DE4041683A1 - Hydraulisches spannelement - Google Patents
Hydraulisches spannelementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spannelement zum
axialen Verspannen von scheiben- oder walzenförmigen Werk
stücken oder Werkzeugen, insbesondere Wälzfräsern, auf einem
Dorn entsprechend den Merkmalen des Gattungsbegriffes des
Anspruches 1.
Hydraulische Spannelemente, auch Spannmuttern
genannt, dieser Art sind eine Weiterentwicklung der mecha
nischen Spannmuttern, wobei durch das vorgesehene hydrau
lische System ein Vielfaches an axialen Spannkräften aufge
bracht werden kann. Das hydraulische Spannelement wird auf
das freie Ende eines angetriebenen Dornes einer Werkzeug
maschine beispielsweise mittels eines Schraubgewindes
aufgebracht, bis es am Werkzeug (Fräser oder dgl.) oder am
Werkstück anliegt. Durch Eindrehen von einer oder mehreren,
vorzugsweise von zwei, Druckschrauben wird über das hydrau
lische System, nämlich über einen den Druckschrauben zuge
ordneten Druckraum mit Kanälen, der schwimmend im Grund
körper des Spannelements gelagerte Ringkolben axial gegen
den Rotationskörper verschoben und so eine im Vergleich zu
mechanischen Spannmuttern mehrfach größere axiale Spannkraft
erzeugt, mit der der Rotationskörper auf dem Dorn der Werk
zeugmaschine festgespannt wird.
Infolge der schwimmenden Lagerung des Ringkolbens kann es
durch unvermeidliche ungleiche innere Druckverteilung im
hydraulischen System, das mit einem Druckmedium, beispiels
weise Hydraulikflüssigkeit oder Fett gefüllt ist, und/oder
durch ungleiche Reibungsverhältnisse zu einer geringfügig
ungleichmäßigen Axialverschiebung des Ringkolbens kommen,
was wiederum zu einer unerwünschten radialen Verschiebung
des Werkzeuges bzw. Werkstückes und/oder auch zu einem
sogenannten Abknicken des freien Dornendes führen kann,
worunter eine geringfügige Neigung des freien Dornendes
gegenüber der Rotationsachse zu verstehen ist. Die Folge
einer solchen inneren unterschiedlichen Druckverteilung bzw.
ungleicher Reibungsverhältnisse oder dgl. sind Rundlaufab
weichungen des Rotationskörpers, also der Werkzeuge bzw. der
Werkstücke. Um solche Rundlaufabweichungen zu beseitigen,
ist es notwendig, die Werkzeuge bzw. die Werkstücke genau
nachzujustieren, was im Spitzenbock mit bekannten Spann
elementen erfolgen kann, wobei das Werkzeug so oft gespannt
werden muß, bis seine Ideallage wenigstens annähernd her
gestellt ist. Eine solche Justierung erfordert eine große
Geschicklichkeit der Bedienungsperson, ist darüber hinaus
äußerst zeitaufwendig und durch die damit verbundene Er
höhung der Nebenzeiten teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches
Spannelement der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die
axiale Steifigkeit des Aufspannsystems verbessert wird, eine
gezielte, zeitsparende und genaue Justierung von Rundlauf
fehlern beim Einrichten ermöglicht wird und eine radiale
Spielfreiheit im Betriebszustand gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Spannelement
nach Gattungsbegriff durch die Merkmale des Anspruches l ge
löst.
Dadurch daß der Grundkörper des Spannelementes in seinem
radial äußeren Bereich einen ringförmigen Teil aufweist, der
vorzugsweise auf den Grundkörper aufgeschraubt wird, und
einen sich radial zum Dorn hin erstreckenden federnden Teil
in Form eines Flansches aufweist, der mit Anlageflächen
einerseits am Ringkolben und andererseits am Rotationskörper
anliegt, ist ein Spannelement geschaffen, das äußerst ein
fach aufgebaut und leicht zu bedienen ist. Es besteht näm
lich im wesentlichen aus dem Grundkörper mit Hydrauliksystem
und einem auf den Grundkörper außen fest, aber lösbar aufge
brachten ringförmigen Teil nach Art eines Ringes oder einer
Hülse mit einem von außen nach innen radial weisenden
federnden Flansch. Diese Ausbildung ermöglicht es, außer den
Druckschrauben zur Aufbringung des hydraulischen Spann
druckes auch die Ausgleichsschrauben, die den Ringkolben
fixieren und die bei der Justierung betätigt werden müssen,
auf der freien Stirnseite des Spannelementes anzuordnen, und
zwar so, daß sie achsparallel zur Dornachse liegen. Hier
durch ist neben der baulichen Einfachheit auch eine leichte
Zugänglichkeit bei der Einstellung des Rundlaufes gewähr
leistet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles angegeben. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße
Spannelement, das auf einen Dorn mit darauf
befindlichem Rotationskörper aufgeschraubt ist,
Fig. 2 eine Ansicht auf das freie Stirnende des auf den
Dorn aufgeschraubten Spannelementes.
Auf dem rotierbaren Dorn 2 ist ein Rotationskörper 1, der
beispielsweise ein Wälzfräser sein kann, als Werkzeug auf
geschoben. Der Rotationskörper 1 liegt gegen einen radialen
Bund am anderen Dornende oder gegen einen ähnlichen Anschlag
an und ist so in seiner Lage festgelegt. Das freie Ende des
Dornes 2 trägt ein Gewinde 16, auf das der Grundkörper 3 des
hydraulischen Spannelementes aufgeschraubt ist. Anstelle
eines Gewindes kann auch eine andere geeignete Formschluß
verbindung zwischen Grundkörper und Dorn vorgesehen werden.
In dem Grundkörper 3 befindet sich das hydraulische System,
bestehend aus dem eigentlichen Druckraum 6, der mit einem
Druckmittel, beispielsweise Hydrauliköl oder Fett, gefüllt
ist, und den Kanälen 5, die den Druckraum 6 mit einem
zentrisch zur Achse 3′ des Grundkörpers angeordneten ring
förmigen Druckraum 5′ verbinden, und mit einer Ringdichtung
7, die ihn gegenüber dem benachbarten Ringkolben 4 ab
dichtet. Mittels der Druckschrauben 8, 8, die durch
Dichtungen 6′ gegen den Druckraum 6 abgedichtet sind, wird
der erforderliche hydraulische Spanndruck des Ringkolbens 4
eingestellt. Eine aus Fig. 2 ersichtliche Druckanzeige 17,
die mit dem Druckmittel in hydraulischer Verbindung steht,
zeigt durch einen verlagerbaren Stift 17′ an, wenn der er
forderliche Spanndruck aufgebracht ist. Bei der darge
stellten Ausführungsform sind zwei einstellbare Druckschrau
ben 8, 8, (vgl. Fig. 2) vorgesehen, die in dem im Querschnitt
kreisförmigen Grundkörper nach Art einer Sekante, also
sekantal, angeordnet ist. In gleicher Weise hat auch die
Druckanzeigevorrichtung 17 eine sekantale Lage im Grund
körper. Der in dem zentrisch zur Achse 3′ vorgesehenen
Druckraum 5′ verschiebbar gelagerte Ringkolben 4 kann ent
sprechend dem aufgebrachten hydraulischen Druck in Richtung
auf den Rotationskörper 1 geschoben werden. Vorteilhaft
weist der Ringkolben 4 einen Teil 13 auf, der sich radial
zum Dorn 2 hin erstreckt und eine Abstützung, vorzugsweise
eine Abstützfläche 14, für mindestens eine, vorzugsweise für
drei, Ausgleichsschrauben 15 bildet. Diese Ausgleichsschrau
ben 15 sind parallel zur Achse 3′ des Grundkörpers stirn
seitig an diesem angeordnet, so daß sie von der freien
Stirnseite des Spannelementes leicht einstellbar sind. Der
im Ausführungsbeispiel im Querschnitt (vgl. Fig. 1) winkel
förmig ausgebildete Ringkolben 4 hat an seiner vorderen, dem
Rotationskörper 1 zugewandten Stirnseite eine Planfläche,
mit der er an einer ersten Anlagefläche 11 eines federnden
Flansches zur Anlage gebracht werden kann. Der federnde
Flansch 10 ist Teil eines im radial äußeren Bereich auf den
Grundkörper 3 aufgebrachten ringförmigen Teiles 9, der sich
radial zum Dorn 2 erstreckt und mit dieser ersten Anlage
fläche 11 am Ringkolben 4 anliegt, während er mit seiner
zweiten, der ersten Anlagefläche 11 gegenüberliegenden
Anlagefläche 12 gegen den Rotationskörper 1 zur reibschlüs
sigen Anlage gebracht werden kann. Dadurch, daß der Teil 9,
vorzugsweise in Form eines Ringes, mit seinem nach innen
gerichteten, federnden Flansch 10 auf den äußeren Umfang des
Grundkörpers 3, vorzugsweise mittels eines Schraubgewindes,
fest aufgeschraubt werden kann, ergibt sich eine einfache
konstruktive Ausbildung des Spannelementes, das im wesent
lichen aus zwei Teilen, nämlich dem Grundkörper 3 und dem
aufgeschraubten Ring 9 mit federndem Flansch 10, besteht.
Zweckmäßig sind dabei Ring 9 und federnder Flansch 10 ein
einziger Bauteil. Der elastische Flansch 10 beaufschlagt
somit den Rotationskörper 1, also das Werkzeug, nur in einem
kreisringartigen Bereich a, dessen äußere Begrenzung 18 etwa
dem Durchmesser des Außenumfanges des Flansches 10 ent
spricht, und dessen innere Begrenzung 19 einen ausreichenden
Abstand von dem inneren Umfang des ringförmigen Teiles 13
des Ringkolbens 4 hat.
Das Hydrauliksystem wird, wie beschrieben, mittels der
radial angeordneten Druckschrauben 8, 8, gespannt, die als
Imbusschrauben ausgebildet sein können. Das Hydraulikmedium
preßt den Ringkolben 4 gegen den federnden Flansch 10, der
wiederum den Rotationskörper, also beispielsweise einen
Fräser, fest verspannt. Radial gerichtete Verstellkräfte,
wie sie insbesondere durch die Schnittkraftbelastung beim
Fräsen entstehen, können somit nicht mehr auf den Ringkolben
4 einwirken. Die Gefahr einer axialen Verschiebung dieses
schwimmend gelagerten Ringkolbens 4 wird dadurch vermieden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die auftretenden
Kräfte vielmehr durch den tellerartigen Flansch 10 aufge
nommen. Ein ungleichmäßiges axiales Verschieben des Ring
kolbens 4 beim Spannen führt somit nicht mehr zu einem
radialen Auswandern beispielsweise eines Fräsers, da der
zwischengeschaltete federnde Tellerflansch 10 diese un
gleichförmige Bewegung kompensiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird wie folgt betätigt.
Zunächst wird das hydraulische Spannelement von Hand auf den
Dorn 2 aufgeschraubt, bis die Planfläche 12 des federnden
Flansches 10 des Ringes 9 am Werkzeug, beispielsweise dem
Fräser, anliegt. Danach wird mittels der Druckschrauben 8, 8,
das hydraulische System betätigt und damit der erforderliche
Spanndruck aufgebracht. Danach werden die drei gleichmäßig
über den Umfang verteilten stirnseitig angeordneten
Ausgleichsschrauben 15 festgedreht und somit der Kolben 4 in
seiner mittels der Hydraulik eingestellten Lage fixiert.
Nach erfolgter Justierung kann der Ringkolben 4 durch
Zurückdrehen der Druckschrauben 8, 8, hydraulisch entlastet
werden. Der federnde Flansch 10 und mit ihm das Werkzeug ist
dann durch die gleichmäßig über den Umfang angeordneten
Ausgleichsschrauben 15 mechanisch fest verspannt und in
seiner Lage fixiert. Ergibt die nunmehrige Messung des
Rundlaufes eine zu große Rundlaufabweichung, wird die
Hydraulik durch Eindrehen der Druckschrauben 8, 8, erneut
betätigt, also das Werkzeug abermals hydraulisch verspannt,
und die jeweilige Ausgleichsschraube 15 so stark angezogen,
bis eine einwandfreie Rundlaufjustierung gegeben ist. Danach
wird die Hydraulik wieder entlastet. Diese wechselseitige
Einstellung von Hydrauliksystem und Ausgleichsschrauben wird
so oft wiederholt, bis die geforderte Rundlaufgenauigkeit
erreicht ist. Der federnde Flansch 10 überträgt nicht nur
die axiale Spannkraft, sondern stellt die Hydraulik auch
infolge seiner federnden Eigenschaften nach Entspannung
zurück. Außerdem verhindert er, daß das Spannelement, also
die Spannmutter, mit dem Dornende abknickt, wobei gleich
zeitig ermöglicht ist, daß mittels dem erfindungsgemäßen
Spannelement ein abgeknicktes Dornende wieder axial aus
gerichtet werden kann.
Claims (6)
1. Hydraulisches Spannelement zur axialen Verspannung von
Rotationskörpern (1), beispielsweise scheiben- oder
walzenförmigen Werkstücken, Werkzeugen oder dgl., auf
einem rotierbaren Dorn (2) mit einem auf dem Dorn
festgelegten Grundkörper (3) und einem in dem Grund
körper schwimmend gelagerten Ringkolben (4), der über
ein in sich geschlossenes Hydrauliksystem mittels
Druckelementen, beispielsweise Druckschrauben (8),
relativ zum Grundkörper (3) axial verschiebbar ist und
den Rotationskörper (1) axial fest verspannt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3) in
seinem radial äußeren Bereich einen ringförmigen Teil
(9) mit einem federnden Flansch (10) aufweist, der sich
radial zum Dorn (2) erstreckt und mit einer ersten An
lagefläche (11) am Ringkolben (4) und einer zweiten, der
ersten gegenüberliegenden, Anlagefläche (12) gegen den
Rotationskörper (1) abstützbar ist.
2. Spannelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (4) einen
sich zum Dorn (2) hin erstreckenden Teil (13) aufweist
und eine Abstützfläche (14) für mindestens eine, vor
zugsweise drei, Ausgleichsschrauben (15) bildet.
3. Spannelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsschrauben (15)
parallel zur Achse (3′) des Grundkörpers (3) angeordnet
sind.
4. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil (9) auf
dem Außenmantel des Grundkörpers (3) vorzugsweise mit
tels Gewinde (16) aufschraubbar ist.
5. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil (9) und
der federnde Flansch einteilig ausgeführt sind.
6. Spannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Flansch (10)
den Rotationskörper (1) nur in einem kreisringartigen
Bereich (a) beaufschlagt, dessen äußere Begrenzung (18)
etwa dem Außenumfang des Flansches (10) entspricht, und
dessen innere Begrenzung (19) einen radialen Abstand (s)
von dem inneren Umfang des ringförmigen Ansatzes (13)
des Ringkolbens (4) hat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904041683 DE4041683A1 (de) | 1990-12-23 | 1990-12-23 | Hydraulisches spannelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904041683 DE4041683A1 (de) | 1990-12-23 | 1990-12-23 | Hydraulisches spannelement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4041683A1 true DE4041683A1 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=6421369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904041683 Withdrawn DE4041683A1 (de) | 1990-12-23 | 1990-12-23 | Hydraulisches spannelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4041683A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6349802B1 (en) * | 1999-07-16 | 2002-02-26 | Akira Juura | Brake system and a method for assembling thereof |
CN103573776A (zh) * | 2012-07-24 | 2014-02-12 | 襄阳振本传动设备有限公司 | 自锁型液压螺母 |
CN110449950A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-15 | 上海交通大学 | 卧式柔性夹具 |
CN112605480A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-06 | 东北石油大学 | 一种多根管接头螺纹加工装置及加工方法 |
-
1990
- 1990-12-23 DE DE19904041683 patent/DE4041683A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
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CN112605480B (zh) * | 2020-12-14 | 2022-01-14 | 东北石油大学 | 一种多根管接头螺纹加工装置及加工方法 |
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Legal Events
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