DE202023100799U1

DE202023100799U1 - Spannvorrichtung mit elastischem axialem Längenausgleich und elastisches Element für eine solche Spannvorrichtung

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Publication number: DE202023100799U1
Application number: DE202023100799.6U
Authority: DE
Original assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Current assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2033-02-21

Abstract

Spannvorrichtung für rotierenden Werkzeuge, insbesondere Gewindeerzeugungswerkzeuge, einsetzbar oder eingesetzt in einem Spannfutter und insbesondere einsetzbar oder eingesetzt in einem Gewindeschneidfutter, wobei die Spannvorrichtung folgendes aufweist:
- ein Werkzeugaufnahmeelement (5), insbesondere ein Spannzangenelement, zur Aufnahme und Festlegung eines Werkzeugschafts eines Werkzeugs;
- einen Futterkörper (6) zur Verbindung des Werkzeugaufnahmeelements mit einer Werkzeugmaschine,
- wenigstens ein Verbindungselement (13a, 13b) und
- wenigstens ein elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder eine Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2), wobei Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper (6) miteinander so verbunden sind, dass sie entlang einer Längsachse (A) der Spannvorrichtung relativ zueinander zumindest geringfügig bewegbar sind, wobei das wenigstens eine Verbindungselement (13a, 13b) und das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder die Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) das Werkzeugaufnahmeelement (5) und den Futterkörper (6) so miteinander verbinden, dass eine Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements (5) relativ zum Futterkörper (6) bis zum Erreichen der wenigstens einen Endstellung (ES_1,2) mit linear und/oder zumindest abschnittsweise zunehmend ansteigender Bremskraft abgebremst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für rotierende Werkzeuge, einsetzbar in einem Spannfutter und insbesondere einsetzbar in einem Gewindeschneidfutter. Außerdem betrifft die Erfindung elastische Elemente zum Einsatz ein derartigen Spannvorrichtungen.
Spannvorrichtungen zum Einspannen rotierender Werkzeuge an Werkzeugmaschinen oder handgehaltenen Maschinen sind allgemein bekannt.
Bei der Fertigung von Gewinden mittels moderner CNC-Bearbeitungszentren ist es möglich, die Drehbewegung der Maschinenspindel mit dem linearen Vorschub der Vorschubeinheit des CNC-Bearbeitungszentrums zu verrechnen und somit zu synchronisieren. Dadurch können Gewinde mit Werkzeugaufnahmen ohne Längenausgleich, dem sogenannten „rigid tapping“ gefertigt werden. Es ist jedoch bekannt, dass bei dieser Art der Gewindefertigung in der Praxis Synchronisationsfehler auftreten können. Diese können von den jeweils vorhandenen Spindel- und Linearantrieben, bzw. der fehlenden Möglichkeit die Spindel- und Linearantriebe ausreichend aufeinander abstimmen zu können, verursacht werden. Probleme treten hier speziell bei der Drehrichtungsumkehr auf, so dass beim Herausdrehend des Werkzeugs das gefertigte Gewinde in unerwünschter Weise nachgeschnitten oder -gearbeitet wird und so zum einen die Qualität des Gewindes beeinträchtigt wird und zum anderen die Standzeit des Werkzeugs negativ beeinflusst wird.
Von der Anmelderin werden unter dem Handelsnamen „Softsynchro“ Spannzangen-Aufnahmen hergestellt, angeboten und vertrieben, bei denen ein Dämpfungselement aus Kunststoff zwischen einer Spannzangen-Aufnahme und einem mit dieser verbundenen Futterschaft auf Zug oder Druck, beispielsweise bei der Drehrichtungsumkehr, beispielsweise bei der Drehrichtungsumkehr, auftretende Axialkräfte aufnimmt und so die oben beschriebenen Nachteile reduziert. Das Dämpfungselement erlaubt dabei eine geringfügige relative Bewegung, einen sogenannten Längenausgleich, in Axialrichtung der Spannzangen-Aufnahme und des Futterschafts zueinander.
Eine entsprechende Ausführungsform ist beispielsweise der Druckschrift DE 197 25 950 A1 zu entnehmen.
WO 2021/028065 A1 offenbart ein Gewindeschneidfutter, bei dem ein Elastomerelement zur Abfederung eines axialen Spiels in Axialrichtung des Gewindeschneidfutters und eines tangentialen Spiels in Drehrichtung des Gewindeschneidfutters zwischen einen Aufnahmeschaft und ein Spannmittel angeordnet ist und das Elastomerelement mit einem Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 10 GPa in einer ersten Axialrichtung eine größere Federkonstante aufweist als in einer zweiten Axialrichtung und die erste und zweite Axialrichtung (48) entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind und das Elastomerelement mit einem Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 10 GPa in einer ersten Drehrichtung eine größere Federkonstante aufweist als in einer zweiten Drehrichtung und die erste und zweite Drehrichtung entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Die Federkonstante ist als Proportionalitätsfaktor des Elastomerelementes gemäß dem Hookeschen Gesetz bestimmt, es liegen also lineare Kennlinien auf Druck und Zug vor.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Spannvorrichtung mit einem Längenausgleich bereitzustellen, sowie ein elastisches Element bereitzustellen, dass vorteilhaft in einer Spannvorrichtung mit Längenausgleich einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein elastisches Element mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 13.
Eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist eine Spannvorrichtung für rotierenden Werkzeuge, insbesondere Gewindeerzeugungswerkzeuge, die einsetzbar oder eingesetzt in einem Spannfutter und insbesondere einsetzbar oder eingesetzt in einem Gewindeschneidfutter ist, wobei die Spannvorrichtung folgendes aufweist:

- ein Werkzeugaufnahmeelement, insbesondere ein Spannzangenelement, zur Aufnahme und Festlegung eines Werkzeugschafts eines Werkzeugs;
- einen Futterkörper zur Verbindung des Werkzeugaufnahmeelements mit einer Werkzeugmaschine,
- wenigstens ein Verbindungselement und
- wenigstens ein elastisches Element oder eine Kombination elastischer Elemente, insbesondere wobei Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper miteinander, vorzugsweise in beide Drehrichtungen, im Wesentlichen drehfest verbunden sind, und, wobei Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper miteinander so verbunden sind, dass sie entlang einer Längsachse der Spannvorrichtung relativ zueinander zumindest geringfügig bewegbar sind, wobei das wenigstens eine Verbindungselement und das elastische Element oder die Kombination elastischer Elemente das Werkzeugaufnahmeelement und den Futterkörper so miteinander verbinden, dass eine Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements relativ zum Futterkörper bis zum Erreichen der wenigstens einen Endstellung mit linear und/oder zumindest abschnittsweise zunehmend ansteigender (oder: progressiv) ansteigender Bremskraft abgebremst wird.

Eine linear oder progressiv ansteigende Bremskraft kann entweder durch das elastische Element alleine zur Verfügung gestellt werden, oder auch durch eine Kombination eines elastischen Elements mit einem weiteren elastischen Element, insbesondere einem Rohrelement, das zwischen Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper geschaltet ist. Außerdem kann eine bestimmte Kraft-Weg-Kennlinie für die entlang des Weges des Längenausgleichs wirkende Bremskraft durch das elastische Element vorgegeben werden. Ein Werkzeugaufnahmeelement kann dabei entweder ein Spannzangenelement, eine Spannzangenaufnahme oder eine Spannzange als solche sein. Außerdem kann das Werkzeugaufnahmeelement auch durch einen Schnellwechseleinsatz oder ein Schrumpffutter gebildet sein.
Insbesondere kann die Spannvorrichtung so ausgebildet sein, dass das elastische Element in einfacher Weise austauschbar ist, so dass durch den Austausch des elastischen Elements unterschiedliche Kraft-Weg-Kennlinien für den Längenausgleich der Spannvorrichtung eingestellt werden.
Vorteilhaft kann es außerdem sein, wenn die relative Bewegbarkeit des Werkzeugaufnahmeelements und des Futterkörpers zueinander entlang der Längsachse durch wenigstens eine definierte Endstellung des Werkzeugaufnahmeelements und des Futterkörpers zueinander begrenzt ist.
In einer derartigen Spannvorrichtung kann die maximale Länge des Längenausgleichs in vorteilhafter Weise durch das elastische Element vorgegeben werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das wenigstens eine Verbindungselement und das wenigstens eine elastische Element oder die Kombination elastischer Elemente so angeordnet und ausgebildet sind, dass das Werkzeugaufnahmeelement in seiner relativen Bewegbarkeit zu dem Futterkörper in der Endstellung, insbesondere in einer ersten Endstellung in Arbeitsrichtung des Werkzeugs und/oder in einer zweiten Endstellung in Auszugsrichtung des Werkzeugs, blockiert ist, insbesondere wobei das Werkzeugaufnahmeelement und der Futterkörper eine neutrale Stellung zueinander, vorzugsweise zwischen den Endstellungen, einnehmen können, in der keine Bremskraft auf das Werkzeugaufnahmeelement und/oder den Futterkörper wirkt.
Auf diese Weise ist eine definierte Endstellung oder definierte Endstellungen in Arbeitsrichtung und Auszugrichtung zur Verfügung gestellt, so dass das Werkzeug. Insbesondere bei der Drehrichtungsumkehr, wenn sich das Werkzeug in Endtiefe im gefertigten Gewinde befindet, sind definierte Endstellungen in Arbeitsrichtung und Auszugrichtung vorteilhaft. Die Umschreibung, dass keine Bremskraft wirkt, soll insbesondere so verstanden werden, dass entweder die auf das Werkzeugaufnahmeelement und/oder den Futterkörper wirkende Bremskraft gleich null ist oder dass Bremskräfte mit gleich hohem Betrag in beiden axialen Richtungen auf das Werkzeugaufnahmeelement und/oder den Futterkörper, insbesondere auf das Verbindungselement wirken, so dass sich ein Kräftegleichgewicht einstellt, in dem Werkzeugaufnahmeelement und/oder den Futterkörper ohne weitere externe Last stationär zueinander angeordnet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das wenigstens eine Verbindungselement und das wenigstens eine elastische Element oder die Kombination elastischer Elemente so angeordnet und ausgebildet, dass die relative Bewegbarkeit des Werkzeugaufnahmeelements und des Futterkörpers zueinander entlang der Längsachse in einer Arbeitsrichtung des Werkzeugs und in einer Auszugsrichtung des Werkzeugs, insbesondere der Weg von neutraler Stellung bis zur jeweiligen Endstellung und/oder die entlang des Weges von neutraler Stellung bis zur jeweiligen Endstellung von neutraler Stellung bis zur jeweiligen Endstellung wirkende Bremskraft, gleich sind/ist.
Auf diese Weise ist die Funktion der Spannvorrichtung in beiden Drehrichtungen gewährleistet, so dass eine Gewindeerzeugung sowohl links- als auch rechtsdrehend mit dem gleichen wirksamen Längenausgleich möglich ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das elastische Element das Verbindungselement kontaktiert, insbesondere wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, umgreift.
Dadurch ist eine stabile und zuverlässige Verbindung zwischen Verbindungselement und elastischem Element ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung umfasst, dass der Futterkörper einen Verbindungsabschnitt aufweist und dass das Werkzeugaufnahmeelement einen Halterungsabschnitt aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt, der insbesondere im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, einen Hohlraum bildet und der Halterungsabschnitt im Wesentlichen einen Schaft bildet, wobei der Schaft in dem Hohlraum angeordnet ist.
In dieser Ausführungsform kann ein Schaft als sehr stabile Struktur innerhalb eines Hohlraums des Verbindungsabschnitts entlang der Längsachse hin und her bewegen, wobei zugleich eine hohe Stabilität hinsichtlich einer Knickbelastung des Schaftes gewährleistet ist.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der Verbindungsabschnitt eine Außenwandung mit einer Aussparung, insbesondere einer Durchgangsöffnung, aufweist und wobei das Verbindungselement, insbesondere ein Bolzen, vorzugsweise ein Einschraubbolzen, fest mit dem Halterungsabschnitt verbunden, insbesondere mit diesem verschraubt, ist und sich von dem Halterungsabschnitt, vorzugsweise radial, nach außen zumindest teilweise in die Aussparung erstreckt.
Auf diese Weise ist das elastische Element außermittig bezogen auf die Längsachse der Spannvorrichtung angeordnet. Das elastische Element und das Verbindungselement können somit von außen zugänglich an der Spannvorrichtung angeordnet werden. Dies ermöglicht zum einen den Austausch des elastischen Elements und zum andern ein Lösen des Verbindungselements und somit ein Zerlegen von Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper.
Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn das elastische Element oder wenigstens eines der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente, insbesondere innerhalb der Aussparung, zwischen Verbindungselement und einer Wandung des Verbindungsabschnitts angeordnet ist.
Die Abstützung des elastischen Elements an der Wandung des Verbindungsabschnitts ermöglicht einen stabilen und zuverlässigen Sitz und einen vorteilhaften Kraftfluss von dem Verbindungsabschnitt in das elastische Element und von diesem in das Verbindungselement.
Außerdem vorteilhaft kann das elastische Element oder wenigstens ein elastisches Element aus der die Kombination elastischer Elemente innerhalb einer Aussparung des Verbindungsabschnitts angeordnet ist, insbesondere wobei die Form der Aussparung an eine Außenkontur des elastischen Elements zumindest teilweise oder vollständig angepasst ist.
Dadurch kann das elastische Element beispielsweise kraftschlüssig innerhalb der Aussparung angeordnet sein. Außerdem kann der Kraftfluss zwischen Verbindungsabschnitt und elastischem Element durch die Anpassung der Aussparung an die Außenkontur vorteilhaft sein, insbesondere so, dass die Kraft schonend auf das elastische Element übertragen wird ohne Rissbildung im elastischen Element zu provozieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung umfasst, dass das elastische Element wenigstens ein Stützelement und wenigstens einen, insbesondere zwei, Federabschnitt(e) umfasst und wobei wenigstens der eine oder die zwei Federabschnitt(e) das Verbindungselement wenigstens teilweise umgreift, insbesondere wobei die zwei Federabschnitt(e) von einem Ende des Stützelements, vorzugsweise in einer V-förmigen oder U-förmigen Konfiguration, weg ragen, insbesondere wobei der oder die Federabschnitt(e) von dem Verbindungselement bezogen auf die Längsachse nach außen gedrückt werden, wenn sich das Werkzeugaufnahmeelement relativ zu dem Futterkörper entlang der Längsachse bewegt, vorzugsweise soweit nach außen gedrückt werden, bis die Endstellung des Werkzeugaufnahmeelements relativ zu dem Futterkörper erreicht ist.
Derartig ausgebildete elastische Elemente haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Bereitstellung einer definierten Kraft-Weg-Kennlinie für den Längenausgleich der Spannvorrichtung herausgestellt. Zudem ist eine Spannvorrichtung mit einem derartigen elastischen Element sehr robust. Außerdem kann bei derartigen elastischen Elementen die für den Längenausgleich gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie durch Variation der Federabschnitte, beispielsweise durch Variation der Materialdicke der Federabschnitt, oder auch durch Variation eines Winkels zwischen Federabschnitt und Stützelement, eingestellt werden.
Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das elastische Element wenigstens ein äußeres Blattfederelement und ein inneres Blattfederelement aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind und die, insbesondere an ihren jeweils äußeren Endabschnitten, über wenigstens einen Federabschnitt verbunden sind, insbesondere wobei äußeres Blattfederelement inneres Blattfederelement so ausgebildet und angeordnet sind, dass bei einer Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements relativ zu dem Futterkörper das äußere Blattfederelement und das innere Blattfederelement aufeinander zu bewegt werden, vorzugsweise ohne dass das äußere Blattfederelement und/oder das innere Blattfederelement eine elastische Deformation erfahren und wobei der wenigstens eine Federabschnitt eine elastische Deformation erfährt.
Ein elastisches Element mit Blattfederelementen weist einen besonders stabilen Sitz in der Aussparung des Verbindungsabschnitts auf. Auch bei diesen Elementen gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie durch Variation der Federabschnitte, beispielsweise durch Variation der Materialdicke der Federabschnitt oder auch durch Variation eines Winkels zwischen Federabschnitt und Blattfederelement, eingestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung umfasst ein als Flachfeder ausgebildetes elastisches Element mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer Querschnittsöffnung, insbesondere wobei das elastische Element in der Aussparung des Verbindungsabschnitts, die eine im Wesentlichen an den kreisförmigen Querschnitt der Flachfeder angepasste Kontur aufweist, angeordnet ist, vorzugsweise wobei die Flachfeder bei Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements relativ zum Futterkörper bis zum Erreichen der wenigstens einen Endstellung komprimiert wird, bis die beiden gegenüberliegenden Kanten der Querschnittsöffnung aufeinanderstoßen und dadurch das Werkzeugaufnahmeelement in der Endstellung relativ zu dem Futterkörper blockiert ist.
Ein solches elastisches Element ist robust und sehr einfach herstell- und einsetzbar. Die Kraft-Weg-Kennlinie für den Längenausgleich kann durch Änderung der Querschnittsdicke oder durch Änderung der Größe der Querschnittsöffnung variiert werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein elastisches Element einsetzbar oder eingesetzt in einer Spannvorrichtung, insbesondere einer Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches wenigstens einen starren Stützbereich und wenigstens zwei elastisch deformierbare Federabschnitte aufweist, wobei die Federabschnitte an dem Stützbereich angeordnet sind und von dem Stützbereich nichtparallel zur einer Längsachse des elastischen Elements weg ragen.
Derartig ausgebildete elastische Elemente haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Bereitstellung einer definierten Kraft-Weg-Kennlinie für den Längenausgleich in einer Spannvorrichtung herausgestellt. Bei einem derartigen elastischen Element kann die für den Längenausgleich gewünschte Kraft-Weg-Kennlinie durch Variation der Federabschnitte, beispielsweise durch Variation der Materialdicke der Federabschnitte oder durch Variation eines Winkels zwischen Federabschnitt und Stützelement, eingestellt werden. In dieser und allen folgenden Ausführungsformen kann das elastische Element einstückig ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise weist der wenigstens eine Stützbereich eine Längserstreckung entlang der Längsachse auf.
Dadurch kann der Stützbereich ein vorteilhafter Weise zur Ableitung der entstehenden Kräfte genutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ragen die Federabschnitte von dem Stützbereich nichtparallel zueinander weg.
Auf diese Weise sind die Federabschnitte für ein Abstützen eines Verbindungselements geeignet. Beispielsweise können die Federabschnitte so von dem Stützbereich weg ragen, dass sie das Verbindungselement teilweise umfassen und so abstützen, dass das Verbindungselement zentriert auf dem Stützbereich abstützt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schließen ein erster und ein zweiter Federabschnitt jeweils einen Winkel mit der Längsachse ein, wobei ein erster Federabschnitt unter einem Winkel von mehr als 30°, insbesondere mehr als 35°, vorzugsweise mehr als 40°, relativ zur Längsachse, weg ragt und dass ein zweiter Federabschnitt unter einem Winkel von mehr als -30°, insbesondere mehr als -35°, vorzugsweise mehr als -40°, relativ zur Längsachse weg ragt.
Die Federabschnitte können so bei Belastung durch ein sich verschiebendes Verbindungselement bezogen auf den Stützbereich zur Seite und/oder nach hinten gedrückt werden und so eine dämpfende Kraft auf das Verbindungselement ausüben.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass die zwei Federabschnitt eine im Wesentlichen V-förmige oder U-förmige Konfiguration aufweisen.
Die Federabschnitte können dadurch auf eine entsprechend geformte Kontur des Verbindungselements abgestimmt sein und diese gut fassen. Beispielsweise ist eine U-förmige Kontur gut geeignet um einen kreisförmigen Kontaktbereich des Verbindungselements fassen zu können und zugleich dessen Beweglichkeit in axialer Richtung zuzulassen.
Vorteilhaft kann es zudem sein, wenn der Stützbereich wenigstens ein äußeres Blattfederelement und ein inneres Blattfederelement umfasst, die durch wenigstens ein, insbesondere zwei, Federabschnitte, vorzugsweise an einem oder mehreren Endabschnitten der Blattfederelemente, miteinander verbunden sind, wobei das äußere Blattfederelement um das innere Blattfederelement herum angeordnet, von diesem beabstandet und auf dieses zu bewegbar ist und wobei eine Bewegung des äußeren Blattfederelement relativ zu dem inneren Blattfederelement eine elastische Deformation des oder der Federabschnitte verursacht.
Inneres und äußeres Blattfederelement können jeweils als gebogenes Blattfederelement vorliegen. Ein derartig ausgeführtes elastisches Element ist sehr robust und der Lage eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft zur Verfügung zu stellen.
Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn ein starrer Begrenzer vorgesehen ist, der an dem inneren und /oder dem äußeren Blattfederelement angeordnet ist und der eine Bewegung des äußeren Blattfederelements relativ zu dem inneren Blattfederelement in Richtung der Längsachse begrenzt.
Die Länge dies Begrenzers bestimmt dabei den maximal zulässigen Weg der Kraft-Weg-Kennlinie, die das elastische Element zur Verfügung stellt.
Alternativ oder zusätzlich kann jeweils ein erstes äußeres Blattfederelement und ein erstes inneres Blattfederelement sowie ein zweites äußeres Blattfederelement und ein zweites inneres Blattfederelement vorgesehen sein, die im Wesentlichen eine ringförmige Konfiguration bilden.
Eine ringförmige Konfiguration ermöglicht das Einsetzen des elastischen Elements in eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung. Insbesondere in einstückiger Ausführung ist das elastische Element sehr einfach zu handhaben und weist eine gute Dauerfestigkeit auf.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung umfasst, dass der Stützbereich ein im Wesentlichen blockförmiges Stützelement umfasst und dass die zwei Federabschnitte von einem Endabschnitt des Stützelements weg ragen, insbesondere wobei die zwei Federabschnitte jeweils einstückig mit dem Stützelement gebildet sind und/oder wobei die zwei Federabschnitte als Federarme ausgebildet sind.
Ein Längenausgleich in Arbeitsrichtung und Auszugsrichtung des Werkzeugs kann realisiert werden, indem zwei sich gegenüber angeordnete elastische Elemente eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann es ferner sein, aufweisend einen geschlossenen Ring, wobei ein erstes Stützelement und ein zweites Stützelement an dem Ring innenliegend und sich gegenüberliegend angeordnet sind, insbesondere wobei die Federabschnitte so zueinander angeordnet sind, dass sie eine Fassung für einen, insbesondere zylinderförmigen, Bolzen oder einen Schraubenkopf einer bestimmten Größe ausbilden.
In einem Ring integrierte elastische Elemente sind besonders einfach zu Handhaben. Ein geschlossener Ring ermöglicht dabei ein besonders stabiles elastisches Element. Auch ist eine auf die Größe des zu fassenden Bolzens oder Schraubenkopfs angepasste Fassung durch die Wahl der Dimensionierung und Positionierung der Federabschnitte vorgebbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung umfasst, dass das elastische Element ein metallisches Federelement ist,
oder dass das elastische Element wenigstens zwei metallische Federelemente umfasst,
oder dass wenigstens ein erstes, und insbesondere ein zweites, der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente ein elastisches Federelement ist und dass wenigstens ein drittes der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente ein Elastomerelement, insbesondere ein Elastomerring, ist.
Derartige elastische Elemente oder Kombinationen elastischer Elemente haben sich als besondere vorteilhaft erwiesen um definierte Kraft-Weg-Kennlinien für einen Längenausgleich bereitzustellen. Insbesondere ist es so in präziser Art und eise möglich, eine entlang eines Wegs linear und/oder progressiv ansteigende Bremskraft bereitzustellen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1A in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer ersten Ausführungsform eines elastischen Elements;
1B in einer Draufsicht das elastische Element in erster Ausführungsform in Einbaulage in der Spannvorrichtung gemäß 1A;
2A in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform eines elastischen Elements;
2B in einer Draufsicht das elastische Element in zweiter Ausführungsform in Einbaulage in der Spannvorrichtung gemäß 2A;
3A in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer Kombination elastischer Elemente einer dritten Ausführungsform;
3B in einer Draufsicht der Kombination elastischer Elemente einer dritter Ausführungsform in Einbaulage in der Spannvorrichtung gemäß 3A;
4A in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit einer vierten Ausführungsform eines elastischen Elements;
4B in einer Draufsicht das elastische Element in vierter Ausführungsform in Einbaulage in der Spannvorrichtung gemäß 4A;
5A bis 5C in einer Draufsicht ein elastisches Element in dritter Ausführungsform in unterschiedlichen Stadien der Deformation entlang des vom elastischen Element zur Verfügung gestellten Federwegs ΔI;
6 ein Diagramm mit Kraft-Weg-Verläufen für den Längenausgleich einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik;

Die 1A, 2A, 3A und 4A zeigen eine Spannvorrichtung 1, vorzugsweise ein Spannfutter, mit einer Werkzeugaufnahme 2 an einem werkzeugseitigen Ende der Spannvorrichtung 1 und einem Schaft 3, insbesondere Futterschaft 3, an einem maschinenseitigen Ende der Spannvorrichtung 1. Der Schaft 3 weist ein, insbesondere im Wesentlichen zylindrisches, Gehäuse 7, insbesondere Futtergehäuse auf, das einen Hohlraum bildet, mit dem der Schaft 3 an eine nicht dargestellte Maschinenspindel koppelbar ist und durch den Kühlschmiermittel einem von der Spannvorrichtung 1 gehaltenen, gleichfalls nicht dargestellten Werkzeug zuführbar ist. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 7 eine Zufuhröffnung 10 auf, die den Hohlraum mit einem Kanal 11 zur Kühlschmiermittelzuführung zum Werkzeug hin strömungstechnisch verbindet.
Das Gehäuse 7 schließt mit der Öffnung 10 an einen Körper, insbesondere Futterkörper, 6 der Spannvorrichtung 1 an, der gemeinsam mit einem Werkzeugaufnahmeelement, insbesondere Spannzangenelement, 5 ein Spannmittel für das zu haltende Werkzeug bildet. Das Werkzeugaufnahmeelement 5 kann anstelle eines Spannzangenelements beispielsweise auch ein Schnellwechseleinsatz oder ein Schrumpffutterelement sein. Vorzugsweise bilden Gehäuse 7 und Körper 6 ein gemeinsames Bauteil. Der Körper 6 umfasst einen vorzugsweise im Wesentlichen hülsenförmigen, zylindrischen Verbindungsabschnitt 8, der sich konzentrisch zu einer Längsachse A der Spannvorrichtung 1, sowie in seiner Längserstreckung entlang der Längsachse A erstreckt.
Innerhalb eines von dem Verbindungsabschnitt 8 bereit gestellten Hohlraums erstreckt sich der Halterungsabschnitt 9 des Werkzeugaufnahmeelements 5. Der Halterungsabschnitt 9 ist zylindrisch ausgebildet und somit in seiner Form an den Hohlraum des Verbindungsabschnitts 8 angepasst. Halterungsabschnitt 9 und Verbindungsabschnitt 8 sind dabei in nicht dargestellter Weise in beiden Drehrichtungen R₁, R₂ im Wesentlichen drehfest, idealerweise spielfrei drehfest, miteinander verbunden. Zudem sind Halterungsabschnitt 9 und Verbindungsabschnitt 8 entlang der Längsachse A zueinander geringfügig bewegbar, wodurch ein sogenannter Längenausgleich für das Spannvorrichtung 1 beispielsweise bei der Drehrichtungsumkehr realisiert ist.
Allgemein kann der Längenausgleich dabei so ausgestaltet sein, dass in jeder Richtung entlang der Längsachse A ein maximal zulässiger Ausgleichsweg, insbesondere ein Ausgleichsweg zwischen 0,01 mm und 2 mm, vorgesehen ist.
Der Kanal 11 zur Kühlschmiermittelführung verläuft dabei durch den Halterungsabschnitt 9 und mündet in einer von einer Spannmutter 4 umgebenen Werkzeugaufnahme 2 des Werkzeugaufnahmeelements 5, der zur klemmenden Aufnahme und Festlegung eines Werkzeugschafts vorgesehen ist.
Ferner weist der Verbindungsabschnitt 8 in der den innenliegenden Hohlraum umgebenden zylinderförmigen Wand zwei Aussparungen 18, 19 auf. Die Aussparungen 18 sind als kreisförmige Durchgangslöcher vorgesehen und sind, bezogen auf die Längsachse A, an sich gegenüberliegenden Positionen der Wand angeordnet.
Der Halterungsabschnitt 9 des Werkzeugaufnahmeelements 5 weist Verbindungselemente 13a, b auf, die sich radial nach außen ragend mindestens teilweise in den Aussparungen 18, 19 erstrecken. Die Verbindungselemente 13a, b sind als Einschraubbolzen mit, insbesondere zylinderförmigen, Schraubenköpfen ausgebildet. Das Verbindungselement 13b oder genauer Kopf desselben ist dabei innerhalb der Aussparung 18 angeordnet und zwar konzentrisch zu dieser. Zur Betätigung können die Verbindungselemente 13a, 13b einen Innensechskant als Werkzeugeingriff aufweisen. Die Verbindungselemente 13a, 13b können insbesondere lösbar sein, damit das Werkzeugaufnahmeelement 5 und der Futterkörper 6 voneinander gelöst werden können.
Ein elastisches Element ist dabei um das Verbindungselement 13b herum in der Aussparung 18, 19 angeordnet, das elastische Federelement gemäß den 1A und 1B ist dabei als Federelement 14 ausgebildet und bremst das Verbindungselement 13b bei einer Verschiebung innerhalb der Aussparung 18 entlang der Längsachse mit einer definierten Bremskraft F. Das Federelement 14 ist dabei in beiden möglichen Bewegungsrichtungen des Verbindungselements 13b gleich wirksam. So kann der maximal zulässige Längenausgleichsweg von +/-0,2mm bis +/-2mm bereitgestellt werden.
In konzentrischer Lage des Verbindungselements 13b, oder genauer: des Kopfes des Verbindungselements 13b, innerhalb der Aussparung 18, 19 sind Werkzeugaufnahmeelement 5 und Futterkörper 6 zueinander in neutraler Stellung NS des Längenausgleichs angeordnet, wie dies in den 1B bis 4B dargestellt ist. Dabei ist das Federelement 14 so ausgebildet, dass die relative Bewegbarkeit des Werkzeugaufnahmeelements 5 und des Futterkörpers 6 zueinander in beiden Bewegungsrichtungen jeweils durch eine definierte Endstellung ES_1,2 begrenzt ist.
Die Spannvorrichtungen 1 der 1A und 2A unterscheiden sich jeweils zu einander nur in der Ausführungsform des eingesetzten elastischen Elements. Die Form und Dimensionierung der Aussparungen 18 ist in diesen Spannvorrichtungen 1 gleich, so dass die Federelemente 14 und 16 gegeneinander austauschbar sind. Es ist auf diese Weise möglich, das Spannvorrichtung 1 der 1A und 2A mit unterschiedlichem Kraft-Weg-Kennlinien für deren Längenausgleich auszustatten.
Im Unterschied dazu weisen die Spanvorrichtungen 1 der 3A und 4A anders geformte Aussparungen 19 auf, die auf die anders geformten Federelemente 14.1, 17. 2 oder die Flachfedern 20.1, 20.2 angepasst sind. Im Folgenden wird der Aufbau der verschiedenen Ausführungsformen von elastischen Elementen beschrieben, sowie deren jeweilige Wechselwirkung mit dem zugehörigen Spannvorrichtung 1.
1B zeigt das elastische Element als Federelement 14 innerhalb der Aussparung 18. Das Federelement 14 ist im Wesentlichen doppelringartig ausgebildet, wobei ein innerer Ring, umfassend die inneren Blattfederelemente 14.7, 14.9 um das Verbindungselement 13b herum und an diesem anliegend angeordnet ist und ein äußerer Ring, umfassend die äußeren Blattfederelemente 14.6, 14.8, an der Begrenzungswand der Aussparung 18 anliegt. Jeweils ein äußeres und ein inneres Blattfederelement sind dabei über zwei Federabschnitte 14.10 bis 14.13 miteinander verbunden.
Die inneren Blattfederelemente 14.7, 14.9 sind zu den ihnen jeweils zugeordneten äußeren Blattfederelementen 14.6, 14.8 beabstandet. Bei einer Verschiebung des Werkzeugaufnahmeelements 5 relativ zum Futterkörper 6 bewegt sich das Verbindungselement 13b entlang der Längsachse A, beispielsweise auf den zweiten Federbereich 14.2 zu. Dabei verschiebt das Verbindungselement 13b das innere Blattfedernelement 14.7 auf das äußere Blattfederelement 14.6 zu. Inneres und äußeres Blattfederelement 14.6, 14.7 deformieren sich dabei nicht oder nur unwesentlich, wohingegen sich die Federabschnitte 14.10, 14.11 deformieren und dadurch die Bremskraft F bereitstellen, die über das innere Blattfederelement 14.7 auf das Verbindungselement 13b übertragen wird und dieses dadurch abbremst.
Das äußere Blattfederelement 14.6 weist darüber hinaus einen Begrenzer 14.4 auf, der die Endstellung ES₁ definiert, ebenso wie ein gegenüberliegender Begrenzer 14.5 die Endstellung ES₂ in der Gegenrichtung. Wird das Verbindungselement 13b soweit vorgeschoben, dass das innere Blattfederelement 14.7 an den Begrenzer 14.4 stößt, wird die weitere Bewegung des Verbindungselements 13b blockiert und die Endstellung ES₁ ist erreicht. Analog wird bei Bewegung des Verbindungselements 13b in Gegenrichtung die Endstellung ES₂ erreicht und dort das Verbindungselement 13b blockiert.
2B zeigt Federelement 16 in einer alternativen Ausführungsform innerhalb einer Aussparung 18 und um ein Verbindungselement 13b herum angeordnet. Das Federelement 16 weist einen geschlossenen Ring 16.1 auf, der radial nach innen gerichtete Stützelemente 16.2, 16.3 mit daran angeordneten Federabschnitten 16.4 bis 16.7 aufweist. Die Stützelemente 16.2, 16.3 sind an sich gegenüberliegenden Positionen des Rings 16.1 angeordnet und erstrecken sich längs entlang der Längsachse A.
Die Stützelemente 16.2, 16.3 weisen jeweils zwei Federabschnitte 16.4, 16.6 und 16.5, 16.7 auf, die an den jeweiligen freien Enden der Stützelemente 16.2, 16.3 angeordnet sind. Die Federabschnitte 16.4 bis 16.7 sind jeweils gebogen ausgebildet und ragen seitlich von den Stützelementen 16.2, 16.3 und auch seitlich von der Längsachse A weg, so dass die Federabschnitte 16.4 bis 16.7 und abschnittsweise die freien Enden der Stützelemente 16.2, 16.3 eine Fassung für das Verbindungselement 13b bilden in der das Verbindungselement 13b angeordnet ist.
Die Funktionsweise des Federelements 16 ist im Wesentlichen identisch mit der Funktionsweise der Federelemente 17.1, 17.2 und wird nachfolgend beschrieben.
3B und die 5A bis 5C zeigen Federelemente 17.1, 17.2 hier als einzelne, voneinander getrennte Federelemente 17.1, 17.2 ausgebildet sind. Die Form der Aussparung 19 weicht von der Form der in den 1B und 2B gezeigten Aussparung 18 ab und ist auf die Form und/oder Außenkontur der Federelemente 17.1, 17.2 angepasst. Jedes der Federelemente 17.1, 17.2 kann für sich in einem angepasst geformten Abschnitt der Aussparung 19 eingesetzt werden. Beispielhaft wird das Federelement 17.1 beschrieben, Strukturen und Funktionen des Federelements 14.2 sind identisch.
Position, Form und Dimensionierung der Federabschnitte 17.5 bis 17.8 der Stützelemente 17.3, 17.4 sind so auf die Außenkontur 21 des Verbindungselements 13b abgestimmt, dass in der in 3B und 5A dargestellten neutralen Stellung NS die Federabschnitte 17.5, 17.6 an der Außenkontur 21 tangential anliegen und zwar in einem Abstand zur Längsachse A, wobei in diesem Fall die Längsachse A als diejenige des Federelements 17.1 zu verstehen ist. Zugleich ist die Außenkontur 21 von einer Blockierfläche 25 des Stützelements 17.3 beabstandet und zwar über den vom Federelement 17.1 zur Verfügung gestellten maximalen Federweg ΔI_max.
5B zeigt das Verbindungselement 13b in einer Verschiebung auf das Federelement 17 zu, wobei die Federabschnitte 17.5, 17.6 nach schräg hinten (Pfeilrichtung) bezogen auf das Federelement 17 gedrückt werden. Die Ortsänderung der Federabschnitte 17.5, 17.6 lässt sich durch die Änderung des Tangentialwinkels α ablesen.
Stößt das Verbindungselement 13b auf die Blockierfläche 25 des Stützelements 17.3, so ist die Endstellung ES₁ erreicht und das Verbindungselement 13b ist blockiert. Eine weitere Bewegung in Richtung der Längsachse A ist dadurch verhindert. Durch die spezielle Form der Federabschnitte 17.5 bis 17.8 und 16.4 bis 16.7 wird eine Kraft-Weg-Kennlinie erreicht, bei der die Bremskraft F entlang des Federwegs ΔI progressiv ansteigt, das heißt die Rate der Bremskraftzunahme bleibt nicht gleich, wie bei einer linearen Zunahme, sondern wird entlang des Federwegs ΔI größer.
Die 4A und 4B zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines elastischen Elements. Die elastischen Elemente sind als Flachfedern 20.1, 20.2 ausgebildet. Das Verbindungselement 13b weist einen Bolzenkopf 26 auf, der formschlüssig in der Aussparung 19 aufgenommen ist. Der Bolzenkopf 26 ist elastisch ausgebildet, beispielsweise als Elastomerring, der um einen Kopf eines metallischen, also starren, Verbindungselements 13b herum angeordnet ist.
Die Flachfedern 20.1, 20.2 sind im Kontakt mit dem Bolzenkopf 26 in der Aussparung 19 angeordnet. Die in etwa hülsenförmigen Flachfedern 20.1, 20.2 weisen einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, der durch eine Öffnung 24 unterbrochen ist, so dass die Flachfedern 20.1, 20.2 durch radial nach innen wirkenden Druck komprimiert werden können. Die Öffnung 24 kann eine Querschnittöffnung oder eine andere geeignete Schwächung des Querschnitts sein, die erlaubt, dass die Flachfeder durch Querschnittsverringerung komprimierbar ist. Wird der Bolzenkopf 26 entlang der Längsachse A in Richtung auf die Flachfeder 20.1 zu bewegt, wird die Flachfeder 20.1 von dem Teil des Bolzenkopfs der nicht formschlüssig in der Aussparung 19 angeordnet ist, zusammengedrückt.
Die Flachfeder 20.1, 20.2 wird bei Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements 5 relativ zum Futterkörper 6 bis zum Erreichen einer Endstellung ES_1,2 komprimiert, bis die beiden gegenüberliegenden Kanten der Öffnung 24 aufeinanderstoßen, wodurch das Werkzeugaufnahmeelement 5 in der Endstellung ES_1,2 relativ zudem Futterkörper 6 blockiert wird.
6 dient der Veranschaulichung unterschiedlicher Kraftwegkennlinien V1, V2, V3, die durch den Einsatz entsprechender elastischer Elemente oder einer Kombination elastischer Elemente bei einem Spannvorrichtung 1 realisiert werden können. Die von einem elastischen Element zur Verfügung gestellte Bremskraft F ist dabei über den Federweg ΔI aufgetragen. Die Kennlinie V3 stellt dabei einen Kraft-Weg-Verlauf dar, der entlang des Federwegs ΔI eine geringe lineare Zunahme der Bremskraft vorsieht und keine Endstellung für den Längenausgleich definiert.
Die Kennlinie V2 weist ebenfalls eine lineare Zunahme der Bremskraft F auf, jedoch ist die Rate der Zunahme der Bremskraft F wesentlich höher als diejenige der Kennlinie V3. Ebenso stellt die Kennlinie V2 eine definierte Endstellung ES zu Verfügung, über die hinaus keine Bewegung von Werkzeugaufnahme- oder Spannzangenelement 5 relativ zu Fotokörper 6 in axialer Richtung stattfindet. Eine solche Kennlinie kann beispielsweise durch Einsatz eines elastischen Elements in einer der Ausführungsformen nach 1B oder 4B erreicht werden.
Die Kennlinie V1 weist in einem ersten Abschnitt des Federweges ΔI eine ähnliche lineare Bremskraftzunahme auf wie V2. Jedoch steigt die Bremskraft F progressiv an, sobald das Verbindungselement 13b sich der Endstellung ES annähert. Auf diese Weise wird Endstellung ES in gedämpfter Weise erreicht und es findet keine stoßweise Blockierung des Verbindungselements 13b statt. Der Kraft-Weg-Verlauf gemäß der Kennlinie V1 wird beispielsweise mit einem elastischen Element gemäß 2B oder 3B erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung (Spannfutter)
2: Werkzeugaufnahme
3: Schaft
4: Spannmutter
5: Wekzeugaufnahmeelement
6: Körper
7: Gehäuse
8: Verbindungsabschnitt
9: Halterungsabschnitt
10: Zuführöffnung
11: Kanal
12: Rohrelement
13a, b: Verbindungselement
14: Federelement
14.1, 14.2: Erster und Zweiter Federbereich
14.3: Verbindungssteg
14.4, 14.5: Begrenzer
14.6, 14.8: Äußere Blattfederelemente
14.7, 14.9: Innere Blattfederelemente
14.10 - 14.12: Federabschnitte
15: Sechskant
16: Federelement
16.1: Ring
16.2, 16.3: Stützelement
16.4-16.7: Federabschnitte
17.1, 17.2: Federelemente
17.3, 17.4: Stützelement
17.5-17.8: Federabschnitte
18: Aussparung
19: Aussparung
20a, 20b: Federelemente
20.1, 20.2: Flachfeder
21: Außenkontur
22: Außenkontur
23: Elastomerring
24: Öffnung
25: Blockierfläche
26: Bolzenkopf
A: Längsachse
E0: Mittelpunktsebene
E1, E2: Ebenen
ES1,2: Endstellung
NS: Neutrale Stellung
V1, V2, V3: Kraft-Weg-Kennlinien
ΔI: Federweg
α: Tangentialwinkel
R1, R2: Drehrichtungen
F: Bremskraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19725950 A1 [0005]
WO 2021/028065 A1 [0006]

Claims

Spannvorrichtung für rotierenden Werkzeuge, insbesondere Gewindeerzeugungswerkzeuge, einsetzbar oder eingesetzt in einem Spannfutter und insbesondere einsetzbar oder eingesetzt in einem Gewindeschneidfutter, wobei die Spannvorrichtung folgendes aufweist: - ein Werkzeugaufnahmeelement (5), insbesondere ein Spannzangenelement, zur Aufnahme und Festlegung eines Werkzeugschafts eines Werkzeugs; - einen Futterkörper (6) zur Verbindung des Werkzeugaufnahmeelements mit einer Werkzeugmaschine, - wenigstens ein Verbindungselement (13a, 13b) und - wenigstens ein elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder eine Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2), wobei Werkzeugaufnahmeelement und Futterkörper (6) miteinander so verbunden sind, dass sie entlang einer Längsachse (A) der Spannvorrichtung relativ zueinander zumindest geringfügig bewegbar sind, wobei das wenigstens eine Verbindungselement (13a, 13b) und das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder die Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) das Werkzeugaufnahmeelement (5) und den Futterkörper (6) so miteinander verbinden, dass eine Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements (5) relativ zum Futterkörper (6) bis zum Erreichen der wenigstens einen Endstellung (ES_1,2) mit linear und/oder zumindest abschnittsweise zunehmend ansteigender Bremskraft abgebremst wird.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegbarkeit des Werkzeugaufnahmeelements (5) und des Futterkörpers (6) zueinander entlang der Längsachse (A) durch wenigstens eine definierte Endstellung (ES_1,2) des Werkzeugaufnahmeelements (5) und des Futterkörpers (6) zueinander begrenzt ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (13a, 13b) und das wenigstens eine elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder die Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) so angeordnet und ausgebildet sind, dass das Werkzeugaufnahmeelement (5) in seiner relativen Bewegbarkeit zu dem Futterkörper (6) in der Endstellung (ES_1,2), insbesondere in einer ersten Endstellung in Arbeitsrichtung des Werkzeugs (ES₁) und/oder in einer zweiten Endstellung in Auszugsrichtung des Werkzeugs (ES₂), blockiert ist, insbesondere wobei das Werkzeugaufnahmeelement (5) und der Futterkörper (6) eine neutrale Stellung (NS) zueinander, vorzugsweise zwischen den Endstellungen (ES_1,2), einnehmen können, in der keine Bremskraft auf das Werkzeugaufnahmeelement (5) und/oder den Futterkörper (6) wirkt.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (13a, 13b) und das wenigstens eine elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder die Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) so angeordnet und ausgebildet sind, dass die relative Bewegbarkeit des Werkzeugaufnahmeelements (5) und des Futterkörpers (6) zueinander entlang der Längsachse (A) in einer Arbeitsrichtung des Werkzeugs und in einer Auszugsrichtung des Werkzeugs, insbesondere der Weg von neutraler Stellung (NS) bis zur jeweiligen Endstellung (ES_1,2) und/oder die entlang des Weges von neutraler Stellung (NS) bis zur jeweiligen Endstellung (ES_1,2) von neutraler Stellung (NS) bis zur jeweiligen Endstellung (ES_1,2) wirkende Bremskraft, gleich sind/ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) das Verbindungselement (13a, 13b) kontaktiert, insbesondere wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, umgreift.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Futterkörper (6) einen Verbindungsabschnitt (8) aufweist und dass das Werkzeugaufnahmeelement (5) einen Halterungsabschnitt (9) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (8), der insbesondere im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, einen Hohlraum bildet und der Halterungsabschnitt (9) im Wesentlichen einen Schaft bildet, wobei der Schaft in dem Hohlraum angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (8) eine Außenwandung mit einer Aussparung (18, 19), insbesondere einer Durchgangsöffnung, aufweist und wobei das Verbindungselement (13a, 13b), insbesondere ein Bolzen, vorzugsweise ein Einschraubbolzen, fest mit dem Halterungsabschnitt (9) verbunden, insbesondere mit diesem verschraubt, ist und sich von dem Halterungsabschnitt (9), vorzugsweise radial, nach außen zumindest teilweise in die Aussparung (18, 19) erstreckt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder wenigstens eines der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2), insbesondere innerhalb der Aussparung (18, 19), zwischen Verbindungselement (13a, 13b) und einer Wandung des Verbindungsabschnitts (8) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) oder wenigstens ein elastisches Element aus der die Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) innerhalb einer Aussparung (18, 19) des Verbindungsabschnitts (8) angeordnet ist, insbesondere wobei die Form der Aussparung (18, 19) an eine Außenkontur des elastischen Elements zumindest teilweise oder vollständig angepasst ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) wenigstens ein Stützelement (17.3, 17.4) und wenigstens einen, insbesondere zwei, Federabschnitt(e) umfasst und wobei wenigstens der eine oder die zwei Federabschnitt(e) ein Verbindungselement (13a, 13b) wenigstens teilweise umgreift, insbesondere wobei die zwei Federabschnitt(e) von einem Ende des Stützelements (17.3, 17.4), vorzugsweise in einer V-förmigen oder U-förmigen Konfiguration, weg ragen, insbesondere wobei der oder die Federabschnitt(e) von dem Verbindungselement (13a, 13b) bezogen auf die Längsachse (A) nach außen gedrückt werden, wenn sich das Werkzeugaufnahmeelement (5) relativ zu dem Futterkörper (6) entlang der Längsachse (A) bewegt, vorzugsweise soweit nach außen gedrückt werden, bis die Endstellung (ES_1,2) des Werkzeugaufnahmeelements (5) relativ zu dem Futterkörper (6) erreicht ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) wenigstens ein äußeres Blattfederelement (14.6, 14.8) und ein inneres Blattfederelement (14.7, 14.9) aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind und die, insbesondere an ihren jeweils äußeren Endabschnitten, über wenigstens einen Federabschnitt (14.10-14.13) verbunden sind, insbesondere wobei äußeres Blattfederelement (14.6, 14.8) und inneres Blattfederelement (14.7, 14.9) so ausgebildet und angeordnet sind, dass bei einer Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements (5) relativ zu dem Futterkörper (6) das äußere Blattfederelement (14.6, 14.8) und das innere Blattfederelement (14.7, 14.9) aufeinander zu bewegt werden, vorzugsweise ohne dass das äußere Blattfederelement (14.6, 14.8) und/oder das innere Blattfederelement (14.7, 14.9) eine elastische Deformation erfahren und wobei der wenigstens eine Federabschnitt (14.10-14.13) eine elastische Deformation erfährt.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) als Flachfeder (20.1, 20.2) mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer Öffnung (24), insbesondere einer Querschnittsöffnung, ausgebildet ist, insbesondere wobei das elastische Element in der Aussparung (19) des Verbindungsabschnitts (8), die eine im Wesentlichen an den kreisförmigen Querschnitt der Flachfeder (20.1, 20.2) angepasste Kontur aufweist, angeordnet ist, vorzugsweise wobei die Flachfeder (20.1, 20.2) bei Bewegung des Werkzeugaufnahmeelements (5) relativ zum Futterkörper (6) bis zum Erreichen der wenigstens einen Endstellung (ES_1,2) komprimiert werden kann oder wird, vorzugsweise bis die beiden gegenüberliegenden Kanten der Öffnung (24) aufeinanderstoßen und dadurch das Werkzeugaufnahmeelement (5) in der Endstellung (ES_1,2) relativ zu dem Futterkörper (6) blockiert ist.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) einsetzbar oder eingesetzt in einer Spannvorrichtung, insbesondere einer Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches wenigstens einen starren Stützbereich (14.1-14.8, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) und wenigstens zwei elastisch deformierbare Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) aufweist, wobei die Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4, 16.5, 17.5-17.8) an dem Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) angeordnet sind und von dem Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) nichtparallel zur einer Längsachse (A) des elastischen Elements weg ragen.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) eine Längserstreckung entlang einer Längsachse (A) aufweist.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) von dem Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) nichtparallel zueinander weg ragen.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Federabschnitt (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) jeweils einen Winkel mit der Längsachse (A) einschließen, wobei ein erster Federabschnitt (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) unter einem Winkel von mehr als 30°, insbesondere mehr als 35°, vorzugsweise mehr als 40°, relativ zur Längsachse (A), weg ragt und dass ein zweiter Federabschnitt (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) unter einem Winkel von mehr als -30°, insbesondere mehr als -35°, vorzugsweise mehr als -40°, relativ zur Längsachse (A) weg ragt.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4-16.7, 17.5-17.8) eine im Wesentlichen V-förmige oder U-förmige Konfiguration aufweisen.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) wenigstens ein äußeres Blattfederelement (14.6, 14.8) und ein inneres Blattfederelement (14.7, 14.9) umfasst, die durch wenigstens ein, insbesondere zwei, Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4, 16.5, 17.5-17.8), vorzugsweise an einem oder mehreren Endabschnitten der Blattfederelemente, miteinander verbunden sind, wobei das äußere Blattfederelement (14.6, 14.8) um das innere Blattfederelement (14.7, 14.9) herum angeordnet, von diesem beabstandet und auf dieses zu bewegbar ist und wobei eine Bewegung des äußeren Blattfederelement (14.6, 14.8) relativ zu dem inneren Blattfederelement (14.7, 14.9) eine elastische Deformation des oder der Federabschnitte (14.10-14.13, 16.4, 16.5, 17.5-17.8) verursacht.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach Anspruch 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein starrer Begrenzer (14.4, 14.5) vorgesehen ist, der an dem inneren und /oder dem äußeren Blattfederelement (14.6, 14.7, 14.8, 14.9) angeordnet ist und der eine Bewegung des äußeren Blattfederelements (14.6, 14.8) relativ zu dem inneren Blattfederelement (14.7, 14.9) in Richtung der Längsachse (A) begrenzt.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein erstes äußeres Blattfederelement (14.6, 14.8) und ein erstes inneres Blattfederelement (14.7, 14.9) sowie ein zweites äußeres Blattfederelement (14.6, 14.8) und ein zweites inneres Blattfederelement (14.7, 14.9) vorgesehen sind, die im Wesentlichen eine ringförmige Konfiguration bilden.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (14.4, 14.5, 16.2, 16.3, 17.3, 17.4) ein im Wesentlichen blockförmiges Stützelement (16.3, 16.4, 17.3, 17.4) umfasst und dass die zwei Federabschnitte (16.4-16.7, 17.5-17.8) von einem Endabschnitt des Stützelements (16.3, 16.4, 17.3, 17.4) wegragen, insbesondere wobei die zwei Federabschnitte (16.4-16.7, 17.5-17.8) jeweils einstückig mit dem Stützelement (16.3, 16.4, 17.3, 17.4) gebildet sind und/oder wobei die zwei Federabschnitte (16.4-16.7, 17.5-17.8) als Federarme ausgebildet sind.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17 oder 21, ferner aufweisend einen geschlossenen Ring, wobei ein erstes Stützelement und ein zweites Stützelement (16.3, 16.4) an dem Ring innenliegend und sich gegenüberliegend angeordnet sind, insbesondere wobei die Federabschnitte (16.4, 16.5) so zueinander angeordnet sind, dass sie eine Fassung für einen Bolzen oder einen Schraubenkopf einer bestimmten Größe ausbilden.
Elastisches Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) ein metallisches Federelement ist, oder dass das elastische Element (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) wenigstens zwei metallische Federelemente umfasst, oder dass wenigstens ein erstes, und insbesondere ein zweites, der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) ein elastisches Federelement ist und dass wenigstens ein drittes der elastischen Elemente aus der Kombination elastischer Elemente (14a, 14b, 16a, 16b, 17.1, 17.2) ein Elastomerelement, insbesondere ein Elastomerring, ist.