DE19538970A1 - Spannwelle und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Spannwelle und Verfahren zu deren HerstellungInfo
- Publication number
- DE19538970A1 DE19538970A1 DE1995138970 DE19538970A DE19538970A1 DE 19538970 A1 DE19538970 A1 DE 19538970A1 DE 1995138970 DE1995138970 DE 1995138970 DE 19538970 A DE19538970 A DE 19538970A DE 19538970 A1 DE19538970 A1 DE 19538970A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- clamping
- tension shaft
- tension
- tensioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
- B23B31/1071—Retention by balls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2265/00—Details of general geometric configurations
- B23B2265/12—Eccentric
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Spannwelle mit einer zentrischen
Ausnehmung an einem Ende, in der ein Betätigungsschlüssel das
erforderliche Drehmoment einbringen kann, und einem an dem
anderen Ende als Spannende ausgebildeten Mantelprofil zur in
bezug auf die Spannwellenlängsachse radialen Betätigung von
Spannelementen.
Eine solche Spannwelle ist beispielsweise aus der
EP 0 369 211 B1 bekannt. Die dortige Spannwelle ist Teil einer
Spannvorrichtung zur Verbindung von einem Werkzeugkopf und
einem Werkzeughalter an Werkzeugmaschinen, dessen Werkzeugkopf
wechselbar ist und der mit einem zylindrischen oder zumindest
teilweise kegelig ausgebildeten Aufnahmezapfen versehen ist,
der mit einer entsprechenden Aufnahmebohrung zusammenwirkt,
wobei der Werkzeughalter und der Werkzeugkopf mittels über die
Spannwelle betätigbarer Spannelemente verriegelbar ist. Die
Spannelemente werden beim Drehen der Spannwelle von innen nach
außen in Ausnehmungen des Werkzeugträgers bewegt, wodurch eine
kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeugkopf
und dem Werkzeughalter erreicht ist.
Nach einer in der WO 95/13893 beschriebenen Weiterentwicklung
besitzt die Spannwelle mindestens einen Anschlag zur Begrenzung
des Drehwinkels beim Spannen. Zusätzlich ist der Halter für die
Spannelemente im Werkzeughalter federnd vorgespannt. Der Vor
teil der in den genannten Druckschriften beschriebenen Spann
welle besteht darin, daß durch die dort beschriebene konstruk
tive Ausbildung des Spannendes bzw. der betreffenden Spannbah
nen kurze Spannwege und damit reduzierte Spannzeiten bei einer
großen Steifigkeit der gesamten Spannvorrichtung erreicht wer
den. Der in der WO 95/13893 beschriebene Anschlag verhindert
auf einfache Weise eine Beschädigung der Spannelemente, die
beim Spannen ohne Verwendung eines Drehmomentschlüssels oder
durch zu große Spannkraftaufbringung drohen würde.
Wie bereits in den genannten Druckschriften dargestellt und
beschrieben, ist an dem Betätigungsende der Spannwelle ein
Innensechskant vorgesehen, in den ein entsprechender Spann
schlüssel eingesteckt und worüber die Spannwelle gedreht werden
kann. Materialangaben zur Spannwelle werden in den genannten
Druckschriften nicht gemacht. Bei der Spannwellenmaterialaus
wahl ist zu berücksichtigen, daß die im Bereich des Spannendes
gewünschte möglichst hohe Härte eine Reduzierung der Zähigkeit
des Materials mit sich bringt, d. h., ein zu harter und gleich
zeitig spröder Werkstoff kann am Betätigungsende leicht zu Brü
chen oder Rißbildungen führen, die die Spannwelle unbrauchbar
machen. Nach dem Stand der Technik ist bei der Materialwahl
daher stets nach einem Kompromiß gesucht worden, der darin
bestand, daß der gewählte Stahl hinreichend hart ist, um den
Belastungen am Spannende standhalten zu können, andererseits
mußte eine Mindestzähigkeit gegeben sein, welche die vorge
nannte Gefahr der Rißbildung entsprechend herabsetzte.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Haltbarkeit der
Spannwelle zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Spannwelle
dadurch gelöst, daß das Spannende eine Härte von mindestens
63 HRC (Härte nach dem Rockwell-C-Verfahren) und das Betäti
gungsende eine Mindestzähigkeit aufweist, die einer Kerbschlag
biegearbeit (Prüfung nach DIN 50 150) von 40 J entspricht. Der
Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, jeweils
am Spannende und am Betätigungsende eine optimale Ausgestaltung
der einen Körper darstellenden Spannwelle zu finden, wobei von
dem bisherigen Prinzip abgerückt wird, die Spannwelle aus einem
Material herzustellen, das etwa eine Härte von 60 HRC (sowohl
im Betätigungs- wie auch im Spannende) bei entsprechend glei
chen Zähigkeiten aufweist. Soweit möglich, können hierzu unter
schiedliche Materialien verwendet werden, die zunächst als
zwei Stücke gefertigt und anschließend durch geeignete Maßnah
men, wie das Schweißen, zu einer einheitlichen Spannwelle
zusammengefügt werden. Alternativ hierzu besteht die bevorzugte
Möglichkeit, von einem einheitlichen Körper eines Materials
auszugehen, dessen Gefüge am Spannende und am Betätigungsende
durch geeignete Maßnahmen zur Erzeugung einer Mindesthärte von
63 HRC und einer Kerbschlagbiegearbeit von 40 J entsprechenden
Mindestzähigkeit am anderen Ende ausgestaltet wird.
Bevorzugte Ausführungen dieser Spannwelle sind in den Ansprü
chen 2 bis 7 beschrieben.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die
Spannwelle aus einem einheitlichen Materialkörper, der
partiell, nämlich im gesamten Bereich des Spannendes gehärtet
worden ist. Das Betätigungsende soll hierbei zumindest weitge
hend ungehärtet bleiben, zumindest aber eine deutlich vermin
derte Härtung erfahren, um die vorgenannte Zähigkeit auf recht
zuerhalten. Vorzugsweise wird als Material für die Spannwelle
ein Cr-Mo-V-legierter Stahl gewählt, der nach einer konkreten
Ausführungsform der Erfindung ein Kaltarbeitsstahl mit
1,5 Massen-% C, 1 Massen-% Si, 8 Massen-% Cr, 1,5 Massen-% Mo
und 4 Massen-% V ist.
Die Spannwelle wird vorzugsweise aus einem pulvermetallurgisch
hergestellten Kaltarbeitsstahl gefertigt, der im gesamten
Bereich des Spannendes partiell gehärtet worden ist.
Die stirnseitige Inbusausnehmung ist nach einer Weiterbildung
der Erfindung ein im Prinzip nach dem Stand der Technik bekann
ter Innenmehrkant, vorzugsweise Innensechskant oder weist ein
Torx-Innenprofil auf, das beispielsweise in der DE-A-22 59 554
beschrieben wird, worauf ausdrücklich Bezug genommen wird.
Wie bereits in der EP 0 369 211 B1 beschrieben, besitzt die
Spannwelle an ihrem Spannende mantelseitig spiralig verlaufende
Führungen als Spannbahnen, die vorzugsweise eine stetige Raum
kurve zweiter oder höherer Ordnung beschreibt, deren Steigung
kontinuierlich, vorzugsweise exponentiell oder logarithmisch
abnimmt. Gegenüber dieser Spannwelle wird eine weitere Optimie
rung erreicht, indem der Übergangsradius von der Spannmulde
bzw. den gegenüberliegenden Spannmulden zu der Spannbahn etwa
2 mm beträgt. Dieser "sanftere" Übergang ist weniger scharfkan
tig als beispielsweise in Fig. 3 der WO 95/13893 dargestellt
ausgeführt.
Zur Herstellung der vorbeschriebenen Spannwelle wird nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung an dem pulvermetallurgisch
hergestellten Rohling durch bekannte Zerspanoperationen, wie
Drehen und Fräsen, die Spannendengeometrie fertiggestellt bzw.
die übrige beispielsweise nach der WO 95/13893 bekannte Form
ausgebildet. Anschließend wird die Spannwelle einer partiellen
Härtung unterzogen, bei der das Betätigungsende in einer dieses
eng umschließenden Sacklochbohrung eines Trägerkörpers mit
einer hohen Wärmekapazität einliegt, während das Spannende
(während der Härtung) aus dem Trägerkörper hinausragt. Die hohe
Wärmekapazität des Trägerkörpers bewirkt, daß das Betätigungs
ende zumindest weitgehend vor einer Härtung geschützt wird,
wohingegen das der die Härtung bewirkenden Atmosphäre ausge
setzte Spannende zu Härten von mindestens 63 HRC oberflächenge
härtet wird. Hierdurch läßt sich erreichen, daß im Betätigungs
ende die Härte auf maximal 57 HRC beschränkt wird, damit ver
bunden am Betätigungsende die genannte hohe Zähigkeit aufrecht
erhalten bleibt. Die mit Härtung des Spannendes verbundene Ver
ringerung der Zähigkeit hat keinen nachteiligen Einfluß, da das
Spannende primär hohen Drücken standhalten muß. Die kompakt
gebaute Spannwelle kann beispielsweise jeweils hälftig als
Betätigungsende und als Spannende ausgebildet sein, wobei sich
die Tiefe der Sacklochbohrung des genannten Trägerkörpers nach
der daraus folgenden halben Länge der Spannwelle richtet.
Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 bis 13
beschrieben.
So besteht vorzugsweise der Trägerkörper aus einem Kaltarbeits
stahl.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur parti
ellen Härtung die mit den Betätigungsende im Trägerkörper
gehaltene Spannwelle zunächst auf eine Temperatur von mehr als
1000°C, vorzugsweise 1080°C erwärmt, hiernach diese Temperatur
über mindestens 15 Minuten, vorzugsweise 20 Minuten, gehalten
und die Spannwelle anschließend abgeschreckt wird, auf Raumtem
peratur abgekühlt wird, wonach die Spannwelle vorzugsweise auf
Temperaturen unter 0°C abgekühlt wird, bevor die Spannwelle auf
eine Anlaßtemperatur von 150°C bis 200°C erwärmt und diese
Anlaßwärme mindestens 2 h ausgesetzt wird, bevor sie abschlie
ßend auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Die erste Erwärmung auf
eine Mindesttemperatur von 1000°C wird bevorzugt unter Vakuum
und/oder das Abschrecken unter einer Stickstoffatmosphäre
durchgeführt. Vorteilhaft haben sich Abkühlungen der Spannwelle
auf Temperaturen von -150°C mit einer Haltezeit von mindestens
2 h ausgewirkt. Die Abkühlgeschwindigkeit beim Abschrecken
liegt zwischen 5 bis 11 K/sec, vorzugsweise bei 7 K/sec.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Spann
welle einem zweimaligen Anlassen über jeweils 2 Stunden unter
zogen, bei dem bevorzugt eine jeweilige Anlaßtemperatur von
180°C eingestellt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Werkzeughalter,
Fig. 1a eine Seitenansicht durch einen Werkzeughalter und
Werkzeugkopf,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Spannwelle,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer andersartigen Ausge
staltung der Spannwelle entlang der Linie
III-III nach Fig. 3,
Fig. 5 eine stirnseitige Ansicht der Spannwelle mit
Torx-Profileingriff und
Fig. 6 eine teilperspektivische Ansicht eines Träger
körpers mit Sacklochbohrungen, in die jeweils mit
dem Betätigungsende Spannwellen eingesteckt sind.
Der in Fig. 1 dargestellte Werkzeughalter 10 besitzt einen
kegeligen Schaft 11 zur Aufnahme an einer Werkzeugmaschine,
einer Revolverscheibe oder ähnlichem. Der Werkzeughalter
besitzt eine kegelige Aufnahmebohrung 12, in die ein entspre
chend geformter Aufnahmezapfen eines Werkzeughalters geführt
werden kann. Hierbei kommt der ringförmige Anlagebund 13 des
Werkzeughalters mit dem Werkzeugkopf zur Anlage. Die Spannvor
richtung besteht aus einer radial angeordneten Spannwelle 14,
die in Fig. 2 und 3 näher dargestellt ist. Diese Spannwelle
besitzt einen Kopf 15, in dessen Außenmantel eine über einen
Winkel von beispielsweise 115° reichende Nut 16 eingefräst ist.
Diese Nut dient als Führung für einen mit dem Grundhalter ver
bundenen Stift 17, wobei die jeweiligen Endflächen der Nut 16
als Anschläge dienen, um den Drehwinkel der Spannwelle 14 zu
begrenzen. Die Spannwelle 14 teilt sich in ein Betätigungs
ende 141 und ein Spannende 142 auf, die etwa in Höhe der
strichlinierten Linie 143 aneinandergrenzen. Der Abstand der
Linie 143 bis zum stirnseitigen Ende mit der Innenbetätigung 25
bestimmt, wie später noch ausgeführt wird, auch die Tiefe der
Sacklochbohrung des Trägerkörpers, in die das Betätigungs
ende 141 während der Wärmebehandlung eingesteckt ist. Erfin
dungsgemäß besitzt das Spannende 142 eine Mindesthärte von
63 HRC, während im Betätigungsende 141 die Härte höchstens
57 HRC bei entsprechend höherer Zähigkeit ist. Die um ihre
Längsachse 18 drehbare Spannwelle besitzt an ihrem Mantel eine
Spann- und Ausstoßbahn 19, deren Verlauf Fig. 3 näher zu ent
nehmen ist. Über diese spiralförmigen Führungen 19, bei denen
es sich im Prinzip um Raumkurven zweiter oder höherer Ordnung
handelt, kann durch eine relativ große Steigung zu Beginn des
Spannens der Spannweg bei kurzer Spannbewegung relativ groß
gewählt werden. Die in ihrer ersten Stellung, bei der die
Plananlage 13 des Halters mit der betreffenden ringförmigen
Plananlage des Werkzeugkopf es Kontakt hat, ist mit Bezugszei
chen 20 angedeutet. Die Spannkugel erreicht bei Drehung der
Spannwelle um die Längsachse (siehe Pfeil 21) bei 22 die höch
ste Stellung und hierüber bei 23 die Spannstellung, wobei im
letzten Teil der Kurve, d. h. von Stellung 22 zu Stellung 23 die
Spannwege deutlich kleiner sind, um hier große Kräfte aufbrin
gen zu können. In die Ausnehmungen 24 fallen die Spannkugeln in
gelöstem Zustand. Die Spannwelle kann über eine Innenbetäti
gung 25 betätigt werden. Der Werkzeuggrundhalter 10 besitzt
weiterhin einen Kanister 26 für die nicht dargestellten Spann
kugeln, der mittels eines Tellerfederpaketes 27, das sich gegen
einen Ring 28 einerseits und den Kopf 29 einer mit dem Kani
ster 26 fest verbundenen Schraube abstützt. Durch die Federn 27
wird in Richtung des Pfeiles 30 ein Zug auf den Kanister 26
ausgeübt.
Anstelle des Anschlages über die Nut 16 in Verbindung mit dem
Stift 17 kann auch eine kalottenförmige Ausnehmung 31 in der
Spannbahn 19 vorgesehen werden, wie dies in der linken Hälfte
der Fig. 3 angedeutet ist. Beim Spannen läßt nämlich für die
Bedienungsperson merklich der gegen die Spannbewegung wirkende
Druck nach, sobald die Kugel in der Spannstellung in die
Kalotte fällt. Die Bedienungsperson kann auch so (d. h. ohne
Anschläge) erkennen, wann die Spannstellung erreicht ist.
Der Vorteil der vorliegenden Spannvorrichtung liegt darin, daß
der Kanister 26 beim Spannen gegen die Kraft der Feder 27 axial
ausweichen kann, so daß die Spannvorrichtung auch bei Ferti
gungsungenauigkeiten voll funktionsfähig ist. Die Maßtoleranzen
können somit größer gewählt werden, im Einzelfall sind Toleran
zen bis zu 5/10 mm zulässig. Durch den federnd vorgespannten
Kanister 26 in Verbindung mit dem in einer radialen Bohrung des
Halters geführten Spannwelle 14 läßt sich eine kompakte Bau
weise mit hoher Steifigkeit realisieren. Die aufzuwendende
Federkraft richtet sich nach der Werkzeughaltergröße. Selbst
verständlich kann anstelle der Tellerfedern 27 auch eine
Schraubenfeder, die in eine wendelförmige Nut des Halters 26
eingreift verwendet werden und deren freies Ende beispielsweise
über einen Bolzen oder ähnliches mit dem Werkzeuggrund
halterkörper fest verbunden ist. Ggf. kann auch ein anderes
federndes Element diese Funktion erfüllen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann mit nur einer
Spannkurve der Spann- und Löse/Abstoßvorgang durchgeführt wer
den. Dies wird nur durch die spezielle Ausbildung der Spann
kurve an der Spannwelle und die kugelförmige Gestaltung des
Abdrückstückes möglich.
Die axiale Nachgiebigkeit des Halters (Kanisters) ist haupt
sächlich deshalb erforderlich, um in jedem Fall den oberen
Scheitelpunkt des Spannkurve erreichen und überschreiten zu
können. Durch die axiale Verschiebung des Halters wird die Ein
zugskraft gewährleistet.
Das Lösen der Spannung bzw. Ausstoßen des Werkzeugkopfes
geschieht dadurch, daß die Spannwelle 14 entgegen der Pfeil
richtung 21 gedreht wird, so daß die Spannkugeln aufgrund der
abnehmenden Steigung der Spannbahnen 19 entlastet werden, bis
sie schließlich, durch einen Anschlag in der Nut 16 des Kop
fes 15 begrenzt, die Endstellung erreicht und die Kugeln in die
Ausnehmungen 24 fallen.
Beim Entspannen muß zunächst wiederum ein etwas höheres Drehmo
ment (Lösemoment) aufgebracht werden, um die höchste Stel
lung 22 der Spannbahn 19 zu überwinden. Dieses höhere Drehmo
ment stellt gleichzeitig eine gute Sicherheit gegen unbeabsich
tigtes Lösen der Spannung, z. B. durch Schwingungen, dar.
Das eigentliche Herausdrücken des Werkzeugkopfes wird dadurch
erreicht, daß beim Drehen der Spannwelle 14 entgegen der Pfeil
richtung 21 der steile, im linken unteren Bereich von Fig. 3
dargestellte Teil der Spannbahn 19 mit dem kugelförmig gestal
teten Druckteil 33 des Abdrückstückes 32 zusammenwirkt. Sobald
die höchste Stelle 22 der Spannkurve 19 das Druckstück 32 an
der kugelförmig ausgebildeten Endstelle passiert, erreicht das
Druckstück 32 den Maximalwert der Ausstoßrichtung 34, der so
bemessen ist, daß der Werkzeugkopf sicher ausgestoßen wird.
Die Führungen der Spannwelle werden im einzelnen in der
EP 0 369 211 B1 erläutert, auf die ausdrücklich Bezug genommen
wird.
Anstelle der in Fig. 3 dargestellten Führungsbahn 19 kann diese
im Übergangsbereich zu der Spannmulde 24 entsprechend Fig. 4
auch eine Krümmung mit einem Radius R von 1,4 bis 4 mm aufwei
sen. Die Innenbetätigung 25 kann entweder, wie in Fig. 2 ange
deutet, ein Sechskant-Inbus oder ein Torx-Profilinbus 25
(Fig. 5) sein.
Zur Herstellung der Spannwelle mit jeweils am Spannende 142 und
am Betätigungsende 141 unterschiedlichen Härten bzw. unter
schiedlichen Zähigkeiten wird der in Fig. 6 in einer Teilan
sicht dargestellte Trägerkörper 36 verwendet, der Sacklochboh
rungen 37 aufweist, die eine Tiefe haben, welche dem durch die
Länge des Betätigungselementes 141 bestimmten Maß entsprechen.
Die Spannwelle wird mit dem Betätigungsende 141 in diese Sack
lochbohrungen, wie dargestellt, eingesteckt, so daß das Spann
ende 142 frei nach oben herausragt.
In einer konkreten Ausführungsform ist ein pulvermetallurgisch
aus einer Kaltarbeitsstahllegierung mit 1,5 Massen-% C,
1 Massen-% Si, 8 Massen-% Cr, 1,5 Massen-% Mo, 4 Massen-% V,
Rest Eisen hergestellter Körper verwendet worden, der danach
einer Formgebung (einschließlich der Fertigung der Führungs
bahn 19 durch Fräsen und Drehen) unterzogen worden ist.
Abschließend wird dieser Körper (Spannwelle 14) in der in
Fig. 6 dargestellten Weise in einen Trägerkörper eingesetzt.
Die Spannwelle 14 bzw. die Spannwellen 14, ggf. mit unter
schiedlichem Durchmesser werden zusammen mit dem Trägerkör
per 36 in einen Autoklaven gegeben. Unter Vakuumatmosphäre wird
im Autoklaven eine Erwärmung auf 1080°C vorgenommen. Nach etwa
20 Minuten Haltezeit wird unter 2 bar Stickstoff abgeschreckt
und zunächst bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach wird wei
terhin bis auf -150°C abgekühlt, um eine sichere Restaustenit
bildung zu gewährleisten. Im Anschluß hieran wird der Träger
mit samt der Spannwelle bzw. den Spannwellen angelassen, wozu
zweimalig jeweils eine Anlaßtemperatur von 180°C eingestellt
wird, die bei jedem Anlaßvorgang 2 Stunden gehalten wird. Zwi
schenzeitlich bzw. nach der letzten Anlaßbehandlung wird der
Körper auf Raumtemperatur abgekühlt. Durch die geschilderte
Härtebehandlung stellt sich im Spannende eine Oberflächenhärte
von mindestens 63 HRC ein, wohingegen wegen der relativ hohen
Wärmekapazität des Trägerkörpers 36 die Härte im Betätigungs
ende praktisch erhalten bleibt, d. h., auf Härtewerten unter
57 HRC. Anders ausgedrückt, das Betätigungsteil wird vor einer
Oberflächenhärtung weitgehend durch den Trägerkörper 36
geschützt, so daß die Zähigkeit den legierungsbedingten hohen
Ausgangswert praktisch beibehält.
Claims (13)
1. Spannwelle (14) mit einer stirnseitigen Ausnehmung (25)
an einem Betätigungsende (141) und einem an dem anderen
Ende als Spannende (142) ausgebildeten Mantelprofil zur in
bezug auf die Spannwellenlängsachse (18) radialen
Betätigung von Spannelementen (23),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spannende (142) eine Härte von mindestens 63 HRC
und das Betätigungsende eine Mindestzähigkeit aufweist,
die einer Kerbschlagbiegearbeit von 40 J entspricht.
2. Spannwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannwelle (14) aus einem einheitlichen Materialkörper
besteht, der partiell, nämlich im gesamten Bereich des
Spannendes (142) gehärtet worden ist.
3. Spannwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannwelle (14) aus einem Cr-Mo-V-legierten Stahl
besteht, vorzugsweise mit 1,5 Massen-% C, 1 Massen-% Si,
8 Massen-% Cr, 1,5 Massen-% Mo und 4 Massen-% V.
4. Spannwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannwelle aus einem pulvermetal
lurgisch hergestellten Kaltarbeitsstahl besteht, der im
gesamten Bereich des Spannendes (142) partiell gehärtet
worden ist.
5. Spannwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die stirnseitige Ausnehmung (25) ein
Innenmehrkant, vorzugsweise Innensechskant, ist oder ein
Torx-Innenprofil aufweist.
6. Spannwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Spannende (142) mantelseitig spi
ralig verlaufende Führungen (19) als Spannbahnen aufweist,
die vorzugsweise eine stetige Raumkurve zweiter oder höhe
rer Ordnung beschreibt, deren Steigung kontinuierlich,
vorzugsweise exponentiell oder logarithmisch abnimmt.
7. Spannwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Übergangsradius (R) von der Spannmulde (24) zu der
Spannbahn (19) etwa 2 mm beträgt.
8. Verfahren zur Herstellung einer Spannwelle (14) nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
pulvermetallurgisch hergestellten Rohling durch Zerspanen
die Spannendengeometrie fertiggestellt und die Spann
welle (14) einer abschließenden partiellen Härtung unter
zogen wird, bei das Betätigungsende (141) in einer dieses
eng umschließenden Sacklochbohrung (37) eines Trägerkör
pers (36) mit einer hohen Wärmekapazität einliegt und das
Spannende (142) aus dem Trägerkörper (136) hinausragt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Trägerkörper aus einem Kaltarbeitsstahl besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zur partiellen Härtung die Spannwelle (14) zunächst
auf eine Temperatur von mehr als 1000°C, vorzugsweise
1080°C erwärmt wird, daß diese Temperatur über mindestens
15 Minuten, vorzugsweise 20 Minuten, gehalten und die
Spannwelle (14) anschließend abgeschreckt wird, auf Raum
temperatur abgekühlt wird, wonach vorzugsweise die Spann
welle auf Temperaturen unter 0°C abgekühlt wird, bevor die
Spannwelle (14) auf eine Anlaßtemperatur von 150°C bis
200°C erwärmt und diese Anlaßwärme mindestens 2 h ausge
setzt wird und abschließend wieder auf Raumtemperatur
abgekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Erwärmung auf eine Mindesttemperatur von 1000°C
unter Vakuum und/oder das Abschrecken unter einer Stick
stoffatmosphäre durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Spannwelle (14) nach dem Abkühlen auf Raum
temperatur auf -150°C abgekühlt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannwelle einem zweimaligen
Anlassen über jeweils 2 h unterzogen wird, vorzugsweise
mit einer jeweiligen Anlaßtemperatur von 180°C.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138970 DE19538970B4 (de) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Spannwelle und Verfahren zu deren Herstellung |
PCT/DE1996/001746 WO1997014525A2 (de) | 1995-10-19 | 1996-09-11 | Spannwelle und verfahren zu deren herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138970 DE19538970B4 (de) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Spannwelle und Verfahren zu deren Herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538970A1 true DE19538970A1 (de) | 1997-04-24 |
DE19538970B4 DE19538970B4 (de) | 2006-10-05 |
Family
ID=7775283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995138970 Expired - Lifetime DE19538970B4 (de) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Spannwelle und Verfahren zu deren Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19538970B4 (de) |
WO (1) | WO1997014525A2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009026863A1 (de) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Röhn Gmbh | Bohrfutter |
EP3150311B1 (de) | 2011-12-27 | 2019-06-12 | Franz Haimer Maschinenbau KG | Werkzeughalter und verfahren zur herstellung einer werkzeugaufnahme für einen solchen werkzeughalter |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19818148B4 (de) * | 1998-04-23 | 2005-09-22 | Widia Gmbh | Spannvorrichtung |
DE102006035927A1 (de) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co Fertigungs-KG | Werkzeugsstift für eine Werkzeugform sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Werkzeugstifts |
US10449608B2 (en) | 2017-04-13 | 2019-10-22 | Kennametal Inc. | Toolholder assembly with lock rod |
US11420269B2 (en) | 2019-09-11 | 2022-08-23 | Kennametal Inc. | Clamping assembly, a toolholder assembly comprising a clamping assembly and a toolholder, and a method of changing a toolholder in a toolholder assembly |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3837007A1 (de) * | 1988-10-31 | 1990-05-03 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur verbindung von werkzeugkopf und werkzeughalter an werkzeugmaschinen |
DE4137747A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur verbinung von werkzeugkopf und werkzeughalter an werkzeugmaschinen |
DE4338953A1 (de) * | 1993-11-15 | 1995-05-18 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur Verbindung eines Werkzeugkopfes und eines Werkzeughalters an Werkzeugmaschinen |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU483592B2 (en) * | 1972-12-06 | 1974-06-06 | Textron Inc. | Threaded fastening device with torque control and driver therefor |
US4747735A (en) * | 1987-01-27 | 1988-05-31 | Kennametal Inc. | Toolholder and method of releasably mounting |
US4736659A (en) * | 1987-01-27 | 1988-04-12 | Kennametal Inc. | Apparatus for holding a toolholder shank |
DE3726134A1 (de) * | 1987-08-06 | 1989-02-23 | Degussa | Halterung zur partiellen waermebehandlung von werkzeugen in oefen |
-
1995
- 1995-10-19 DE DE1995138970 patent/DE19538970B4/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-11 WO PCT/DE1996/001746 patent/WO1997014525A2/de active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3837007A1 (de) * | 1988-10-31 | 1990-05-03 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur verbindung von werkzeugkopf und werkzeughalter an werkzeugmaschinen |
EP0369211B1 (de) * | 1988-10-31 | 1993-09-29 | Krupp Widia GmbH | Spannvorrichtung zur Verbindung von Werkzeugkopf und Werkzeughalter an Werkzeugmaschinen |
DE4137747A1 (de) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur verbinung von werkzeugkopf und werkzeughalter an werkzeugmaschinen |
DE4338953A1 (de) * | 1993-11-15 | 1995-05-18 | Krupp Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur Verbindung eines Werkzeugkopfes und eines Werkzeughalters an Werkzeugmaschinen |
WO1995013893A1 (de) * | 1993-11-15 | 1995-05-26 | Widia Gmbh | Spannvorrichtung zur verbindung eines werkzeugkopfes und eines werkzeughalters an werkzeugmaschinen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NAJMA,SHAMS: Austenite Grain Size in HSLA. In: Journal of Metals, March 1987, S.39-41 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009026863A1 (de) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Röhn Gmbh | Bohrfutter |
EP3150311B1 (de) | 2011-12-27 | 2019-06-12 | Franz Haimer Maschinenbau KG | Werkzeughalter und verfahren zur herstellung einer werkzeugaufnahme für einen solchen werkzeughalter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1997014525A2 (de) | 1997-04-24 |
WO1997014525A3 (de) | 1997-06-05 |
DE19538970B4 (de) | 2006-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0330830B1 (de) | Verfahren zur Herstellung pulvergeschmiedeter Bauteile | |
DE19630115C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Kegelrades sowie kombinierte Pressenvorrichtung | |
DE102012017525B4 (de) | Verfahren zur umformenden Herstellung eines Zahnrads mit Außenverzahnung, sowie nach diesem Verfahren herstellbares Zahnrad mit Außenverzahnung | |
DE3009656A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer nockenwelle durch schmieden | |
DE102009036824A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Gewindemutter eines Kugelgewindetriebes | |
EP0729396B1 (de) | Spannvorrichtung zur verbindung eines werkzeugkopfes und eines werkzeughalters an werkzeugmaschinen | |
DE3923404C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines oberflächengehärteten Zahnrads aus einem metallischen Rohling | |
DE2462641C3 (de) | Vorrichtung für die spanlose Kaltverformung eines Rohlings in ein Werkstück mit einem Zentralkörper mit Radialfortsätzen | |
DE3828635C2 (de) | ||
CH660313A5 (de) | Verfahren zur herstellung einer verschlussplatteneinheit fuer einen schiebeverschluss. | |
DE19538970B4 (de) | Spannwelle und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP3093088A1 (de) | Werkstückspannvorrichtung mit stirnseitenmitnehmer | |
DE19652872C2 (de) | Verfahren zur Steigerung der Randschichtfestigkeit an Oberflächen von aus sprödharten Werkstoffen gefertigten Werkstücken | |
DE202014010960U1 (de) | Werkzeug zum Aufbringen kleiner Schlagimpulse | |
DE202014010958U1 (de) | Werkzeug zum Aufbringen kleiner Schlagimpulse | |
DE4307562B4 (de) | Verfahren zur Herstellung auf einer Steuerwelle durch thermisches Schrumpfen positionierbaren Sinter-Steuernockens | |
DE1961923B2 (de) | Zusammengesetztes, hohen Temperaturen standhaltendes Gaswechselventil für Kraft- oder Arbeitsmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Ventils | |
DE202014010961U1 (de) | Werkzeug zum Aufbringen kleiner Schlagimpulse | |
EP1710028A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochpräzisen bolzenförmigen Elements, ein bolzenförmiges Element sowie eine Vorrichtung zur Herstellung des Elements | |
EP1270121A2 (de) | Wälzfräser | |
DE4105688C2 (de) | Spannvorrichtung für den Schaft eines Werkstückrohlings | |
DE19758278A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Tellerfeder mit einer umlaufenden Vertiefung | |
DE10310270B4 (de) | Entgratwerkzeug | |
DE3314830C2 (de) | ||
DE19806888A1 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit eines Werkstückes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |