemeinen zylindrischen Körper (32), der eine Längsachse (39) definiert und Folgendes aufweist: eine Innenwand (34); eine Außenwand (33), die einstückig mit der Innenwand (34) ausgebildet ist; und eine Druckflüssigkeitskammer (50), die radial zwischen der Innenwand (34) und der Außenwand (33) angeordnet und zwischen diesen eingekapselt ist; und einen vorderen Flansch (35), der sich von der Außenwand (33) radial nach außen erstreckt, wobei der vordere Flansch (35) eine Werkzeugträgerverbindung (60) aufweist, die zur Befestigung des vorderen Flansches (35) an einem Werkzeugträgerelement (11) ausgebildet und angeordnet ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei der vordere Flansch (35) eine Werkzeugträgerverbindung (60) aufweist, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den vorderen Flansch (35) an dem Werkzeugträgerelement (11) befestigt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei der vordere Flansch (35) einstückig mit der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) ausgebildet ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei der vordere Flansch (35) getrennt von der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) ausgebildet ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei eine Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse mindestens eine Verdrehsicherungsrippe (960) aufweist, die sich in einer Richtung parallel zu der Längsachse (39) erstreckt, wobei das Werkzeugträgerelement (11) eine Axialbohrung (20) mit einer Innenfläche (22) aufweist und die Innenfläche (22) mindestens einen Verdrehsicherungskanal (920) aufweist, der sich in einer Richtung parallel zu der Längsachse (29) erstreckt und so ausgebildet und angeordnet ist, dass er die mindestens eine Verdrehsicherungsrippe (960) aufnimmt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei sich eine Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) entlang der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) von dem vorderen Flansch (35) zu einer hinteren Kante (38) der Dehnhülse (30) radial nach innen verjüngt und das Werkzeugträgerelement (11) eine Axialbohrung (20) mit einer Innenfläche (22) aufweist, die sich entlang der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) von einem Werkzeugaufnahme-Vorderende (12) zu einem Boden der Axialbohrung (29) radial nach innen verjüngt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 18, wobei sich die Außenfläche der Dehnhülse (30) in einem Winkel von 1° bis 6° verjüngt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 18, wobei sich die Innenfläche (22) der Axialbohrung (20) in einem Winkel von 1° bis 6° verjüngt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 18, wobei eine Übermaßpassung zwischen der sich verjüngenden Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) und der sich verjüngenden Innenfläche (22) der Axialbohrung (20) vorgesehen ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei die Werkzeugträgerverbindung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel aufweist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei die Werkzeugträgerverbindung ein Außengewinde (490) an einem Außendurchmesser des Flansches (35) aufweist, das mit einem Innengewinde (491) an einer inneren radialen Oberfläche (26) einer ringförmigen vorderen Ausnehmung (24) des Werkzeugträgerelements (11) in Gewindeeingriff steht.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 23, die ferner ein zweites Außengewinde (692) an einem Außendurchmesser eines zylindrischen Körpers (32) der Dehnhülse (30), angrenzend an eine hintere Kante (38) der Dehnhülse (30), aufweist, das mit einem zweiten Innengewinde (693) an einer inneren radialen Oberfläche (26) des Werkzeugträgerelements (11) in Gewindeeingriff steht.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei die Dehnhülse (30) einen Druckflüssigkeitseinlassanschluss (40) in Fluidverbindung mit der Druckflüssigkeitskammer (50) aufweist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 25, die ferner einen ringförmigen vertieften Flüssigkeitskanal (141) aufweist, der den Einlassanschluss (40) schneidet und sich in Umfangsrichtung um eine radiale Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 26, die ferner einen radialen Dichtungsring (186) aufweist, der sich in Umfangsrichtung um die radiale Außenfläche der Dehnhülse (30) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung nach Anspruch 27, wobei der radiale Dichtungsring (186) axial vor oder axial hinter dem ringförmigen vertieften Flüssigkeitskanal (141) entlang der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) angeordnet ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 13, wobei das Werkzeugträgerelement (11) ein Druckflüssigkeitssystem (70) aufweist, das Folgendes aufweist: einen Druckflüssigkeitsbefüllungsanschluss (73) in Fluidverbindung mit einem Druckflüssigkeitsversorgungseinlass (72); eine erste Druckflüssigkeitsleitung (76) in Fluidverbindung mit dem Druckflüssigkeitsversorgungseinlass (72); und eine zweite Druckflüssigkeitsleitung (77) in Fluidverbindung mit der ersten Druckflüssigkeitsleitung (76) und in Fluidverbindung mit dem Flüssigkeitseinlassanschluss (40) der Dehnhülse (30).
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 29, wobei die zweite Druckflüssigkeitsleitung (77) in Fluidverbindung mit einem ringförmigen vertieften Flüssigkeitskanal (141) steht, der den Einlassanschluss (40) schneidet und sich in Umfangsrichtung um eine radiale Außenfläche der Außenwand (33) der Dehnhülse (30) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 29, wobei die zweite Druckflüssigkeitsleitung (77) sich radial in dem Werkzeugträgerelement (11) erstreckt und den Flüssigkeitseinlassanschluss (40) der Dehnhülse (30) sich radial durch die Außenwand (33) der Dehnhülse (30) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 29, wobei sich die zweite Druckflüssigkeitsleitung (77) in einer Richtung parallel zu der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) erstreckt und sich der Flüssigkeitseinlassanschluss (40) der Dehnhülse (30) sich in einer Richtung parallel zu der Längsachse (39) der Dehnhülse (30) durch eine hintere Kante (38) der Dehnhülse (30) erstreckt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 29, die ferner eine Kugeldichtung (796) mit einer zentralen Bohrung (797) aufweist, die zwischen der zweiten Druckflüssigkeitsleitung (77) und dem Flüssigkeitseinlassanschluss (40) der Dehnhülse (30) angeordnet ist.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 33, wobei die Kugeldichtung (796) in einer Aufnahmeabschrägung (799) der zweiten Druckflüssigkeitsleitung (77) und in einer Aufnahmeausnehmung (798) des Flüssigkeitseinlassanschlusses (40) der Dehnhülse (30) sitzt.
Hydraulische Spannfutteranordnung (10) nach Anspruch 33, wobei die Kugeldichtung (796) Stahl aufweist und eine metallische Dichtung zwischen der zweiten Druckflüssigkeitsleitung (77) und dem Einlassanschluss (40) der Dehnhülse (30) bereitstellt.