DE29519664U1

DE29519664U1 - Spann- und Zentrierdorn

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Publication number: DE29519664U1
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Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2005-12-13

Description

Anmelder: Johann Spreitzer, 78559 Gosheim

Bezeichnung: Spann- und Zentrierdorn

Die Erfindung betrifft einen Spann- und Zentrierdorn mit einem im wesentlichen zylindrischen Schaft, sowie mit konzentrisch zur Schaftachse angeordneten, mittels konischer Spreizelemente radial spreizbarer Spannelemente zum positionsgenauen Verbinden von Arbeits- oder Werktischplatten od. dgl., die zur Aufnahme des Schaftes jeweils mit Paßbohrungen gleichen Durchmessers versehen sind, wobei wenigstens eine der Arbeits- oder Werktischplatten eine zur Paßbohrung konzentrische, konische Spannfläche aufweist, an welcher die Spannelemente mittels einer koaxialen Spannschraube unter gleichzeitiger Ausübung axialer und radialer Spannkräfte anpreßbar sind.

Derartige Spann- und Zentrierdorne sind bekannt. Es gibt solche, deren Spreizelemente aus Kugeln bestehen und solche, die als Spreizelemente, ähnlich wie Spannzangen, zungenartig freigeschnittene Rohrwandabschnitte mit konischen Spreizflächen aufweisen. Als Spreizkörper ist

den Kugeln eine weitere zentral aufliegende Spreizkugel zugeordnet, die mittels einer Druckschraube axial auf die Kugeln gedrückt wird. Zum Spreizen der zungenartigen Rohrwandabschnitte hingegen sind konische Spreizkörper vorgesehen, die ebenfalls mittels einer Spannschraube axial zwischen die Spreizelemente gezogen oder gedrückt werden, um diese zu spreizen.

Mit diesen bekannten Spann- und Spreizdornen ist es jedoch nicht möglich, eine sowohl in axialer als auch in radialer Richtung völlig spielfreie und somit exakte positionierende Verbindung herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spann- und Zentrierdorn der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, Arbeits-, Werktischplatten od. dgl. in bezug auf seine Achse sowohl axial als auch radial völlig spielfrei zu verbinden und somit exakt zueinander auszurichten.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der an seinem einen Ende mit einer Spannschulter versehene Schaft aus einem Zylinderrohr besteht, dessen zum Zwecke eines radialen Spielausgleichs wenigstens minimal dehnfähige Wandung eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Druckkammer umschließt, die axial einerseits durch einen

von außen verschiebbaren Druckkolben und andererseits durch eine ortsfeste Stirnwand oder durch einen eine konische oder keilförmige Spreizfläche aufweisenden Spreizkolben, an dessen Spreizfläche die Spannelemente anliegen, begrenzt ist.

Mit dem erfindungsgemäßen hydraulischen Spann- und Zentrierdorn ist es möglich, auch das radiale Spiel zwischen der äußeren Mantelfläche des Schaftes und den Wänden der Bohrungen, der miteinander zu verbindenden Arbeits- oder Werktischplatten völlig zu beseitigen und zwar durch einen Zentriervorgang, der durch die radiale Dehnung der die Druckkammer umschließenden Wandung bewirkt wird. Durch die in der Regel dreifach vorhandenen Spannelemente ergibt sich zwar auch eine gewisse Zentrierung zwischen dem Spann- und Zentrierdorn einerseits und der mit einer konischen Spreiz- bzw. Spannfläche versehenen Arbeits- oder Werktischplatte. Eine vollständige Beseitigung des radialen Spiels zwischen der Mantelfläche des Schaftes und der Innenfläche der Paßbohrung läßt sich jedoch mit den herkömmlichen Spreizelementen allein nicht erreichen.

Obwohl eine erhebliche Verbesserung bezüglich der Zentriergenauigkeit schon dann erreicht werden kann, wenn sich das radiale Spiel zwischen der Mantelfläche des zylindrischen Schaftes und der Innenfläche der

Paßbohrung der einen Arbeits- oder Werktischplatte beseitigen läßt, wird durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 die optimale Zentrierung im bezug auf die gemeinsame Achse erreicht, weil das radiale Spiel in den Paßbohrungen beider Platten beseitigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 14, wobei diese Ausgestaltungen insbesondere zu einer einfachen, preisgünstigen und leicht handhabbaren Gestaltung des Erfindungsgegenstandes beitragen.

Dabei betreffen die Ansprüche 8 bis 11 eine Ausführungsform, bei welcher die axialen Spannkräfte und die radialen Zentrier- und Ausrichtkräfte unabhängig voneinander erzeugt und somit besser dosiert werden können, um ein optimales Arbeitsergebnis zu erhalten.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden eine erste und eine zweite Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in axialer Schnittdarsteilung die erste Ausführungsform eines Spann- und Zentrierdorns

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im nicht eingebauten bzw. im einsatzbereiten Zustand;

Fig. 2 in der gleichen Schnittdarstellung den Spann- und Zentrierdorn der Fig. 1, eingesetzt zur zentrierenden Verbindung einer Arbeitsplatte mit einer Werktischplatte;

Fig. 3 in axialer Schnittdarstellung die zweite Ausführungsform des Spann- und Zentrierdorns im nicht eingebauten bzw. im einsatzbereiten Zustand;

Fig. 4 den unteren Teil des Spann- und Zentrierdorns der Fig. 3 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 5 in der gleichen Schnittdarstellung den Spann- und Zentrierdorn aus der Fig. 3, eingesetzt zur zentrierenden Verbindung einer Arbeitsplatte mit einer Werktischplatte;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI aus Fig. 3.

Der in den Fig. 1 und 2 als erste Ausführungsform dargestellte Spann- und Zentrierdorn besteht aus einem zylindrischen Schaft 1, dessen Mantelfläche 2 mit einer Spielpassung h6 des Paßsystems "Einheitsbohrung" geschliffen ist, damit dieser Schaft 1 problemlos in eine Bohrung mit dem Toleranz-

feld H {Einheitsbohrung) eingeführt werden kann (ISA-Passung nach DIN 7157).

Der Schaft 1 besteht aus einem Zylinderrohr 3 mit einer zentralen Achse 40, das an seinem in der Zeichnung oben liegenden Ende mit einem Spannkopf 4 mit einer radialen Spannschulter 5 versehen ist, wobei der Außendurchmesser des Spannkopfes 4 etwa um ein Drittel größer ist als der Durchmesser des Schaftes 1. Das untere Ende des Zylinderrohres 3 ist mit einer planebenen Stirnwand 6 versehen, die eine zentrale Bohrung 7 und eine innere Planfläche 8 aufweist. Unmittelbar oberhalb der Planfläche 8 befinden sich mindestens drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Radialöffnungen 9, in deren axialer Höhe sich die gleiche Anzahl von Kugeln 10 befindet, die teilweise durch die Radialöffnungen 9 radial nach außen verlagert werden können, um als spreizbare Spannelemente an einer konischen Spannfläche 11 einer Werktischplatte 12 spannend anzuliegen. Die Planfläche 8 dient dabei zugleich als Führung für die Kugeln 10.

Um die Kugeln 10 radial nach außen zu drücken, ist ein im Zylinderrohr 3 axial beweglich geführter Spreizkolben 13 mit einer kegelförmigen Spreizfläche 14 angeordnet, der in der einen Axialrichtung eine

mit Hydraulikflüssigkeit 16 gefüllte und von der Wandung 3' des Zylinderrohres 3 umschlossene Druckkammer 17 begrenzt. Auf seiner der Druckkammer 17 zugekehrten Seite ist der Spreizkolben 13 mit einer Ringdichtung 18 versehen, die einen zentralen Kolbenzapfen 19 umschließt. Mit seiner kegelförmigen Spreizfläche 14 kann der Spreizkolben 13 bei Abwärtsbewegung die Kugeln 10 auseinanderdrücken.

Um optimale Spreizwirkungen zu erhalten, sollte der Kegelwinkel &bgr; dieser Spreizfläche mindestens 45° betragen.

Auf der axial gegenüberliegenden Seite wird die Druckkammer 17 von einem Druckkolben 20 begrenzt, der auf seiner der Druckkammer 17 zugekehrten Seite ebenfalls eine einen Kolbenzapfen 19 umschließende Ringdichtung 18 aufweist und der axial beweglich in der Druckkammer 16 bzw. im Zylinderrohr 3 geführt ist.

Die Wandung 3', die die Druckkammer 17 umschließt, hat im Vergleich zum Durchmesser eine relativ geringe Dicke, so daß sie zum Zwecke des Ausgleichs eines zwischen einer Paßbohrung 21 bzw. 22 einer Arbeitsplatte 23 bzw. der Werktisch/platte 12 und dem Schaft 1 vorhandenen radialen Spiels, das im ungünstigsten Fall einige hundertstel Millimeter betragen kann, radial dehnbar ist.

Der Druckkolben 20 kann mittels einer manuell betätigbaren Spannschraube 24 axial bewegt werden- Diese Spannschraube 24 weist einen Kupplungszapfen 25 mit einem Sprengring 26 auf, der formschlüssig in eine entsprechende Ringnut einer Axialbohrung 27 des Druckkolbens 20 eingreift und so mit dem Druckkolben 20 verbunden ist, daß dieser die Axialbewegungen der Spannschraube 2 4 in beiden Axialrichtungen mitmacht.

Die Spannschraube 24, die mit einem stirnseitig versenkten Schlüsselprofil 28 (Innensechskant) versehen ist, ist axial verstellbar in die zentrale Gewindebohrung 29 einer Gewindebuchse 30 eingeschraubt, welche ihrerseits festsitzend in eine Gewindebohrung 31 des Spannkopfes 4 eingeschraubt ist und mit einem zylindrischen Ansatz 32 schließend in das obere Ende des Zylinderrohrs 3 hineinragt. Die innere Stirnfläche 33 des zylindrischen Ansatzes 32 dient dabei gleichzeitig als Anschlag für den Druckkolben 20.

In Fig. 1 befindet sich der Druckkolben 20 in seiner oberen Endlage. Dementsprechend befindet sich auch der Spreizkolben 13 in seiner oberen, d.h. unwirksamen Endlage, in welcher die als Spannelemente dienenden Kugeln 10 vollständig in das Zylinderrohr 3 ein-

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treten können, um beim Einführen des Zylinderrohres bzw. des Schaftes 1 in Paßbohrungen 21 bzw. 22 zweier miteinander zu verbindender Arbeits- und Werktischplatten 12, 23 nicht zu stören.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die unten liegende Werktischplatte 12 eine von unten eingearbeitete, zur Paßbohrung 22 koaxiale, erweiterte Aufnahmebohrung 34 auf, an die sich die konische Spannfläche 11 unmittelbar anschließt.

Wenn die beiden Platten 23 und 12 so aufeinander gelegt sind, daß ihre beiden Paßbohrungen 21 und 22 miteinander fluchten, wird der Schaft 1 des Spann- und Zentrierdornes von oben zunächst in die Paßbohrung 21 und danach in die Paßbohrung 22 eingeführt, so daß er die in Fig. 2 dargestellte Lage einnimmt. Aus der Darstellung der Fig. 2 ist auch zu erkennen, daß die Länge des Schaftes 1 und die Anordnung der Radialöffnungen 9 so gewählt sind, daß die als Spannelemente dienenden Kugeln 10 in Höhe der Spannfläche 11 zu liegen kommen, wenn der Spannkopf 4 mit seiner Spannschulter 5 auf der oberen Planfläche 35 der Arbeitsplatte 23 aufliegt. In dieser Lage wird dann der Druckkolben 20 durch entsprechende Drehung der Spann-

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schraube 24 aus seiner oberen Endlage nach unten bewegt. Durch die nicht kompressible Hydraulikflüssigkeit 16 wird auch der Spreizkolben 13 zunächst gleichmäßig mit dem Druckkolben 20 nach unten bewegt, bis die Kugeln 10, bewegt durch die Spreizfläche 14, spannend an der Spannfläche 11 anliegen und nicht mehr weiter auseinandergepreßt werden können. Dadurch kommt der Spreizkolben 13 zum Stillstand.

Unter dem Einfluß dieser Druckkräfte üben die Kugeln 10 auf die konische Spannfläche 11 Spannkräfte aus, die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung wirksam sind. Somit bewirken diese Spannkräfte sowohl eine gewisse Zentrierung wie auch eine Zusammenpressung der beiden Platten 12 und 23 in axialer Richtung der gemeinsamen Achse 40.

Wenn nun in diesem Zustand, d.h. bei stillstehendem Spreizkolben 13, der Druckkolben 20 durch entsprechendes Weiterdrehen der Druckschraube 2 4 weiter nach unten bewegt wird, entsteht eine radiale Dehnung der die Druckkammer 17 umschließenden Wandung 3'. Durch diese Dehnung kann ein zwischen dieser Wandung 3¹ und den zylindrischen Innenflächen der Paßbohrungen 21 bzw. 22 bestehendes Radialspiel vollständig beseitigt werden. Damit sichergestellt ist, daß diese Radialdehnung der Wandung 3' nach allen Radialrichtungen gleichmäßig erfolgt, ist darauf zu

achten, daß die Dicke der Wandung 3¹ umlaufend gleich groß ist. Auch die sonstigen auf die Dehnbarkeit des Materials Einfluß nehmenden Eigenschaften sollten über den ganzen Umfang und die ganze axiale Länge gleich sein.

Um während der Dehnphase des im Bereich der Druckkammer 16 relativ dünnwandigen Schaftes 1 noch eine zentrierende Radialverschiebung der beiden Platten 22, 23 gegeneinander zu ermöglichen, ist es wichtig, daß die axialen Spannkräfte, die zuerst wirksam werden, wesentlich geringer sind als die radialen Druckkräfte des hydraulischen Mediums. Aus diesem Grunde sollte der Konuswinkel, &agr; der konischen Spannfläche 11 60° nicht überschreiten. Die optimale Größe dieses Konuswinkels &agr; kann empirisch ermittelt werden, sie hängt von verschiedenen Faktoren ab, die von System zu System verschieden sein können.

Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß die Druckkammer 17 so angeordnet und in ihrer axialen Länge so ausgeführt ist, daß sie sich in beide Paßbohrungen 21 und 22 beider Platten 12 und 23 erstreckt, damit in beiden Paßbohrungen 21 und 22 das Radialspiel gleichzeitig beseitigt werden kann.

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Es wird somit eine nahezu absolut genaue im Genauigkeitsbereich von 0,5 bis 1 &mgr; liegende Zentrierung der beiden Paßbohrungen 21, 22 auf die gemeinsame Achse 40 erreicht.

Wenn diese Verbindung wieder gelöst werden soll, wird durch entsprechende Drehung der Spannschraube 24 in entgegengesetzter Richtung der Druckkolben 20 wieder nach oben gezogen. In dessen Folge bewegt sich auch der Spreizkolben 13 wieder nach oben, so daß die Kugeln 10 frei werden und sich nach innen bewegen können, damit der Schaft 1 wieder aus den beiden Paßbohrungen 21 und 22 nach oben herausgezogen werden kann.

Beim dargestellten Beispiel hat der Schaft 1 einen Durchmesser von 20 mm im Toleranzfeld h6, während die Paßbohrungen mit dem gleichen Nenndurchmesser im Toleranzfeld h7 liegen. Das maximale Radialspiel könnte somit 0,034 mm betragen.

Zum Entlüften der mit Hydraulikflüssigkeit 16 gefüllten Druckkammer 17 ist der Spreizkolben 13 mit einer durchgehenden zentralen Axialbohrung 3 6 versehen, die durch ein Kugelventil 37 mit Hilfe einer Schraube 38 verschlossen ist. Diese Schraube 38 ist durch die Axialbohrung 7 der Stirnwand 6 von außen zugänglich.

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Anhand der Fig. 3 bis &bgr; wird nun die zweite Ausführungsform des Spann- und Zentrierdorns beschrieben.

Dieser Spann- und Zentrierdorn unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Druckkammer auf der einen Seite nicht durch den Spreizkolben 13, sondern durch eine ortsfeste Stirnwand 48 begrenzt ist, und daß ein Spreizkolben 13' vorgesehen ist, der nicht mittels der Hydraulikflüssigkeit, sondern unabhängig von der Hydraulikflüssigkeit mittels eines Gewindeeingriffs axial bewegt werden kann. Auch dieser Spreizkolben 13' ist mit einer gegen die Kugeln 10 gerichtete kegelförmige Spreizfläche 14 versehen.

Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, besteht auch hier der Schaft 1 aus einem Zylinderrohr 3 mit einer zentralen Achse 40, das an seinem in der Zeichnung oben liegenden Ende einen Spannkopf 4 mit einer radialen Spannschulter 5 aufweist, wobei der Außendurchmesser des Spannkopfes 4 etwa um ein Drittel größer ist als der Durchmesser des Schaftes 1. Das untere Ende des Zylinderrohres 3 ist mit einer planebenen Stirnwand 6 versehen, die eine zentrale Bohrung 7 und eine innere Planfläche 8 aufweist.

Unmittelbar oberhalb der Planfläche 8 befinden sich mindestens drei vorzugsweise vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Radialöffnungen 9, in deren axialer Höhe sich die gleiche Anzahl von Kugeln 10 befindet, die unter dem Einfluß der Spreizfläche 14 des Spreizkolbens 13' teilweise durch die Radialöffnungen 9 radial nach außen verlagert werden können, um als spreizbare Spannelemente an der konischen Spannfläche 11 (Fig. 5) der Werktischplatte 12 spannend anzuliegen. Die Planfläche 8 dient dabei zugleich als Führung für die Kugeln 10.

Um die Kugeln 10 radial nach außen zu drücken, ist der im Zylinderrohr 3 axial beweglich geführte Spreizkolben 13' mit einem längeren Kolbenschaft 19 angeordnet, der an seinem oberen Ende ein versenktes, Schlüsselprofil 41 (Innensechskant) aufweist. Der Spreizkolben 13' steht durch ein Außengewinde 42 mit einem Innengewinde 43 des Zylinderrohres 3 in Eingriff, so daß durch Drehen des Kolbenschaftes 19 mittels eines Sechskantschlüssels der Spreizkolben 13^! in axialer Richtung im Zylinderrohr 3 bewegbar ist. Durch Drehen des Kolbenschaftes 19, z.B. nach rechts, wird der Spreizkolben 13' durch den Gewindeeingriff 42/43 axial nach unten bewegt, wodurch die Kugeln 10 radial nach außen an die konische Spannfläche 11 der Werktischplatte 12 gedruckt werden, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Auch hier sollte der Konuswinkel &agr; zwi-

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sehen 60° bis 90° liegen. Auch der Kegelwinkel ß der Spreizfläche 14 des Spreizkolbens 13' sollte mindestens 45° betragen.

In einer koaxialen Gewindebohrung 44 des Spannkopfes 4 ist eine Spannschraube 45 axial verstellbar eingeschraubt, die eine zentrale Paßbohrung 46 aufweist, durch welche der Kolbenschaft 19 des Spreizkolbens 13' axial nach außen geführt ist. Die Spannschraube 45 wirkt auf einen scheibenförmigen, mit einer Kolbendichtung 18 versehenen Druckkolben 20', der wie die Spannschraube 45 eine zentrale Bohrung 47 zur Aufnahme des Kolbenschaftes 19 des Spreizkolbens 13' aufweist, wobei die Kolbendichtung 18 auch den Kolbenschaft 19 dichtend umschließt. Dem Druckkolben 20' axial gegenüber liegt als untere Begrenzung der Druckkammer 17 eine ortsfeste Stirnwand 48 mit einer zentralen Bohrung 49 für den Kolbenschaft 19 des Spreizkolbens 13'. Die Stirnwand 48 liegt dabei auf einem radialen Absatz 53 der Wandung 3¹ auf. Auch die Stirnwand 48 ist mit einer Kolbendichtung 18 versehen, welche dichtend am Kolbenschaft 19 und an der Innenfläche des Rohres 3 anliegt. Zwischen der Stirnwand 48 und der Stirnwand 6 befinden sich der Spreizkolben 13' und die Kugeln 10. Von dieser Stirnwand 4 bis zu den Radialöffnungen 9 erstrecken sich in der

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Wandung 3^T vier Axialschlitze 55, durch welche die radiale Dehnungselastizität der Wandung 3^T verbessert wird.

Der Druckkolben 20', die Stirnwand 48 und die Wandung 3' des Zylinderrohres 3 begrenzen die Druckkammer 17, die mit einer Hydraulikflüssigkeit 16 gefüllt ist. Um die Spannschraube 45 drehen zu können, sind zum Einsetzen des Schlüssels mehrere exzentrische, axiale Steckbohrungen 50 vorgesehen. Statt dieser Steckbohrungen 50 könnte die Spannschraube 45 auch mit einem den Spannkopf 4 axial überragenden Schlüsselprofil versehen sein.

Um zu verhindern, daß sich der Spann- und Zentrierdorn beim Betätigen der Spannschraube 45 bzw. des Spreizkegels 13' mitdreht und um den Spannkopf 4 nicht mittels eines Werkzeuges festhalten zu müssen, ist der Spannkopf 4 an seinem Umfang mit einer Axialnut 51 versehen, in welche ein in der Arbeitsplatte 23 befestigter Arretierstift 52 formschlüssig eingreift .

Aus Gründen der besseren Erkennbarkeit von Details ist in Fig. 4 der untere Teil des Spann- und Zen-

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trierdorns mit dem Spreizkolben 13', der Ringdichtung 18 und den Kugeln 10 vergrößert dargestellt.

Zum Entlüften der Druckkammer 17 während ihres Füllens mit der Hydraulikflüssigkeit 16, ist der Spreizkolben 13' mit einer durchgehenden Axialbohrung 35 versehen, die bis in den Kolbenschaft 19 führt. An das im Bereich der Druckkammer 17 liegende Ende der Axialbohrung 36 schließen sich mehrere Radialbohrungen 54 an, so daß eine Kanalverbindung von der Druckkammer 17 nach außen gebildet wird. Die zentrale Axialbohrung 36 ist durch ein Kugelventil 37 mit Hilfe einer Schraube 38- verschlossen, die durch die Axialbohrung 7 in der Stirnwand 6 von außen zugänglich ist.

Um die Arbeitsplatte 23 und die Werktischplatte 12 miteinander zu verbinden, wird nach dem zunächst losen Einsetzen des Spann- und Zentrierdorns in die beiden gleich großen Bohrungen 21 und 22 zuerst der Kolbenschaft 19 des Spreizkolbens 13' so gedreht, daß er sich axial nach unten bewegt und die Kugeln 10 gegen die Spannfläche 11 drückt. Die beiden Platten 12 und 23 erfahren dabei zunächst eine gewisse radiale bezogen auf die Achse 40 - Ausrichtung und sie werden

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danach auch in axialer Richtung gegeneinander gepreßt. Das axiale Spiel wird dadurch beseitigt, jedoch dürfen die beiden Platten 12 und 23 in axialer Richtung nur so stark zusammengepreßt werden, daß sie sich zur anschließenden Beseitigung des radialen Spiels in den beiden Bohrungen 21 und 22 noch gegeneinander verschieben lassen.

Zur Beseitigung des radialen Spiels zwischen dem Schaft 1 und den Innenflächen der Bohrungen 21, 22 wird nach der vorläufigen Ausrichtung der unteren Werktischplatte 12 zum Spann- und Zentrierdorn der Druckkolben 2 0 durch Drehen der Spannschraube 45 axial nach unten bzw. innen bewegt, so daß der von der Hydraulikflüssigkeit 16 auf die die Druckkammer 17 umschließende Wandung 3' ausgeübte radiale Druck soweit erhöht wird, daß sich die Wandung 3^? radial dehnt und das radiale Spiel in den beiden Paßbohrungen 21, 22 vollständig beseitigt.

Die so hergestellte feste Verbindung der beiden Platten 12 und 2 3 kann wieder gelöst werden, indem durch Drehen der Spannschraube 45 der Druckkolben 20' und durch Drehen des Kolbenzapfens 19 der Spreizkolben 13' nach oben bewegt werden. Durch Drehen der Spann-

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schraube 45 sinkt der Druck in der Druckkammer 17, während durch Drehen des Spreizkolbens 13 sich die Kugeln 10 von der Spannfläche 11 lösen und beim Herausziehen radial nach innen bewegt werden können.

Bei der ersten Ausführungsform, dargestellt in den Fig. 1 und 2, wird zuerst das axiale und erst danach auch das radiale Spiel durch Drehen der Spannschraube 24 und hydraulische Kraftübertragung beseitigt. Es muß deshalb sichergestellt sein, daß die zuerst wirksam werdenden axialen Spannkräfte eine radiale Ausrichtung der beiden Platten noch zulassen. Nach dem vollständigen Anziehen der Spannschraube 24 lassen sich die beiden Platten 12 und 23 nicht mehr gegeneinander verschieben.

Bei der zweiten Ausführungsform wird in einem ersten Schritt eine gewisse Vorzentrierung der Werktischplatte 12 zum Schaft 1 vorgenommen und zugleich das axiale Spiel beseitigt, indem zunächst nur eine Spreizung der Kugeln 10 erfolgt. In einem anschließenden zweiten Schritt wird unabhängig vom ersten Schritt das radiale Spiel in den Bohrungen 21, 22 beseitigt und dadurch eine höchst genaue Zentrierung der beiden Bohrungen 21 und 22 zueinander erreicht.

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Dieses konstruktionsbedingte Verfahren hat den Vorteil, daß die zu der Beseitigung des axialen Spiels benötigten axialen Spannkraftkomponenten so dosiert/ d.h. gering gehalten werden können, daß sie das nachfolgende radiale Ausrichten nicht behindern.

Falls erforderlich, kann nach der radialen Ausrichtung die axiale Spannkraft durch entsprechendes Drehen des Spreizkolbens 13' weiter auf das gewünschte Maß erhöht werden.

Die vom Spreizkolben 13' zur Beseitigung des axialen Spiels erzeugte axiale Spannkraft und die vom Druckkolben 20' zur Beseitigung des radialen Spiels erzeugten radialen Druckkräfte sind unabhängig voneinander einstellbar.

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Claims

S 54 Schutzansprüche

1. Spann- und Zentrierdorn mit einem im wesentlichen zylindrischen Schaft (1), sowie mit konzentrisch zur Schaftachse (40) angeordneten, mittels konischer Spreizelemente (13) radial spreizbarer Spannelemente

(10) zum positionsgenauen Verbinden von Arbeits- oder Werktischplatten(12, 23) od. dgl., die zur Aufnahme des Schaftes (1) jeweils mit Paßbohrungen (21, 22) gleichen Durchmessers versehen sind, wobei wenigstens eine der Arbeits- oder Werktischplatten (12) eine zur Paßbohrung (22) konzentrische, konische Spannfläche

(11) aufweist, an welcher die Spannelemente (10) mittels einer koaxialen Spannschraube (24) unter gleichzeitiger Ausübung axialer und radialer Spannkräfte anpreßbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß der an seinem einen Ende mit einer Spannschulter (5) versehene Schaft (1) aus einem Zylinderrohr (3) besteht, dessen zum Zwecke eines radialen Spielausgleich^ wenigstens minimal dehnfähige Wandung (3¹) eine mit Hydraulikflüssigkeit (16) gefüllte Druckkammer (17) umschließt, die axial einerseits durch einen

von außen verschiebbaren Druckkolben (20) und andererseits durch eine orstfeste Stirnwand (48) oder durch einen eine konische oder keilförmige Spreizfläche (14) aufweisenden Spreizkolben (13), an dessen Spreizfläche (14) die Spannelemente (10) anliegen, begrenzt ist.

2. Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckkammer (17) in die Paßbohrungen (21, 22) beider Arbeits- oder Werktischplatten (23, 12) erstreckt.

3. Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (17) druckkolbenseitig durch eine in eine koaxiale Gewindebohrung (29) eines Spannkopfes (4) eingeschraubte Gewindebuchse (30) verschlossen ist, die eine koaxiale Gewindebohrung (31) mit einer Spannschraube (24) aufweist .

4. Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (20) mit der Spannschraube (24) derart verbunden ist, daß er sich

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durch die Spannschraube (24) in beiden Axialrichtungen verschieben läßt.

5. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Spannschulter (5) entgegengesetzte Ende des Zylinderrohrs (3) mit einer Stirnwand (6) versehen ist, die eine innere Planfläche (8) zur Führung der Spannelemente (10) aufweist.

6. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben (13) eine durchgehende, zentrale Axialbohrung (36) mit einem Schraubverschluß aufweist, der durch eine dazu koaxiale Bohrung (7) der Stirnwand (6) zugänglich ist.

7. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben (13^f) mittels eines außerhalb der Druckkammer liegenden Gewindeeingriffs im Schaft (1) separat axial verstellbar ist.

Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben {13') einen koaxialen Kolbenschaft (19) aufweist, der die Stirnwand (48), die Druckkammer (17), den Druckkolben (20) und eine Zentralbohrung (46) einer auf den Druckkolben (20) einwirkenden Spannschraube (45) durchragt.

9. Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (4) eine Axialnut (51) aufweist, in welche als Verdrehsicherung ein in der Arbeitsplatte (23) befestigter Bolzen (53) formschlüssig eingreift.

10. Spann- und Zentrierdorn nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (19) mit einem Innenschlüsselprofil (41) und die Spannschraube (45) ebenfalls mit einem Schlüsselprofil oder mit Steckbohrungen (50) für einen Schlüssel versehen sind.

11. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben (13¹) eine durchgehende, zentrale Axialbohrung (36)

mit einem Schraubverschluß aufweist, der durch eine dazu koaxiale Bohrung (7) der Stirnwand (6) zugänglich ist, wobei die Axialbohrung (36) im Bereich der Druckkammer (17) in wenigstens eine Radialbohrung (54) des Kolbenschaftes mündet, welche die Axialbohrung mit der Druckkammer (17) verbindet.

12. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel (&agr;) der konischen Spannfläche (11) höchstens 60° beträgt.

13. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (ß) des Spreizkolbens (13, 13') wenigstens 45° beträgt.

14. Spann- und Zentrierdorn nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Bewegungsbereich der Spreizfläche (14) des Spreizkolbens

(13) wenigstens drei in Radialöffnungen (9) der Wandung des Zylinderrohrs (3) radial bewegliche Kugeln

(10) als Spannelemente angeordnet sind.