DE102005014578B4

DE102005014578B4 - Spannzange oder -hülse

Info

Publication number: DE102005014578B4
Application number: DE102005014578.7A
Authority: DE
Inventors: Konrad Abt; Robi Karmann; Marcel Wertli
Original assignee: Rego Fix AG
Current assignee: Rego Fix AG
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: DE102005014578A1; CH696901A5; US20050258604A1

Abstract

Spannzange oder -hülse mit einer Aufnahmebohrung für ein Werkzeug oder Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass um die Aufnahmebohrung (7) herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen (10) angeordnet sind, welche durch Verbindungsschlitze (11) mit der Aufnahmebohrung (7) verbunden sind.

Description

Konische Spannzangen mit unterschiedlidlichen 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 DE 36 22 582 A2 betrifft eine Spannmutter zur Halterung einer auswechselbaren Spannzange. Die Spannmutter hat die Form von zwei mit ihren Grundflächen aufeinanderliegenden, zylindrischen Kegelstümpfen und weist im Berührungsbereich beider Kegelstümpfe eine Umfangsnut auf. Die Spannmutter ist mit einen Innengewinde zur Verbindung mit einem Aufnahmekonus für die Spannzange versehen und hat eine zylindrische Außenkontur und mindestens zwei auf einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden Umfangslinie angeordnete und einander diametral gegenüberliegende Schlitze auf. Die Schlitze durchsetzen dabei die Wand der Spannmutter jeweils mindestens entlang eines Viertels des Umfanges der Spannmutter.
Die DE 31 18 536 A1 betrifft eine Druckspannzange mit einer zur Bildung von Spannsegmenten in Längsrichtung geschlitzten Büchse. Die Innenflächen der Spannsegmente bilden eine axial verlaufende zentrale, zylindrische Ausnehmung zum Einsetzen eines Werkstücks. Die Spannsegmente weisen axial verlaufende Ausnehmungen auf, wobei die Umfangsflächen der zentralen Ausnehmung und der Ausnehmungen in den Spannsegmenten einander überschneidend angeordnet sind. In den Ausnehmungen der Spannsegmente sind weiter Spannbolzen zum Herausnehmen axial verschiebbar angeordnet.
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.
Aufgabenstellung
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 gleichen 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[deg.] Konus und dem Gegenwinkel von 30[deg.] wie auch Spannzangen des Typs DIN 6388 mit einem Konus des Kegelverhältnisses 10:1 und dem Gegenwinkel von 30[deg.], bei Zugspannzangen und Druckspannzangen mit einfachem Konus oder Doppelkonus mit unterschiedlichen Konuswinkeln, sowie auch bei zylindrischen Spannhülsen.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Ausführungsbeispiel
Die 2 zeigt eine konische geschlitzte Spannzange in Draufsicht auf die werkzeugseitige Stirnfläche und 1 einen axialen Schnitt entlang der Link 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[deg.] 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 aber maximal etwa 90% der Distanz zwischen Mantelfläche und der Aufnahmebohrung.
Gegenüber den Schlitzen um jeweils 60[deg.] und untereinander um 120[deg.] 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.

Claims

Spannzange oder -hülse mit einer Aufnahmebohrung für ein Werkzeug oder Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass um die Aufnahmebohrung (7) herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen (10) angeordnet sind, welche durch Verbindungsschlitze (11) mit der Aufnahmebohrung (7) verbunden sind.
Spannzange oder -hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange geschlitzt ist und die Freibohrungen (10) jeweils in den durch die Schlitze (9) gebildeten Segmenten angeordnet sind.
Spannzange oder -hülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich vom Aussenmantel (1) her radial nach innen erstreckenden Schlitze in einem Abstand von der Aufnahmebohrung (7) enden.
Verfahren zur Herstellung einer Spannzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um die Achse herum mehrere in gleichem Achsabstand und gleichmässig winkelversetzte, achsparallele Freibohrungen (10) angebracht werden, durch eine von ihnen ein Erosionsdraht eingefädelt wird und dann nacheinander ein Verbindungsschlitz (11) zur Achse, eine koaxiale Aufnahmebohrung (7) und von dort Verbindungsschlitze (11) zu den weiteren Freibohrungen (10) hergestellt werden.