EP3840902A1

EP3840902A1 - Hydraulik-dehnspannfutter

Info

Publication number: EP3840902A1
Application number: EP19758955.9A
Authority: EP
Inventors: Gilbert Kleiner
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-06-30
Also published as: US20210323078A1; WO2020039034A1; DE102018214190A1; US11738394B2

Abstract

Beschrieben wird ein Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs. Es hat einen Grundkörper (112), der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt (114) trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse (102) des Dehnspannfutters (100) erstreckt und einen in einem Halsbereich (116) liegenden Spannteil (118) aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist. Das Kammersystem umfasst wenigstens eine Druckkammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung (122) durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal (362; 562), der von einer in einem Spannbereich (213; 413) des Hydraulik-Dehnspannfutters untergebrachten Kolben-Spannmechanik (120; 220) ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Um den Rundlauf zu verbessern ist der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben- Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters bleibt.

Description

Hydraulik-Dehnspannfutter

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Hydraulik-Dehnspannfutter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsbildende Hydraulik-Dehnspannfutter sind beispielsweise aus den

Dokumenten WO 98/39123 oder EP 1 737 594 B1 bekannt. Dabei wird die von der Kolben-Spannmechanik erzeugte Druckkraft über zumindest einen axialen Druckkanal zu einem Ein- oder Mehrkammersystem geleitet. Zusätzlich ist ein Befüllungs- und Entlüftungskanalsystem vorgesehen, das an den zumindest einen Druckkanal angeschlossen ist und nach dem Befüllen und Entlüften hermetisch nach außen abgeschlossen wird.

Es hat sich gezeigt, dass derartige Hydraulik-Dehnspannfutter in der Lage sind, Werkzeuge mit ausreichender Spannkraft mit guter Zentrizität zu spannen. Allerdings tritt insbesondere dann, wenn derartige Hydraulik-Dehnspannfutter besonders schlank ausgeführt werden müssen, so dass der Halsbereich eine axiale Erstreckung erhält, die einem Vielfachen seines Durchmessers entspricht, das Problem auf, dass es schwierig wird, die Rundlaufgenauigkeit des eingespannten Werkzeugs im vorgegebenen

Toleranzfeld zu halten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulik-Dehnspannfutter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem es gelingt, selbst im Durchmesser kleine Werkzeuge bzw. Werkzeuge, die in besonders schlanken Hydraulik- Dehnspannfuttern gespannt werden müssen, mit verbesserter Rundlaufgenauigkeit zuverlässig zu spannen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf folgenden Feststellungen. Bei einem bekannten

Hydraulik-Dehnspannfutter, wie es beispielsweise schematisch in den Figuren 12 und 13, auf die bereits hier Bezug genommen wird, gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, befindet sich die mit 20 bezeichnete Kolben-Spannmechanik in einer mit ES bezeichneten, auf einer Längsmittelachse 2 senkrecht stehenden Spannebene. Die Spannebene ES liegt in einem Spannbereich 13 eines auf einer axialen Seite eines Grund körpers 12 angeordneten Spannabschnitts 14, der sich entlang der

Längsmittelachse 2 des Dehnspannfutters 10 erstreckt und einen in einem im

Durchmesser gegenüber dem Spannbereich 13 verringerten Halsbereich 16 liegenden Spannteil 18 aufweist. Im Spannteil 18 ist eine zentrische Aufnahmeöffnung 22 zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein - nicht näher gezeigtes und bezeichnetes - mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet. Auf der anderen axialen Seite des Grund körpers 12 liegt ein Schaftteil 40, der beispielsweise einen HSK (Hohlschaftkegel)-Schaft zum Ankuppeln an ein (nicht gezeigtes) Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel aufweist.

Das Kammersystem ist in einem mit 15 bezeichneten hülsenartig ausgebildeten Einsatz ausgebildet, der in eine Bohrung 42 des Spannabschnitts 14 eingepasst ist.

Das Kammersystem hat wenigstens eine Druckkammer bzw. Spannmembrankammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung 22 durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Membran- bzw. Dehnwand getrennt und über zumindest einen - ebenfalls nicht näher dargestellten und bezeichneten - axialen Druckkanal mit

Fluiddruck beaufschlagbar ist. Dieser Druckkanal steht mit der Kolben-Spannmechanik 20 in kommunizierender Verbindung, genauer gesagt mit einem Druckerzeugungsraum 24, welcher von einem in einer Bohrung 26 mit Passung geführten Druckkolben 28 abgegrenzt wird. Zwischen Druckkolben 28 und Druckerzeugungsraum 24 ist unter elastischer Vorspannung ein Dichtungskörper 29 aus elastischem Material, wie z.B. aus hochfestem Kunststoff oder Gummi eingesetzt. Der Druckkolben 28 kann über eine Stellschraube 30 betätigt werden, die in einer sich an die Bohrung 26 axial

anschließende Gewindebohrung 32 sitzt. Ebenfalls in kommunizierender Verbindung mit dem Fluid- bzw. Hydraulik- Kammersystem der Spannmimik steht eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 34, die mittels eines Verschlusskörpers 36 sperrbar ist. Im bekannten Fall dient hierzu beispielsweise eine Druckschraube 38, die den Verschlusskörper 36 gegen einen nicht näher bezeichneten Sitz drückt.

Man erkennt aus der Darstellung gemäß Figur 12 und 13, dass die Kolben- Spannmechanik 20 ebenso wie die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 34 so angeordnet sind, dass die jeweiligen Achsen A20 und A34 außerhalb der

Längsmittelachse 2 liegen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Gestaltung für einen systematischen Rundlauffehler verantwortlich ist, der umso größer wird, je länger die axiale Baulänge des Spannabschnitts 14 bzw. des Halsbereichs 16 und je höher der von der Kolben- Spannmechanik 20 aufgebaute Spanndruck wird. Im Einzelnen wurde erkannt, dass sich durch die asymmetrische Querschnittsgestaltung des Spannabschnitts 14 im Bereich der Spannebene ES ein so erhebliche ungleichmäßige radiale Verformung des Spannabschnitts 14 in diesem Bereich ergibt, die sich schließlich an den Schneiden des Werkzeugs in nicht mehr akzeptablen Rundlauffehlern auswirken. Dabei spielt eine Rolle, dass insbesondere bei Hydraulik-Dehnspannfuttern in schlanker Bauweise, d.h. zum Spannen von im Durchmesser kleinen Werkzeugen, mittlerweile die von der Kolben-Spannmechanik 20 erzeugbaren Spandrücke in der Größenordnung von 1500 bar liegen. Mit einer herkömmlichen Gestaltung und Belastung der Ausnehmungen im Spannabschnitt 14 weicht der Halsbereich 16 radial so weit aus, dass am Werkzeug Rundlauffehler von bis zu 10 pm gemessen werden.

Durch die Gestaltung des Hydraulik-Dehnspannfutters gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 wird dieser oben beschriebene systembedingte Rundlauffehler an der entscheidenden Stelle beseitigt mit kleinstmöglichem Aufwand beseitigt. Denn fluiddruckbedingte durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und oder Verwölbungen im Spannbereich des Hydraulik- Dehnspannfutters werden nunmehr aufgrund der gegenseitigen Abstimmung und Positionierung der in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume derart überlagert, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse des Dehnspannfutters bleibt. Die Geometrie der Ausnehmungen im Spannbereich wirken sich demnach nicht mehr auf die Rundlaufgenauigkeit des Werkzeugs aus, und zwar selbst dann nicht, wenn extrem hohe Fluiddrücke bei sehr schlanken und/oder langen Hydraulik-Dehnspannfuttern zur Anwendung kommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Abstimmung und Positionierung der im Spannbereich liegenden Ausnehmungen wird vorzugsweise rechnergestützt vorgenommen. Die Ausnehmungen können dabei nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in axialer Richtung zueinander versetzt und in vorbestimmte Größen- und Lagezuordnung gebracht sein. Eine besonders einfache Fertigung erlaubt die Weiterbildung nach Anspruch 2, gemäß der sich die Abstimmung der Verteilung der Ausnehmungen im Wesentlichen auf eine Ebene beschränkt.

In der einfachsten Form der erfindungsgemäßen Gestaltung der Ausnehmungen im Spannbereich sind diese punktsymmetrisch ausgebildet, am einfachsten so, dass der Querschnitt eine zweizählige Drehsymmetrie erhält. In diesem Fall wird einer Bohrung zur Aufnahme eines Druckkolbens für die Druckerzeugung eine hierzu punktsymmetrische Kompensations-Bohrung gegenübergestellt, in der an

vergleichbaren Positionen vergleichbare Druckbedingungen wie im Bereich des

Druckkolbens herrschen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass in dieser

Kompensationsbohrung ein Kolben zum Druckaufbau aufgenommen wird. Es kann sich hierbei auch lediglich um eine punktsymmetrisch gestaltete„Dummy“-Bohrung handeln, in der ein Kolben zur Begrenzung eines Druckraums aufgenommen ist, welcher an eine den Fluiddruck führende Leitung angeschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Konzept hat den besonderen Vorteil, dass sich am grundsätzlichen Aufbau der Spannmimik herkömmlicher Hydraulik-Dehnspannfutter nichts ändern muss. Mit der Weiterbildung nach den Ansprüchen 4 bis 7 ergibt sich demnach ein Hydraulik-Dehnspannfutter, das besonders wirtschaftlich herstellbar ist. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich dabei mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Es soll an dieser Stelle hervorgehoben werden, das in dieser Variante der Versperrung der Befüllungs- und Entlüftungsbohrung eine selbständige Erfindung gesehen wird und es sich die Anmelderin vorbehält, hierfür einen selbständigen Schutz beanspruchen. Demnach ist die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung mittels eines Verschlusskörpers versperrbar ist, der unter dem Einfluss des von der Kolben-Spannmechanik erzeugen Spanndrucks gegen einen Verschlusssitz drückbar ist.

Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Gestaltung des Hydraulik- Dehnspannfutters sind grundsätzlich nicht davon abhängig, dass die Mittelachsen der fluidgefüllten Ausnehmungen im Spannbereich in einer Ebene liegen. Entscheidend ist lediglich, dass diese Ausnehmungen so liegen, dass in allen senkrecht zur

Längsmittelachse gelegten Querschnitten des Spannbereichs eine n-zählige

Drehsymmetrie gegeben ist. eine besonders einfache Herstellung des Hydraulik- Dehnspannfutters ergibt sich allerdings dann, wenn - gemäß Anspruch 6 - die Kolben- Spannmechanik und gegebenenfalls auch die zumindest eine Befüllungs- und

Entlüftungsbohrung im Wesentlichen in einer zur Längsmittelachse senkrechten

Spannebene liegen. Es soll an dieser Stelle jedoch hervorgehoben werden, dass die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung selbstverständlich auch eine axiale Komponente haben kann.

Die Vorzüge der neuen Gestaltung des Hydraulik-Dehnspannfutters werden umso spürbarer, je schlanker das Hydraulik-Dehnspannfutter gestaltet wird, also

beispielsweise dann, wenn der Spannbereich einen Durchmesser erhält, der im

Wesentlichen einem Vielfachen des Durchmessers des Halsbereichs entspricht, und/oder wenn die Länge des Halsbereichs einem Vielfachen, vorzugsweise zumindest dem Dreifachen des Durchmessers des Halsbereichs entspricht.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung im Spannbereich einer ersten Variante des Hydraulik-Dehnspannfutters;

Fig.2 einen Teilschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Hydraulik- Dehnspannfutters;

Fig. 3 den Schnitt lll-lll in Figur 2;

Fig. 4 im vergrößerten Maßstab eine um 50 gedrehte Teil-Schnittansicht gemäß IV- IV in Figur 3;

Fig. 5 eine der Figur 1 ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;

Fig.6 einen Teilschnitt einer vierten Ausführungsform des Hydraulik- Dehnspannfutters;

Fig. 7 den Schnitt Vll-Vll in Figur 6;

Fig. 8 im vergrößerten Maßstab die Einzelheit VIII in Figur 7;

Fig. 9 eine der Figur 5 ähnliche Ansicht einer fünften Ausführungsform des Hydraulik-Dehnspannfutters;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des Spannbereichs der Variante nach Figur

9;

Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzepts zur Gestaltung des Spannbereichs eines erfindungsgemäßen Hydraulik- Dehnspannfutters; Fig. 12 eine schematische Seitenansicht eines bekannten Hydraulik- Dehnspannfutters; und

Fig. 13 einen schematischen Schnitt durch das Hydraulik-Dehnspannfutter nach Figur 12 in der Spannebene ES.

Zur Vereinfachung der Beschreibung werden im Folgenden diejenigen

Bauelemente die den Komponenten der bekannten Hydraulik-Dehnspannfutter gemäß Figur 12 und 13 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch eine Ziffer„1“,„2“,„3“,„4“ bzw.„5“ vorangestellt ist.

Erstes Ausführungsbeispiel

Figur 1 zeigt in einer der Figur 13 ähnlichen Darstellung den Schnitt senkrecht zu einer Längsmittelachse 102 im Spannbereich, genauer gesagt in der Spanneben ES eines Hydraulik-Dehnspannfutters. Die mit 120 bezeichnete Kolben-Spannmechanik hat einen von einem Druck- und Dichtkörper 139 begrenzten Druckerzeugungsraum 124, wobei sich axial hinter dem Druck- und Dichtkörper 139 ein in einer Bohrung 126 mit Passung geführter Druckkolben 128 befindet. Der Druckkolben 128 ist über eine Stellschraube 130 betätigbar, die in einer sich an die Bohrung 126 axial anschließende Gewindebohrung 132 sitzt. Die Stellschraube weist zu ihrer Betätigung eine Torx- oder Inbus-Ausnehmung 133 auf.

Der Druckerzeugungsraum 124 steht in kommunizierender Verbindung mit dem nicht mehr dargestellten Spannfutter-Kammersystem, wobei hierzu zumindest ein axial verlaufender Druckkanal 135 vorgesehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Druckkanal 135 von einer wendelförmig verlaufenden Nut in der Außenoberfläche des hülsenförmigen Einsatzes 115 gebildet. Anstelle oder zusätzlich zu dieser

wendelförmigen Nut 135 kann auch eine wendelförmig ausgebildete Nut in der

Aufnahmebohrung 142 für den Einsatz 115 ausgebildet sein. Die wendelförmige Nut kann auch mehrgängig ausgebildet werden. In der einfachsten Ausführung wird die wendelförmige Nut nach Art eines Gewindes ausgebildet. Ebenfalls in kommunizierender Verbindung mit dem Fluid- bzw. Hydraulik- Kammersystem der Spannmimik steht die bei dieser Ausführungsform diametral gelegte Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134, die mittels eines Verschlusskörpers in Form einer Verschlusskugel 136 sperrbar ist.

Um über den Umfang vergleichmäßigte Verformungen des Spannbereichs des Hydraulik-Dehnspannfutters zu erzielen, sind die für die Kolben-Spannmechanik 120 und die Befüll- und Entlüftungsmimik erforderlichen Ausnehmungen so gelegt und gestaltet, dass sich im Spannbereich ein Querschnitt ergibt, der eine n-zählige

Drehsymmetrie hat. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 handelt es sich um eine 2-zähliche Drehsymmetrie, d.h. die Ausnehmungen sind punktsymmetrisch zur Längsmittelachse 102 ausgebildet.

Hierzu liegt die Verschlusskugel 136 in einem Raum 152, der punktsymmetrisch zum Druckerzeugungsraum 124 liegt und gestaltet ist. Die Verschlusskugel wird mittels eines Druckkörpers 154 gegen einen nicht bezeichneten Verschlusssitz gedrückt, und zwar mittels einer Druckschraube 156, deren Gewindebohrung punktsymmetrisch zur Gewindebohrung 132 liegt und ausgebildet ist. Die Längsachse A der Stufenbohrung zur Aufnahme der Druckschraube 156 und des Druckkörpers 154 ist parallel zur Achse A120 der Kolben-Spannmechanik 120, so dass sich für die Ausnehmungen im

Querschnitt eine die Längsmittelachse 102 erfassende Z-Form ergibt.

Somit ergibt sich bei Aufbau eines Spanndrucks im Druckerzeugungsraum 124, dass sich dieser Druck über die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134 in den Raum 152 ausbreitet, der geometrisch dem Druckerzeugungsraum 124 im Wesentlichen angepasst ist. Da die Gesamtheit der Ausnehmungen im Spannbereich

punktsymmetrisch gestaltet sind und die unter Fluiddruck bringbare Räume über den Umfang gleichmäßig verteilt sind, unterliegt der Spannbereich des Hydraulik- Dehnspannfutters selbst bei höchsten Fluiddrücken keiner unsymmetrischen

Verformung mehr, so dass sich am Werkzeug keine systembedingten Rundkauffehler zeigen. Demnach ist bei dieser Ausführungsform der Spannbereich, also der Bereich, in dem die Kolben-Spannmechanik 120 untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs 116 weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse 102 des Dehnspannfutters bleibt.

Die Besonderheit der Ausführungsform nach Figur 1 - und hierin wird eine gesonderte Erfindung gesehen - liegt noch darin, dass die Verschlusskugel 136 gegen einen Verschlusssitz mit einer radial von innen nach außen gerichteten

Kraftkom ponente gedrückt wird, wobei der sich in der zu verschließenden Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 134 aufbauende Fluiddruck die Dichtfunktion unterstützt.

Zweite Ausführungsform

Unter Bezug auf die Figuren 2 bis 4 wird eine zweite Ausführungsform

beschrieben, die sich von der Ausführungsform nach Figur 1 hauptsächlich darin unterscheidet, dass eine andere Form der Abdichtung einer Befüllungs- und

Entlüftungsbohrung 234 gewählt ist, so dass Spielraum für eine Gestaltung einer zweiten Kolben-Spannmechanik 220X gegeben ist.

Man erkennt aus der Darstellung der Figur 3, dass punktsymmetrisch zu der Kolben-Spannmechanik 220 eine weitere Kolben-Spannmechanik 220X ausgebildet ist, wobei die beiden Druckerzeugungsräume 224 und 224X über die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 234 in Strömungsmittelverbindung stehen. Die Versorgung der nicht näher gezeigten Druckkammer des Hydraulik-Dehnspannfutters erfolgt wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform über ein Außengewinde 235 des Einsatzes 215.

Nach außen hin verschlossen wird die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 234 durch einen eingelöteten Kupferkörper 258, für den eine Verschlussschraube 260 als Sicherheit dient. Dritte Ausführungsform

Die in Figur 5 dargestellt dritte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform, wobei allerdings zumindest ein axial verlaufender, zu einer nicht mehr dargestellten Spannmembrankammer führender Druckkanal 362 gezeigt ist, der von der Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 334 abzweigt. In diesem Fall kann das Außengewinde 335 auf dem Einsatz 315 entfallen.

Vierte Ausführungsform

Anhand der Figuren 6 bis 8 wird eine vierte Ausführungsform beschrieben, die sich von der dritten Ausführungsform lediglich darin unterscheidet, dass die Befüllungs- und Entlüftungsbohrung 434 auf modifizierte Art und Weise verschlossen ist. Hierzu dient eine Kugel 436, die von einer mit einer Ausnehmung für ein Werkzeug

ausgestatteten Madenschraube 464 gegen einen Verschlusssitz 466 gedrückt wird.

Fünfte Ausführungsform

Die anhand der Figuren 9 und 10 zu beschreibende fünfte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der dritten Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass die Druckerzeugungsräume 524 und 524X nicht über eine diametral geführte Befüllungs- und Entlüftungsbohrung, sondern über axial verlaufende Druckkanäle 562 miteinander gekoppelt sind.

Zusammenfassend ist also festzuhalten, dass die Besonderheit des vorstehend beschriebenen Hydraulik-Dehnspannfutters darin zu sehen ist, dass der Spannabschnitt des Hydraulik-Dehnspannfutters zumindest in dem Bereich, in dem die Kolben- Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse des Dehnspannfutters bleibt. Gemäß einer besonders einfach herzustellenden Variante ist vorgesehen, dass der zur

Längsmittelachse senkrechte Querschnitt, vorzugsweise in allen Schnittebenen, im Wesentlichen eine n-zählige Drehsymmetrie aufweist, wobei n eine ganze Zahl >2 ist und die mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlräume über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.

Vorstehend wurde diese Drehsymmetrie für n=2 beschrieben. In Figur 11 ist schematisch gezeigt, wie sich eine Querschnittsgestaltung für n=3 darstellt. Alle

Ausnehmungen im Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters, also Bohrungen B1 für die Druckkolben und Bohrungen B2 für die Gestaltung der Befüllungs- und

Entlüftungskanäle sind so gelegt, dass sich eine dreizählige Drehsymmetrie ergibt. Ferner sind alle Räume, die mit Druckfluid gefüllt sind, über den Umfang im

Wesentlichen gleichmäßig verteilt.

Soweit vorstehend von einer Drehsymmetrie gesprochen wird, bedeutet dies, dass hier nicht eine mathematisch exakte Drehsymmetrie vorausgesetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Effekte einer Stabilisierung der

Längsmittelachse 2 des Halsbereichs nur unwesentlich geschmälert werden, wenn Symmetrie-Winkelabweichungen im Bereich von 10 bis 15° vorliegen.

Vorstehend wurden anhand der Figuren 2 bis 10 Ausführungsformen

beschrieben, die zwei Druckerzeugungsräume haben. Es ist aber auch möglich, einen der Druckerzeugungsräume zu deaktivieren, ohne den Effekt der Erfindung zu schmälern.

Die Erfindung schafft somit Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs, mit einem Grundkörper, der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse des

Dehnspannfutters erstreckt und einen in einem Halsbereich liegenden Spannteil aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist. Das Kammersystem umfasst wenigstens eine Druckkammer, die in radialer Richtung von der Aufnahmeöffnung durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal, der von einer in einem Spannbereich des Hydraulik-Dehnspannfutters untergebrachten Kolben- Spannmechanik ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Um systembedingte Rundlauffehler zu eliminieren, ist der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich, in dem die Kolben-Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen () und Hohlräume () in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs () weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des

Dehnspannfutters bleibt.

Claims

Ansprüche

1. Hydraulik-Dehnspannfutter zum Aufnehmen und Spannen eines Schaftwerkzeugs, mit einem Grundkörper (112), der auf einer axialen Seite einen Spannabschnitt (114) trägt, welcher sich entlang einer Längsmittelachse (102) des Dehnspannfutters (100) erstreckt und einen in einem Halsbereich (116) liegenden Spannteil (118) aufweist, in dem eine zentrische Aufnahmeöffnung (122) zum Aufnehmen eines Werkzeugschafts und ein mit einem Fluiddruck beaufschlagbares Kammersystem ausgebildet ist, das wenigstens eine Druckkammer umfasst, die in radialer Richtung von der

Aufnahmeöffnung (122) durch eine unter dem Fluiddruck elastisch nachgiebige Dehnwand getrennt und über zumindest einen axialen Druckkanal (362; 562), der von einer in einem Spannbereich (213; 413) des Hydraulik-Dehnspannfutters

untergebrachten Kolben-Spannmechanik (120; 220) ausgeht, mit Fluiddruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben-Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass die in diesem Bereich liegenden Ausnehmungen und Hohlräume in der Weise relativ zueinander positioniert und/oder über den Umfang verteilt sind, dass sich durch einen Druckaufbau beim Spannen des Werkzeugs induzierte Verformungen und/oder Verwölbungen im

Spannbereich derart überlagern, dass die Längsmittelachse (2) des Halsbereichs weitgehend in Fluchtung mit der Längsmittelachse (2) des Dehnspannfutters bleibt.

2. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spannabschnitt zumindest in dem Bereich (213; 413), in dem die Kolben- Spannmechanik (120; 220; 320; 420; 520) untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass der zur Längsmittelachse (102) senkrechte Querschnitt im

Wesentlichen eine n-zählige Drehsymmetrie aufweist, wobei n eine ganze Zahl >2 ist und die mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlräume (B1 , B2) über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.

3. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbereich (213; 413) in dem Abschnitt, in dem die Kolben-Spannmechanik untergebracht ist, derart gestaltet und/oder bearbeitet ist, dass der zur

Längsmittelachse (102) senkrechte Querschnitt im Wesentlichen eine Punktsymmetrie aufweist, wobei vorzugsweise n=2 gilt.

4. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, dass die Kolben-Spannmechanik mindestens eine Bohrung (126) zur abgedichteten Aufnahme eines einen Druckerzeugungsraum (124) begrenzenden Druckkolbens (128) hat, der mittels einer zugeordneten Stellschraube (130) zum Aufbau des Spanndrucks axial verschiebbar ist.

5. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckerzeugungsraum (124) an zumindest eine fluiddicht verschließbare Befüllungs- und Entlüftungsbohrung (134) angeschlossen ist.

6. Hydraulik-Dehnspannfutter insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Befüllung s- und Entlüftungsbohrung (134) mittels eines

Verschlusskörpers (136) versperrbar ist, der unter dem Einfluss des von der Kolben- Spannmechanik (120) erzeugen Spanndrucks gegen einen Verschlusssitz drückbar ist.

7. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die Kolben-Spannmechanik (120) und gegebenenfalls die zumindest eine Befüllungs- und Entlüftungsbohrung (134) im Wesentlichen in einer zur Längsmittelachse (102) senkrechten Spannebene (ES) liegen.

8. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass der Spannbereich (213; 413) einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen einem Vielfachen des Durchmessers des Halsbereichs (16) entspricht.

9. Hydraulik-Dehnspannfutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (LH) des Halsbereichs einem Vielfachen, vorzugsweise zumindest dem

Dreifachen des Durchmessers (DH) des Halsbereichs (16) entspricht.

10. Hydraulik-Dehnspannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Grundkörper (212) auf der dem Spannbereich (213) abgewandten Seite ein Schaftteil (240) zum Ankuppeln des Hydraulik-Dehnspannfutters an ein Modul eines modularen Werkzeugsystems oder an eine Maschinenspindel angefügt ist.