Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Spanndorn für Werkstücke mit im Querschnitt kreisförmiger
Aufnahmebohrung, der aus einem Dornschaft und einer Spannhülse gebildet ist, die zusammen eine
oder mehrere mit einem Druckmittel gefüllte Druckkammern bilden, welche mit dem durch eine verstellbare
Druckschraube abgeschlossenen Druckraum im Dornschaft über schräge Kanäle verbunden sind.
Es ist bekannt, für hochwertige Dreh-, Schleif-und Läpparbeiten derartige Dehndorne zu verwenden.
Durch Zusammenpressen des Druckmittels wird die Wandung der Spannhülse elastisch verformt und
gegen die aufgeschobenen Werkstücke gepreßt. Die Vorteile dieser Spannart liegen in der genauen Zentrierung,
im schnellen Spannen und im schnellen Lösen der Werkstücke, ohne daß diese in irgendeiner
Weise beschädigt werden können. Bei Abweichungen der Aufnahmebohrung der Werkstücke
von der theoretisch angestrebten Form treten jedoch Schwierigkeiten auf, die teils das gleichmäßige Anliegen
der Spannflächen auf voller Länge des Werkstückes beeinträchtigen, teils bei den Spannhülsen
selbst, welche eine derartig ungünstige Aufbauchung erleiden, daß die erzielbare Rundlaufgenauigkeit zu
wünschen übrigläßt. Insbesondere bei Werkstücken großen Durchmessers macht sich diese Schwierigkeit
bemerkbar.
Bei verhältnismäßig langen, dünnwandigen Spannhülsen (französische Patentschrift 884 305, Zeitschrift
»Fertigungstechnik«, August 1956, S. 341) muß damit gerechnet werden, daß die in einem Zug auf der
Drehmaschine gefertigten Hülsen zwar für jeden Druckraum dieselbe elliptische Querschnittsgestalt
erhalten, jedoch in den verschiedenen Stellen der Länge der Spannhülse Durchmesserfehler auftreten,
die aus der unvermeidlichen Konizität herrühren. Auch besondere Vorkehrungen bei beispielsweise
axialen Spannungen der Hülse auf der Drehmaschine vermögen Rundlauffehler, Gestaltfehler u. dgl. nicht
ganz zu vermeiden. Eine Formabweichung gegenüber der theoretisch richtigen Form ist also in allen
Fällen in Kauf zu nehmen. Es besteht dazuhin eine beträchtliche Schwierigkeit darin, derartige dünnwandige
Hülsen verzugsfrei zu härten, so daß trotz Fertigschleifen damit zu rechnen ist, daß ein Lagern
oder die Auswirkungen der Inbetriebnahme zu weiteren Formveränderungen der Hülse führt.
Es muß bei einstückigen, relativ langen Spannhülsen auch damit gerechnet werden, daß durch sie
insbesondere längere Werkstücke mit einer über die Länge nicht genauen Aufnahmebohrung nur unzureichend
zentriert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten hydraulischen Dehndorne mit einstückiger
Spannhülse weiter zu verbessern und die geschilderten Nachteile zu beseitigen.
Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß mehrere auf dem Dornschaft nebeneinander
angeordnete Spannhülsen vorgesehen sind, die jeweils über getrennte Druckkanäle an die gemeinsame
Dornschaftdruckkammer angeschlossen sind, wobei die Länge einer Spannhülse etwa ihrem
größten Durchmesser entspricht. Jede einzelne Spannhülse erhält somit in ihrem mittleren Teil einen
Spannbereich, der weniger durch eine Aufba-uchunsz als durch einen gleichmäßigen, radial gedehnten Teil
gebildet ist. Die damit erzielbare Rundlaufaenaui«- keit des Werkstückes ist bedeutend größer als bisher.
Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß die Werkstücke mit größerer Sicherheit in gleichmäßigen Abständen,
bezogen auf die Spannlänge, gehalten sind. Das übertragbare Drehmoment wächst, weil der erforderliche
Reibschluß an mehr Stellen als bisher mit Sicherheit auftritt. Die bisher nur bei Bohrungsdurchmessern
von etwa 50 mm erzielte Rundlaufgenauigkeit von 5 μ kann nunmehr für einen Durchmesserbereich
von 70 bis 200 mm erzielt werden. Die kurzen Spannhülsen sind einem geringeren Härteverzug
bei der Wärmebehandlung unterworfen, so daß die Formstabilität erhalten bleibt.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Spanndorns ergibt sich dann, wenn die an den Enden
der gebildeten Ringräume vorgesehenen Verbindungskanäle gleichmäßig über den Umfang verteilt
und paarweise gegeneinander geneigt zu den jeweiligen Radialebenen angeordnet sind. Während bei den
bekannten Lösungen die Stützkräfte in der Hauptsache in axialer Richtung auf die Hülse übertragen
werden, ergibt sich nach dieser Ausgestaltung eine besonders gleichmäßige Druckverteilung. Diese fördert
den schnellen Druckaufbau und ebenso den schnellen Druckabbau beim Lösen der Druckschraube.
Das Einleiten an den Enden der gebildeten Ringräume hat zur Folge, daß gegenüber der Kanalöffnung
erst eine Umlenkung an der verhältnismäßig dickwandigen Stelle der Hülse erfolgt und somit, auf
die volle Spannlänge verteilt, der Spanndruck gleichmäßig aufgebaut werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und
zwar zeigt die Zeichnung einen axialen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spanndorn.
Mit 1 ist der Dornschaff bezeichnet, der aneinandergereiht oder in Abständen die Spannhülse 2
trägt. Im Falle der im Abstand angeordneten Spannhülse 2 sind diese mit weiter nicht gezeigten axialen
Spannmitteln, wie beispielsweise Verschraubungen. Spannringen od. dgl., gegen axiales Verschieben gesichert.
Der Dornschaft I weist eine zentrische Bohrung 3 auf, von der aus in regelmäßigen Abständen angeordnete
Druckkanäle 4 radial sich erstrecken, die in Ringräume 5 der Spannhülsen 2 münden. Die Druckkanäle
4 sind schräg vorgesehen und außerdem paarweise an die Enden der Druckräume der Spannhülsen
2 verlegt. Die Spannhülsen 2 weisen an ihren Enden jeweils im Verhältnis zur Hülsenringdicke la
dünnwandig gewölbte Spannwandungen 2 b auf. An der Einführungsseite der Werkstücke zum Dornschaft 1
liegen getrennt voneinander die Druckschraube 6 und der konisch ausgeschrägte Druckkolben 7.
Es versteht sich, daß das gezeigte Ausführungsbeispiel in der erläuterten A us füh rungs form mit mehreren
Spannhülsen 2 auch zur Aufnahme von gleichgestalteten anderen Teilen dienen kann, bei denen
durch die Spannhülse ein großes Drehmoment übertragen werden soll.
An Stelle von Mipolam (eingetragenes Warenzeichen) als Druckmittel sind auch alle Kunststoffe
geeignet, die aus Vinylchlorid mit Acrylsäureester und einem Zusatz zur Erzeugung einer zähflüssigen
Masse gebildet sind.
Patentansprüche:
I. Hydraulischer Spanndorn für Werkstücke mit im Querschnitt kreisförmiger Aufnahmeboh-
rung, der aus einem Dornschaft und einer Spannhülse gebildet ist, die zusammen eine oder
mehrere mit einem Druckmittel gefüllte Druckkammern bilden, welche mit dem durch eine verstellbare
Druckschraube abgeschlossenen Druckraum im Dornschaft über schräge Kanäle verbunden
sind, gekennzeichnet durch mehrere auf dem Dornschaft (1) nebeneinander angeordnete Spannhülsen (2), die jeweils über
getrennte Druckkanäle (4) an die gemeinsame Dornschaftdruckkammer (3) angeschlossen sind,
wobei die Länge einer Spannhülse (2) etwa ihrem größten Durchmesser entspricht.