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Dokumentenidentifikation DE102005014578A1 09.02.2006
Titel Spannzange oder -hülse
Anmelder Rego-Fix AG, Tenniken, CH
Erfinder Abt, Konrad, Reigoldswil, CH;
Karmann, Robi, Basel, CH;
Wertli, Marcel, Hölstein, CH
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 31.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005014578
Offenlegungstag 09.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.02.2006
IPC-Hauptklasse B23B 31/20(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Bei einer Spannzange oder -hülse mit einer Aufnahmebohrung für ein Werkzeug oder Werkstück sind um die Aufnahmebohrung herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmäßig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen angeordnet, welche durch Verbindungsschlitze mit der Aufnahmebohrung verbunden sind.
Bei geschlitzten Spannzangen sind die Freibohrungen jeweils in den durch die Schlitze gebildeten Segmenten angeordnet. Die sich vom Außenmantel her radial nach innen erstreckenden Schlitze enden in einem Abstand von der Aufnahmebohrung. Für die Herstellung einer solchen Spannzange werden um die Achse herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmäßig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen angebracht. Durch eine von ihnen wird ein Erosionsdraht eingefädelt und dann werden nacheinander ein Verbindungsschlitz zur Achse, eine koaxiale Aufnahmebohrung und von dort Verbindungsschlitze zu den weiteren Freibohrungen hergestellt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spannzange oder -hülse mit einer Aufnahmebohrung für ein Werkzeug oder Werkstück.

Konische Spannzangen mit unterschiedlichen Konuswinkeln sind üblicherweise mit Schlitzen versehen, die sich entlang gleichmässig winkelversetzter Axialebenen von der Aufnahmebohrung zum konischen Aussenmantel erstrecken. In axialer Richtung erstrecken sich die Schlitze abwechselnd von den beiden Stirnseiten jeweils über einen Teil, beispielsweise 80%, der axialen Länge der Spannzange. Dadurch entstehen Segmente die sich radial zur Aufnahmebohrung bewegen können. Wenn diese Spannzangen in eine entsprechend konische Aufnahme gepresst oder gezogen werden, werden durch die erzeugte Krafteinwirkung radiale Kräfte von der Aufnahme über die Segmente der Spannzange auf den zu spannenden Schaft gebracht.

Neben diesen üblichen konischen Spannzangen sind auch andere Spannhalter und -hülsen und entsprechend unterschiedliche Krafterzeugungen bekannt, beispielsweise Hydrodehnspannhalter bei denen eine Membrane im Inneren der Aufnahmebohrung mittels Öldruck auf geweitet wird; Dehnspannhalter mit einer Funktion ähnlich dem Hydrodehnspannhalter, aber mit Festkörper anstelle des Öls; Schrumpfhalter, bei denen sich die Aufnahmebohrung durch das Erhitzen des Materials weitet und dann beim Abkühlen wieder schwindet und so die Kraft erzeugt; ringförmige Aufnahme mit zylindrischer Aufnahmebohrung für die Spannhülse und konischem Aussenmantel über den ein ebenfalls konischer Ring gepresst wird und dadurch eine radiale Pressung stattfindet.

Die Schlitze in den geschlitzten Spannzangen werden üblicherweise gefräst. Die Aufnahmebohrung für Werkzeugschäfte wird entweder ebenfalls spanabhebend oder, besonders bei sehr kleinen Durchmessern, anschliessend an das Fräsen der Schlitze von diesen ausgehend mittels Drahterosion hergestellt. Dabei hat sich als nachteilig erwiesen, dass sich vorhandene Materialspannungen nach dem vollständigen Auftrennen des Stegs zwischen den Schlitzen und der Aufnahmebohrung entspannen und zum Zusammenfallen oder anderen Deformationen mit der Folge von Fehlern des Rundlaufs führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Herstellmöglichkeit zu finden, die vor allem zu besseren Rundlaufeigenschaften führt.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch gelöst, dass um die Aufnahmebohrung herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen angeordnet sind, welche durch Verbindungsschlitze mit der Aufnahmebohrung verbunden sind. Bei geschlitzten Spannzangen sind die Freibohrungen jeweils in den durch die Schlitze gebildeten Segmenten angeordnet. Vorzugsweise enden die sich vom Aussenmantel her radial nach innen erstreckenden Schlitze von geschlitzten Spannzangen in einem Abstand von der Aufnahmebohrung.

Durch das zwischen den Schlitzen und der Aufnahmebohrung verbleibende Material, eine Art Brücken, sind diese Spannzangen sowohl während der Fertigung als auch in der Anwendung besonders stabil. Die für das Spannen eines Werkzeugschafts erforderliche radiale Flexibilität wird durch die mit der Aufnahmebohrung durch Verbindungsschlitze verbundenen Freibohrungen erzielt.

Die Kombination der radial nicht durchgängigen Schlitze mit den jeweils dazwischen liegenden Freibohrungen kann bei verschiedenen Spannzangentypen angewendet werden, beispielsweise bei Spannzangen des Typs DIN 6499 mit einem 8° Konus und dem Gegenwinkel von 30° wie auch Spannzangen des Typs DIN 6388 mit einem Konus des Kegelverhältnisses 10:1 und dem Gegenwinkel von 30°, bei Zugspannzangen und Druckspannzangen mit einfachem Konus oder Doppelkonus mit unterschiedlichen Konuswinkeln, sowie auch bei zylindrischen Spannhülsen.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Figur zeigt eine konische geschlitzte Spannzange in Draufsicht auf die werkzeugseitige Stirnfläche und einen axialen Schnitt entlang der Linie A-A. Ihre Aussenfläche ist gekennzeichnet durch eine Mantelfläche 1, eine werkzeugseitige ebene Stirnfläche 2 und eine maschinenseitige ebene Stirnfläche 3. Die Mantelfläche weist eine flache Konusfläche 4 auf, die dem üblichen Innenkonus einer Aufnahme entspricht. Eine steilere Konusfläche 5 dient dem Anliegen einer Spannmutter. Dazwischen liegt eine übliche Ringnut 6 für den Eingriff eines Ausziehlappens einer Spannmutter.

Eine koaxiale Aufnahmebohrung 7 dient der Aufnahme eines Werkzeugschafts. Wegen der bekannten Schwierigkeiten mit einer zu langen Bohrung mit kleinem Durchmesser erstreckt sich von der maschinenseitigen Seite her eine koaxiale Bohrung 8 mit grossem Durchmesser über etwa die halbe Länge der Spannzange, so dass sich die Aufnahmebohrung 7 ebenfalls nur über die halbe Länge erstreckt. Drei um 120° winkelversetzte Schlitze 9 erstrecken sich von der Mantelfläche 1 her in axialer Richtung über etwa drei Viertel der gesamten axialen Länge und in radialer Richtung über maximal etwa 90% der Distanz zwischen Mantelfläche und der Aufnahmebohrung.

Gegenüber den Schlitzen um jeweils 60° und untereinander um 120° winkelversetzt verlaufen achsparallele Freibohrungen 10. Zwischen den Freibohrungen und der Aufnahmebohrung sind Verbindungsschlitze 11 ausgebildet, die bei der Herstellung der Aufnahmebohrung erzeugt werden.

Selbstverständlich kann auf die weite Bohrung 8 verzichtet werden. In diesem fall erstrecken sich die Aufnahmebohrung, die Freibohrungen und die Verbindungsschlitze über die gesamte Länge der Spannzange.

Bei der Herstellung dient eine der Freibohrungen als Einfädelbohrung für das Drahterodieren der Aufnahmebohrung und der Verbindungsschlitze. Mit diesem Verfahren können kleinste Aufnahmebohrungen ebenso wie grosse Bohrungen mit präzisem Rundlauf gefertigt werden.

Anstatt wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch drei Schlitze 9 gebildete drei Segmente mit einer entsprechenden Zahl von Freibohrungen und Verbindungsschlitzen ist in gleicher Weise auch eine grössere Zahl von Schlitzen, Segmenten etc. möglich.

Die auf diese Weise hergestellten Spannzangen weisen eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen vergleichbaren Spannzangen auf. Die Spannzange bleibt in sich geschlossen, so dass keine Deformation durch frei werdende Restspannungen entsteht. Durch die Freibohrungen und deren Verbindungsschlitze zur Aufnahmebohrung zwischen den Zangensegmenten wird die erforderliche radiale Flexibilität erreicht, die das Spannen ermöglicht. Mit den Freibohrungen und den Verbindungsschlitzen entsteht eine Art Brücke, die zwischen den Segmenten liegt. Wenn durch das Einziehen oder Einpressen der Spannzange die Segmente radial nach innen gepresst werden wird dieser Druck mittels dieser Brücke auf den zu spannenden Werkzeugschaft übertragen.


Anspruch[de]
  1. Spannzange oder -hülse mit einer Aufnahmebohrung für ein Werkzeug oder Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass um die Aufnahmebohrung herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen angeordnet sind, welche durch Verbindungsschlitze mit der Aufnahmebohrung verbunden sind.
  2. Spannzange oder -hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange geschlitzt ist und die Freibohrungen jeweils in den durch die Schlitze gebildeten Segmenten angeordnet sind.
  3. Spannzange oder -hülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich vom Aussenmantel her radial nach innen erstreckenden Schlitze in einem Abstand von der Aufnahmebohrung enden.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Spannzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um die Achse herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen angebracht werden, durch eine von ihnen ein Erosionsdraht eingefädelt wird und dann nacheinander ein Verbindungsschlitz zur Achse, eine koaxiale Aufnahmebohrung und von dort Verbindungsschlitze zu den weiteren Freibohrungen hergestellt werden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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