DE8806700U1

DE8806700U1 - Spannelement

Info

Publication number: DE8806700U1
Application number: DE8806700U
Authority: DE
Original assignee: Main-Tauber Maschinenbau 6980 Wertheim De GmbH
Current assignee: Main-Tauber Maschinenbau 6980 Wertheim De GmbH
Priority date: 1988-05-21
Filing date: 1988-05-21
Publication date: 1988-06-30

Description

DR. SOLF & ZAPF Zugelassene Vertreter beim Europaischen Patentamt Wuppertal ■ München

European Faient Attorneys

5032/II/br

Main-Tauber Maschinenbau GmbH

AiTi StöfiiiiuiölZ

6980 Wertheim 2

Spannelement

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannelement, insbesondere hydraulisches Spannelement, zum Spannen rotierender Teile z. B. von Werkstücken, bestehend aus einer dehnbaren, insbesondere von einem Hydraulikmedium mit Spanndruck beaufschlagbaren SpannbUchse mit einer umfangsgemäßen Spannfläche.

Derartige Spannelemente werden im Maschinenbau vielfach eingesetzt, wobei sie in der überwiegenden Zahl der Einsatzfälle zur Herstellung von kraftschlüssigen Verbindungen zwischen beispielsweise Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen und Werkzeugen dienen. Sie sind zu diesem Zweck mit elastisch verformbaren, metallischen Spannbüchsen ausgerüstet, die mittels Druckbeaufschlagung, insbesondere eines Hydraulikmediums, gleichmäßig kreisförmig aufgeweitet werden und somit ein Spannen eines Teils genau mittig zur Drehachse des Spannelementes ermöglichen. Dabei wird durch die aus dem Hydrauliksystem resultierende, große Spannkraft selbst bei kleinen Spanndurchraessern ein sehr sicheres Spannen sowie die Übertragung hoher Drehmomente ermöglicht. Jedoch hat sich herausgestellt, daß insbesondere das Spannen von Werkstücken dann zu Problemen führen kann, wenn die zu spannenden Flächen nicht absolut sauber sind, so daß sie beispielsweise durch Bohröl oder dergleichen benetzt sind,

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•&ogr; daß bei hohen, zu übertragenden Drehmomenten ein Durchrutschen der Werkstücke auftreten kann. Auch bei der Übertragung von hohen Bearbeitungskräften, wie sie z. B. beim Abwälzfräsen auftreten, traten bei den bisher bekannten Spannelementen Schwierigkeiten auf, so daß es erforderlich war, eine axiale Verspannung vorzusehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Spannelemente derart zu verbessern, daß auch bei extrem hohen Bearbeitungskräften und bei mit Bohröl oder dergleichen benetzten Oberflächen noch eine sichere Spannwirkung erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Spannfläche des erfindungsgemäßen Spannelementes zumindest # teilweise mit einer Beschichtung versehen ist, die kubi- ,| sches, kristallines Bornitrid (CBN) in körniger Verteilung | aufweist. Erfindungsgemäß ist das körnige, kubische Bornitrid in einer galvanischen Beschichtung enthalten, wodurch eine sehr dünne Beschichtung möglich ist, wobei der Vorteil darin liegt,, daß durch die Beschichtung keine Veränderung und kein Verzug der sehr empfindlichen Spannbüchse in ihrem Oberflächenbereich gegeben ist, so daß eine hohe Maßtoleranz gewährleistet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das CBN derart fein und gleichmäßig mit geringen Toleranzen aufgebracht werden kann, daß keine Nachbearbeitung erforderlich ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spannelementes können mit f diesem sehr hohe Anforderungen an die Übertragungskräfte und t die Verschleißfestigkeit erfüllt werden. j

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den '%

Unteransprüchen enthalten.

Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten %

- 3 AusfUhrungsbelsplels wird die Erfindung näher erläutert.

In der einzigen Figur ist ein als Spanndorn ausgebildetes, •rfindungsgemäßes Spannelement zum Teil geschnitten dargestellt.

Csr Spsnrtdcm 1 besteht bus sineni Qjrvindkor^sr "&iacgr; und e Hit diesem verbundenen Spannkörper 3. Beide Körper können je nach Anforderung entweder lösbar oder unlösbar, d. h. •instückig, miteinander ausgebildet sein. Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist der Grundkörper 2 zylindrisch ausgebildet und der Spannkörper 3 ist als zylindrische Spannbüch-Be hergestellt. Diese Spannbüchse weist unterhalb ihrer äußeren Spannfläche 5 einen umlaufenden, freien Ringraum 6 auf, der mit einem Hydraulikmedium gefüllt und Teil eines Hydrauliksystems des Spannelementes 1 ist. Da die Spannbüch-6e eine geschlossene Büchse ist, wird sie im elastischen Bereich durch den Druck des Hydraulikmediums gedehnt, so daß ein auf ihr aufzuspannendes Teil (nicht dargestellt) kraftschlüssig mit hoher Spannkraft auf ihrer Spannfläche festgelegt wird. Dabei legt sich die Spannfläche 5 der Spannbüchse praktisch auf der ganzen Fläche an die Kontaktfläche des aufzuspannenden Teils an. Dieser Spannvorgang wird dadurch begünstigt, daß die Spannbüchse 3 mit einem besonders elastischen Stahl hergestellt wird. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Spannfläche 5 eine Beschichtung 7 aufweist, die kubisches, kristallines Bornitrid (CBN) enthält. Dieses kubische, kristalline Bornitrid ist in einer bestimmten Körnung in der Beschichtung enthalten. Diese Beschichtung 7, die das CBN-Korn enthält, ist vorzugsweise als Nickelschicht ausgebildet. Die Korngröße des CBN-Korns ist vorzugsweise 20 um. Da es sich erfindungsgemäß um eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung 7 handelt, wird der Vorteil erreicht, daß diese Beschichtung wieder galvanisch abgelöst und eine neue Beschichtung durch

Galvanisierung aufgebracht werden kann. Bei dem kubischen Bornitrid handelt es sich um eine chemische Verbindung der Elemente Bor und Stickstoff, das in einem Hochtemperatur-Hochdruckverfahren hergestellt wird. Kubisches Bornitrid besitzt eine Festigkeit, die diejenige aller bekannten Hartstoffe, wie Siliziumkarbid oder Korund, wesentlich

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&iacgr;ystem, es ist geg«m Wärmeeinwirkungen bis zu 1200" C resistent, und es besitzt eine geringe Legierungstendenz mit Eisen und Stahl.

Das erfindungsgemäße Spannelement zeichnet sich durch die Übertragung hoher Spannkräfte aus und ist insbesondere auch geeignet in all den Fällen, in denen die Spannflächen mit Öl oder Kühlwasser benetzt sind, wodurch sich ein verringerter Reibbeiwert ergibt, so daß eine erhebliche Übertragungsminderung der zu übertragenden Spannkraft bewirkt wird.

Durch die mit der erfindungsgemäßen CBN-BeLChichtung erreichte körnige Struktur der Spannoberfläche wird jeder öl- oder Kühlwasserfilm durchbrochen und die volle Spannkraft kann auf das Werkstück übertragen werden. Da die Korngröße der erfindungsgemäßen Beschichtung frei wählbar ist, kann das Korn derart "gewählt werden, daß kein Verkratzen der zu spar^. _nJen Werkstückoberfläche hervorgerufen wird.

Darüber hinaus erhöht sich die Verschleißfreiheit der Spannfläche, so daß selbst 50.000 Spannungen und mehr ohne erkennbaren Verschleiß vorgenommen werden können.

Claims

. SOLF & ZAPF Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal - München European Patent Attorneys 5032/II/br Main-Tauber Maschinenbau GmbH Am Stammholz Wertheim 2 Ansprüche

1. Spannelement zum Spannen rotierender Teile, z. B. von Werkzeugen, bestehend aus einer dehnbaren, insbesondere von einem Hydraulikmedium mit Spanndruck beaufschlagbaren S&annbüchse mit einer umfangsgemäßen Spannfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spannfläche (5) zumindest teilweise eine kubisches, kristallines Bornitrid (CBN-Korn.l in gleichmäßige Verteilung aufweisende Beschichtung (7) ausgebildet ist.

2. Spannelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (7) aus einer galvanischen Beschichtung besteht.

3. Spannelement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (7) aus einer Nickelschicht gebildet ist.

4. Spannelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des CBN-Korn ca. 5 pm - 30 pm beträgt.

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5. Spannelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Spannfläche (5) mit der CBN-Korn aufweisenden Beschichtung (7) versehen ist.

6. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichne &ldquor;., daß es als Spanndorn ausgebildet ist.