DE4317170C2 - Dehnspannwerkzeuge zum Spannen von Werkstücken, Werkzeugen oder anderen Bauteilen mit einer stirnseitigen planen Anlagefläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydraulische Dehnspannwerkzeuge zum Spannen von Werkstücken, Werkzeugen oder anderen Bauteilen mit einer stirnseitigen Anlagefläche.

Aus der DE 31 48 677 A1 ist eine derartige hydraulische Dehn­ spannvorrichtung zum radialen und axialen Spannen eines Bau­ teils, wie eines Werkzeugs oder eines Werkstücks, auf einem Dorn bekannt. Ein aus einer massiven Scheibe und einem ange­ formten Rohransatz bestehender Grundkörper wird auf einen Ge­ windeabschnitt des Dorns aufgeschraubt, so daß das zuvor auf den Rohrabschnitt aufgeschobene Bauteil einem Bund des Dorns und einer Anlagefläche der Scheibe fixiert ist. Im Inneren des Rohransatzes des Grundkörpers sind eine radial innere und eine radial äußere zylindrische Druckkammer ausgebildet, die nach radial innen bzw. nach radial außen von einer elastisch verformbaren Wand begrenzt werden. Durch einen Druckaufbau in den Kammern erfolgt ein Spannen des Grundkörpers auf dem Dorn und des Bauteils auf dem Rohransatz des Grundkörpers. Zum axialen Spannen des Bauteils ist in der massiven Scheibe eine radiale ringförmige Druckkammer dicht neben der Anlagefläche ausgeformt, die von einer elastisch verformbaren Stirnwand begrenzt wird. Durch einen Druckaufbau in dieser Druckkammer und die Auswölbung dieser Stirnwand wird der zu spannende Bauteil gegen den Bund des Spanndorns gedrückt. Die Formung der Druckkammern innerhalb des Grundkörpers ist problematisch und die notwendige Anzahl verschiedener Einzelteile bedingt einen erheblichen technischen Aufwand.

Aus der DE 36 31 445 A1 ist eine hydraulische Spannvorrichtung zum Spannen von zylindrischen Bauteilen, insbesondere von zy­ lindrischen Werkzeugschäften, bekannt, deren Grundkörper eine zylindrische Aufnahmebohrung und eine dieser benachbarten An­ schlagfläche aufweist. Eine durch eine Druckflüssigkeit auf­ weitbare Kammer im Grundkörper umgibt die Aufnahmebohrung konzentrisch und wird über einen Kanal im Grundkörper mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Der in die Aufnahmebohrung eingesetzte Werkzeugschaft wird durch eine Vorspanneinrich­ tung mit seiner abgesetzten Ringschulter gegen die Anschlag­ fläche des Grundkörpers gedrückt. Die Vorspanneinrichtung weist einen in einer Querbohrung des Grundkörpers angeordne­ ten Bolzen auf, der eine größere Querbohrung im Werkzeug­ schaft durchragt. Durch Anziehen einer im Querbolzen angeord­ neten Spannschraube wird durch deren konischen Endteil eine Kugel aus einer seitlichen Öffnung gegen die Bohrungswand des Werkzeugschaftes gedrückt, was eine axiale Druckanlage der Ringschulter an der Anschlagfläche bewirkt. Diese bekannte Spannvorrichtung ist nur für spezielle Werkzeugschäfte mit genau positionierter Querbohrung geeignet und erzeugt über die Kugel des Keilgetriebes einen punktförmigen Druckkontakt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dehnspannwerk­ zeug zu schaffen, das bei technisch einfachem Aufbau unter Vermeidung von Schrauben oder Gewinden eine exakte Zentrie­ rung und Plananlage des zu spannenden Bauteils ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 9 und 10 jeweils angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäßen Dehnspannwerkzeuge erzeugen durch die besondere Ausbildung der jeweiligen Dehnhülse zusätzlich zur Radialspannkraft eine Kraft in Axialrichtung durch eine Be­ aufschlagung der beiden von der einteiligen Dehnhülse be­ grenzten Druckkammern mit einer Druckflüssigkeit. Mechanisch bewegte Bauelemente sind nicht erforderlich, da die exakte Zentrierung und die axiale Vorspannung des Bauteils allein durch den aufgebrachten hydraulischen Druck erfolgt.

Der Be- und Entladevorgang ist mit wesentlich weniger Aufwand verbunden und kann mit einfachsten Mitteln automatisiert wer­ den. Durch die Größe des Radialflansches der Dehnhülse läßt sich die Axialkraft bei gegebenem hydraulischen Druck auf den erforderlichen Kraftwert festlegen. Somit sind z. B. bei einem Spanndurchmesser von 30 mm Axialkräfte von 30 kN und mehr problemlos zu erreichen.

Ein erfindungsgemäßes Dehnspannwerkzeug läßt sich nicht nur zum Spannen von Werkzeugen und Werkstücken verwenden, sondern es eignet sich auch als Schnittstelle zwischen Maschinenspin­ del und Werkzeughalter (ähnlich Steilkegelschnittstelle/Hohl­ kegel/Schaftkegel) oder auch als Schnittstelle bei Drehma­ schinenrevolverköpfen. Allgemein gesagt, eignet sich das Sy­ stem für alle lösbaren Wellen/Nabe-Verbindungen, bei denen Genauigkeit und Plananlage zur Steifigkeitserhöhung eine Rol­ le spielen.

Ein weiterer Vorteil liegt in der platzsparenden Bauweise und auch in der Erzielung von gegenüber anderen Spannmitteln um ein Vielfaches erhöhten Spannkräften.

Die Erfindung umfaßt auch Spannwerkzeuge mit ebener Dehnwand­ ebene, z. B. als Dehnspann-Niederzugbacke, zum Spannen von prismatischen Werkzeugen mit Bezugsebenenanpressung (Planan­ lage) auf dem Maschinentisch oder auch umgekehrt zum Abheben von der Fläche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, 2 ein Dehnspannwerkzeug im schematischen Längsschnitt im entspannten und im gespannten Zustand;

Fig. 3, 4 ein Dehnspannwerkzeug mit einem Einkammersystem im entspannten und im gespannten Zustand;

Fig. 5 bis 13 weitere Ausführungsbeispiele des Dehnspannwerk­ zeugs jeweils im Längsschnitt;

Fig. 14 ein Spannwerkzeug mit ebener Dehnspannebene, z. B. als hydraulisches Niederspannwerkzeug, im Längsschnitt;

Fig. 15 eine teilgeschnittene Draufsicht des Spannwerkzeugs nach Fig. 14; und

Fig. 16 einen Schnitt XVI-XVI in Fig. 14.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent­ sprechende Bauteile mit jeweils gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet.

Das Dehnspannwerkzeug nach Fig. 1, 2 weist einen Grundkörper 1 mit einer zentrischen abgesetzten Durchgangsbohrung 2 zur Aufnahme einer Dehnspannhülse 3 auf. Die Durchgangsbohrung 2 hat in ihrem der Dehnspannhülse 3 abgekehrten Endabschnitt einen vergrößerten Durchmesser mit einem Innengewinde 4, in den eine Haltemutter 5 für die Dehnspannhülse 3 eingeschraubt ist. Die Dehnspannhülse 3 hat einen elastisch verformbaren Radialflansch 6 an ihrem der Haltemutter 5 benachbarten End­ teil.

Zur Aufnahme einer nicht dargestellten Maschinenspindel ist im Grundkörper 1 stirnseitig eine Passung 7 ausgebildet.

In der Dehnspannhülse 3 ist ein Schaft 8 eines Werkstücks oder Werkzeugs 9 angeordnet, der etwa in der äußeren Ebene 10 des Radialflansches 6 endet.

Im ungespannten Zustand ist zwischen einer Ringstirnfläche 12 des Werkstücks oder Werkzeugs 9 und einer planen Anlagefläche 13 Spiel vorhanden, das in Fig. 1 übertrieben groß darge­ stellt sein mag.

Im Grundkörper 1 sind zwei parallele Radialbohrungen 15, 16 angeordnet, in denen je ein Kolben 17, 18 über je eine pfrop­ fenförmige Dichtung 19 bzw. 20 längsverschieblich und abge­ dichtet geführt ist.

Ein Raum 21 unter dem Kolben 17 ist über einen Axialkanal 22 mit einer Axialdruckkammer 23 verbunden, die beidseitig des Axialkanals 22 durch je eine Ringdichtung 24 und 25 druckmit­ teldicht abgedichtet ist. Der Radialflansch 6 erstreckt sich über die äußere Ringdichtung 25 hinaus und ist in einer ring­ förmigen Aussparung 26 des Grundkörpers 1 festgelegt.

Ein Raum 27 unter dem Kolben 18 ist direkt mit einer Ra­ dialdruckkammer 28 verbunden, die endseitig durch je eine Ringdichtung 29 und 30, abgedichtet ist. Die Ringdichtungen 29 und 30 sitzen in Ringnuten und stützen sich an der äußeren Zylindermantelfläche der Dehnspannhülse 3 druckmitteldicht ab. Die Länge der Radialdruckkammer 28 beträgt hier mehr als 50% der Länge des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 3.

Im Grundkörper 1 ist zwischen den beiden Bohrungen 15 und 16 eine Sackbohrung 31 mit Gewinde angeordnet, in das eine Schraube 32 eingreift, deren Kopf 33 in einer Vertiefung 34 einer Druckplatte 35 liegt. Die Druckplatte 35 hat zwei An­ sätze 36 bzw. 37, die koaxial zu Kolbenstangen 38 bzw. 39 mit balligen Endabschnitten liegen. Die Kolbenstange 38 ist we­ sentlich kürzer als die Kolbenstange 39, so daß bei einer Ab­ senkbewegung der Druckplatte 35 der Ansatz 37 an der Kolben­ stange 39 anliegt, wenn die Dehnspannhülse 3 noch entspannt ist, während sich in diesem Zustand der Ansatz 36 in einem axialen Abstand von der Kolbenstange 38 befindet.

Die Wandstärke D des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 3 im Bereich der Radialdruckkammer 28 ist kleiner als die Wand­ stärke L des Radialflansches 6. Dadurch wird der hohlzylin­ drische Teil im Bereich der Radialspannkammer bei Druckein­ leitung früher verformt als der Radialflansch 6. Wird die Druckplatte 35 durch anziehen der Schraube 32 in Fig. 1, 2 nach unten bewegt, dann wird zunächst über die Kolbenstange 39 und den Kolben 18 das Druckmittel im Raum 27 unter Druck gesetzt, wodurch auch in der Radialdruckkammer 28 eine ent­ sprechende Druckerhöhung bis zum radialen Einspannen des Schaftes 8 erfolgt. Im weiteren Verlauf des Anziehens der Schraube 32 trifft auch der Ansatz 36 der Druckplatte 35 auf die Kolbenstange 38 und setzt über den Kolben 17 das im Raum 21 befindliche Druckmedium unter Druck, der den Axialkanal 22 in die Axialdruckkammer 23 übertragen wird. Dabei erfolgt ei­ ne elastische Verformung des Radialflansches 6. Dies hat zur Folge, daß der Schaft 8 in Richtung A gespannt wird, bis die Ringstirnfläche 12 des Werkstücks oder Werkzeugs 9 an der An­ lagefläche 13 satt zur Anlage kommt.

Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der vorbe­ schriebenen Ausführung zunächst dadurch, daß statt zwei ge­ trennter Axial- und Radialdruckkammern 23 und 28 nur eine Druckkammer vorgesehen ist, d. h. Axialdruckkammer 23 und die Radialdruckkammer 28 sind miteinander verbunden. Die Ra­ dialdruckkammer 28 ist an ihrem einen Ende durch eine Ring­ dichtung 30 abgedichtet, der in einer Ringnut festgelegt ist und an der äußeren Zylindermantelfläche der Dehnspannhülse 3 druckmitteldicht anliegt. Eine Ringdichtung 25 am Ende der Axialdruckkammer 23 ist ebenfalls in einer Ringnut des Grund­ körpers 1 festgelegt und liegt an einer Rückseite 40 des Ra­ dialflansches 6 druckmitteldicht an. Der Radialflansch 6 weist einen verdickten Rand 41 mit mehreren über den Umfang verteilten Bohrungen 42 auf, die mit Gewindebohrungen 43 im Grundkörper 1 fluchten. Durch die Bohrungen 42 greift jeweils eine Schraube 44, die in das Gewinde der betreffenden Sack­ bohrung 43 eingeschraubt ist, wodurch die Dehnspannhülse 3 am Grundkörper 1 lösbar und druckmitteldicht befestigt ist.

Über einen Kanal 45 wird Druckmittel zugeführt und unter Druck gesetzt, z. B. durch eine nicht dargestellte Schraube.

Die Wandstärke D des hohlzylindrischen Teils der Dehnspann­ hülse 3 ist geringer als die Wandstärke L des Radialflansches 6. Dadurch wird bei Druckeinleitung zunächst der hohlzylin­ drische Teil verformt, so daß der Schaft 8 radial eingespannt wird. Anschließend wird der Radialflansch 6 bei weiterer Druckerhöhung entsprechend Fig. 4 verformt, so daß der Schaft 8 mit seiner Ringstirnfläche 12 gegen die Anlagefläche 13 ge­ zogen wird.

Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausfüh­ rung nach den Fig. 3 und 4 dadurch, daß die Dehnspannhülse 3 an ihrem dem Werkstück oder Werkzeug 9 zugekehrten Endab­ schnitt mit einer zylindrischen Eindrehung 46 versehen ist.

Mit der dadurch gebildeten Schulter ist die Dehnspannhülse 3 auf einen Ringkragen 47 eines Zentrierrings 48 geschoben, der mit der Anlagefläche 13 bündig abschließt. Der Zentrierring 48 weist eine zylindrische Bohrung auf, die den gleichen Durchmesser wie die Innenbohrung der Dehnspannhülse 3 hat. Der Zentrierring 48 fixiert den Endteil der Dehnspannhülse 3 am Grundkörper 1. Beim Spannen in radialer Richtung wird der Zentrierring 48 festgeklemmt. Der Zentrierring 48 ist mit seinem Flansch mittels mehrerer Senkschrauben am Grundkörper 1 befestigt.

Zwischen dem Rand des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 3 und der Unterseite des Zentrierrings 48 ist ein axialer Ab­ stand 49 vorhanden.

Die Ausführung nach Fig. 6 unterscheidet sich von den Ausfüh­ rungen nach den Fig. 3 bis 5 durch einen formsteifen verdick­ ten Rand 50 am Ende des zylindrischen Teils der Dehnspannhül­ se 3, der in der Bohrung des Grundkörpers 1 den Paßdurchmes­ ser definiert und die mit der Axialdruckkammer 23 verbundene Radialdruckkammer 28 endseitig begrenzt.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist die Dehnspannhülse 3 an beiden Enden mit Radialflanschen 6 und 51 versehen, wobei der Radialflansch 6 eine größere Wandstärke L als der zylindri­ sche Teil der Dehnspannhülse 3 hat.

Der Flansch 51 ist durch eine Ringdichtung 52 gegenüber dem Grundkörper 1 abgedichtet, die sich gleitbeweglich an der Zy­ lindermantelfläche des Flansches 51 abstützt. Der Flansch 51 liegt in einer im Durchmesser entsprechend angepaßten Ausneh­ mung 53 des Grundkörpers 1, wobei zwischen seiner dem Grund­ körper 1 zugewandten Stirnfläche 54 und einer Stirnwand 55 des Grundkörpers 1 ein Ringraum F vorgesehen ist. Der Grund­ körper 1 besitzt eine Ringnut 56, in der eine Dichtung 57 an­ geordnet ist, der dichtend an der äußeren Mantelfläche der Dehnspannhülse 3 anliegt und die Radialdruckkammer 28 abdich­ tet. Ein Ringkragen 58 am Außenrand des Radialflansches 6 sitzt in einer Ausdrehung 59 an einer Schulter 60 des Grund­ körpers 1. Der Ringkragen 58 schließt plan mit der Stirnseite des Grundkörpers 1 ab und umschließt eine zylindrische Aus­ nehmung 61. Der Ringkragen 58 ist mit der Wandung der Ausdre­ hung 59 durch eine Löt- oder Klebverbindung 62 oder durch Schrauben verbunden. Im Falle des Verschraubens wird die Axialdruckkammer 23 durch eine nicht dargestellte Dichtung an dieser Stelle druckmitteldicht nach außen abgedichtet.

Die Wandstärke D des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 3 ist dünner als die Wandstärke L des Radialflansches 6. Wird über den Kanal 45 Druckmittel zugeführt, erfolgt zunächst ei­ ne Verformung des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 3, wonach bei weiterer Druckerhöhung der Radialflansch 6 ver­ formt wird und der Schaft 8 in Richtung A bis zur Anlage der Ringstirnfläche 12 des Werkstücks oder Werkzeugs 9 an der An­ lagefläche 13 herangezogen wird.

Die Ausführung nach Fig. 8 entspricht im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 6, ist jedoch für dünnere und längere Schäfte ausgelegt, wobei der Ringkragen 58 des Radialflan­ sches 6 bei 62 durch Kleben oder Löten mit dem Grundkörper 1 verbunden ist.

Die Ausführung nach Fig. 9 unterscheidet sich von den vorbe­ schriebenen Ausführungen zunächst dadurch, daß in der Ra­ dialdruckkammer 28 ein Ring 63 angeordnet ist und der zylin­ drische Teil der Dehnspannhülse 3 einen Ringwulst 64 in der Radialdruckkammer 28 aufweist, der die axiale Dehnung der Dehnspannhülse 3 erhöht. Das durch die größere Radialdruck­ kammer erhöhte Ölvolumen wird durch den eingebrachten Ring 63 reduziert. Die Ringwulst 64 ist in axialer Richtung federela­ stisch, so daß beim Anziehen des Werkstücks oder Werkzeugs 9 gegen die Anlagefläche 13 der zylindrische Teil der Dehn­ spannhülse 3 entsprechend nachgibt. Ein Endflansch 65 der Dehnspannhülse 3 ist mit dem Grundkörper 1 durch Löten, Kle­ ben, Schrauben oder dergleichen druckmitteldicht verbunden. Auch der Ringkragen 58 ist durch eine Löt- oder Klebverbin­ dung 62 mit dem Grundkörper 1 druckmitteldicht verbunden. Es kann auch hier eine druckmitteldichte Schraubverbindung vor­ gesehen sein.

Bei der Ausführung nach Fig. 10 weist die Dehnspannhülse 3 an einem Ende eine flanschförmige Verdickung 66, an dem anderen Endabschnitt eine hülsenförmige Aufweitung 67 auf. Die Auf­ weitung 67 ist mit dem Grundkörper 1 durch eine Löt- oder Klebverbindung 68 oder durch Verschrauben druckmitteldicht verbunden. Statt dessen kann auch eine Dichtung vorgesehen sein.

Die flanschförmige Verdickung 66 ist passend in der Bohrung des Grundkörpers 1 angeordnet und weist eine Ringdichtung 69 auf, die druckmitteldicht am Schaft 8 anliegt.

Die Dehnspannhülse 3 weist auf einem Teil ihrer axialen Länge eine bauchförmige Aufweitung 70 auf. Durch einen Druckmittel­ druck in der Radialdruckkammer 28 und damit auch in der damit verbundenen Axialdruckkammer 23 wird die bauchförmige Aus­ formung 70 etwa zylindrisch gegen den Schaft 8 angedrückt, was eine Verformung der radialen Endwand bewirkt, wodurch der Schaft 8 in Richtung A mit seiner Ringstirnfläche 12 gegen die Anlagefläche 13 angepreßt wird.

In Fig. 11 ist ein Dehnspanndorn 71, 72 dargestellt. Auf dem schmaleren Endteil 72 des Dehnspanndorns ist eine Dehnspann­ hülse 73 angeordnet, die an ihren Enden mit unterschiedlich langen kragenförmigen Verdickungen 74 und 75 versehen ist.

Der Endteil 72 weist im Abstand von seinem freien Ende eine Ringnut auf, in der eine Dichtung 76 angeordnet ist, die druckmitteldicht an der Mantelfläche der Verdickung 75 axial gleitbeweglich anliegt.

Im Endteil 72 sind radiale Einschnürungen 77, 78 und 79 vor­ gesehen. Die Verdickung 74 ist mit der Wandung des Endteils 72 durch eine Löt-, Kleb- oder sonstige Verbindung fest und druckmitteldicht verbunden. Die Radialdruckkammer 81 geht in die radiale Axialdruckkammer 82 über. Die Dicke D des zylin­ drischen Teils der Dehnspannhülse 73 ist geringer als die Wandstärke L. Wird durch einen zentralen Kanal 83 Druckmittel über einen Querkanal 84 zugeführt, dann erfolgt zunächst eine Aufweitung der Radialdruckkammer 81, bevor die dickere Wand 85 verformt wird, so daß das Werkzeug oder Werkstück 86 gegen eine Ringstirnfläche 87 und gegen eine Anlagefläche 88 zur Anlage kommt. Bei 89 kann eine Gleitlagerung oder aber eine feste Löt-, Kleb- oder sonstige Verbindung bestehen.

Bei der Ausführung nach Fig. 12 ist eine Gleitlagerung 90 vorgesehen, die durch eine Dichtung 91 abgedichtet ist.

Der Dehnspanndorn 92 nach Fig. 13 weist getrennte Druckölkam­ mern zur axialen und radialen Spannung auf. Der an einen breiteren Abschnitt 93 anschließende schmalere Schaftteil 94 ist von einer Dehnspannhülse 95 umgeben, deren am freien Ende angeformter innerer Ringflansch 96 in einer stirnseitigen Ausdrehung 97 des Schaftteils 94 durch eine Löt-, Kleb- oder Schraubverbindung druckmitteldicht befestigt ist. Am zylin­ drischen Teil der Dehnspannhülse 95 ist ein nach auswärts ge­ richteter Radialflansch 98 angeformt. In den Ringnuten 100, 103 des Schaftteils 94 sitzt je eine Ringdichtung 101, 103, die druckmitteldicht an der Innenwand 102 der Dehnspannhülse 95 anliegen. Zwischen den beiden Dichtungen 101 und 104 mün­ det ein Querkanal 105 aus, der an eine Zentralbohrung 106 an­ geschlossen ist.

Im breiteren Teil 93 des Schafts 92 ist eine ringförmige Hin­ terdrehung 108 mit einer anschließenden ringförmigen Ausspa­ rung 109 eingearbeitet, in welcher der Radialflansch 98 der Dehnspannhülse sitzt. Zwischen dem Ringflansch 98 und einer Wand 110 der Hinterdrehung 108 ist Freiraum vorhanden. Ein weiterer Freiraum ist zwischen einer Oberfläche 111 des Ra­ dialflansches 98 und einer durch die Hinterdrehung gebildeten Schulter 112 vorhanden. Diese Schulter 112 weist zwei beab­ standete Ringnuten auf, in denen zwei Ringdichtungen 113 und 114 angeordnet sind, die druckmitteldicht an der Oberfläche 111 des Ringflansches 98 anliegen. Zwischen den Dichtungen münden Kanäle 115 und 116 aus, die an die Druckeinleitung für die Axialspannung angeschlossen sind. Die Wandstärke L des Flansches 98 ist größer als die Dicke D des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse 95. Bei einem Spannvorgang wird zu­ nächst der zylindrische Teil der Dehnhülse 95 verformt und das Werkstück bzw. Werkzeug 107 gespannt, woraufhin bei gleichzeitiger Druckeinleitung über die Kanäle 115, 116 auch der Radialflansch 98 verformt wird und das Werkzeug bzw. Werkstück 107 mit seiner Plananlage 117 gegen eine Ringstirn­ fläche 118 des Spanndorns 92 in Richtung A angezogen wird.

Die in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Ausführung mit ebener Dehnspannebene kann z. B. als hydraulisches Niederspannwerk­ zeug (Niederzugbacke) eingesetzt werden. Ein Werkstück 119 wird zwischen zwei Dehnelementen 120 eingespannt, die einen etwa U-förmigen Querschnitt haben und je eine in Fig. 14 senkrechte Wand 125 sowie je zwei parallele beabstandete Querwände 121 und 122 mit endseitigen Kragen 123 bzw. 124 aufweisen.

Ein Grundkörper 127 hat an jeder Seite einen einwärts gerich­ teten Kragen 128 mit oberer und unterer Endfläche 129, 130. Jeder Kragen 128 weist an seiner Stirnseite eine Ausnehmung 131 mit oberen und unteren Längsnuten zur Aufnahme je einer in sich geschlossenen Dichtung 132, 133 auf. Die Dichtung 132, 133 liegt an der Wand 125 druckmitteldicht an und be­ grenzt eine Radialdruckkammer 134, in die jeweils ein Druckölkanal 135 mündet.

An einer planen Anlagefläche 136 stützen sich die Kragen 124 der beiden Dehnelemente ab. In den Kragen 123 und 124 sind gleich beabstandete Gewindebohrungen 137, 138 vorgesehen, in die Spannschrauben 140 eingeschraubt sind, deren Senkköpfe 141 bündig mit der äußeren Stirnfläche 142 der Wand 121 ab­ schließen.

In den unteren Flächen 130 der beiden Kragen 128 sind zwei beabstandete Ringnuten vorgesehen, in denen endlose Dich­ tungsschleifen 143, 144 angeordnet sind, die druckmitteldicht an einer Fläche 145 anliegen und je eine Axialdruckkammer 146 druckmitteldicht begrenzen. In diese Axialdruckkammer 146 münden Kanäle 147 zum Druckaufbau.

Bei einem Spannvorgang wird zunächst über die beiden Kanäle 135 in den beidseitigen Druckkammern 134 ein Druck aufgebaut, um durch elastische Verformung der Wände 125 der beiden Dehn­ elemente 120 das Werkstück 119 seitlich vorzuspannen. Gleich­ zeitig wird auch ein Druck in den beiden Axialdruckkammern 146 aufgebaut, der wegen der größeren Wandstärke L eine zeit­ lich nachfolgende Verformung der unteren Querwände 122 be­ wirkt, die in eine in Pfeilrichtung A wirkende Zugkraft auf das Werkstück 119 ausübt.

Claims (10)

1. Dehnspannwerkzeug zum zentrischen Spannen eines zylin­ drischen Schaftes, z. B. eines Werkzeugschaftes, beste­ hend aus

• - einem Grundkörper mit einer zylindrischen Aufnahme­ bohrung und einer stirnseitigen planen Anlagefläche,
• - einer im Grundkörper vorgesehenen ringzylindrischen Radial-Druckkammer, die radial innen von einer den eingeführten Schaft umgebenden elastisch verformbaren Wand begrenzt ist,
• - einer im Grundkörper vorgesehenen ringscheibenför­ migen Axial-Druckkammer, die von einer elastisch ver­ formbaren Stirnwand begrenzt ist, und
• - einer Druckmittelversorgung zum Aufbau eines Innendruckes in der Radialdruckkammer und in der Axialdruckkammer zum axialen und radialen Spannen des Werkzeugs,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - in der Aufnahmebohrung (2) des Grundkörpers (1) eine einteilige und mit einem Radialflansch (6) versehene Dehnhülse (3) druckdicht befestigt ist, deren zylin­ drischer Teil die elastisch verformbare Wand der Ra­ dialdruckkammer (28) bildet und deren Radialflansch (6) die elastisch verformbare Stirnwand der Axialdruckkammer (23) bildet,
• - wobei die Axialdruckkammer (23) an dem der planen Anlagefläche (13) abgewandten Endteil des Grundkör­ pers (1) angeordnet ist und der Radialflansch (6) bei Druckbeaufschlagung der Axialdruckkammer (23) über den gespannten zylindrischen Teil der Dehnhülse (3) eine Anzugskraft auf den Schaft (8) ausübt.

2. Dehnspannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wandstärke (D) des Radialflansches (6) größer als die Wandstärke L des zylindrischen Teils der Dehnspannhülse (3) ist.

3. Dehnspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axialdruckkammer (23) mit der Ra­ dialdruckkammer (28) verbunden ist.

4. Dehnspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Radialdruckkammer (28) und die Axialdruckkammer (23) jeweils gesondert an die Druck­ mittelversorgung angeschlossen sind, wobei die Ra­ dialdruckkammer (28) zeitlich vor der Axialdruckkammer (23) mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

5. Dehnspannwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Druckkammern (23; 28) mittels je eines eigenen im Grundkörper (1) angeordneten Zylinder­ kolbens (17, 18) mit Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei beide Kolben (17, 18) in einer vorgegebenen Zeit­ folge durch ein gemeinsames Stellglied (33, 34) betä­ tigbar sind.

6. Dehnspannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Radialflansch (6) der Dehnspannhülse (3) nur mit seinem äußeren Rand in einer endseitigen Erweiterung der Aufnahmebohrung (2) des Grundkörpers (1) abgedichtet fixiert ist.

7. Dehnspannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil der Dehnspannhülse (3) an seinem werkzeugseitigen Ende und der Radialflansch (6) an seinem Außenrand je eine ring­ förmige Verdickung (50, 58) aufweisen.

8. Dehnspannwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil der Dehnspannhülse (3) einen in axialer Richtung elastisch verformbaren Abschnitt (64; 70) aufweist.

9. Dehnspannwerkzeug zum zentrischen Spannen eines hohlzy­ lindrischen Bauteils, bestehend aus

• - einem Grundkörper mit einem zylindrischen Spanndorn und einer stirnseitigen planen Anlagefläche,
• - einer im Spanndorn vorgesehenen ringzylindrischen Radialdruckkammer, die radial außen von einer ela­ stisch verformbaren Wand begrenzt ist,
• - einer im Grundkörper vorgesehenen ringscheibenförmi­ gen Axialdruckkammer, die von einer elastisch ver­ formbaren Stirnwand begrenzt ist, und
• - einer Druckmittelversorgung zum Aufbau eines Innendruckes in der Radialdruckkammer und in der Axialdruckkammer,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf dem Spanndorn (72, 74) des Grundkörpers (71, 92) eine mit einem Radialflansch (74, 98) versehene ein­ teilige Dehnhülse (75, 95) druckdicht befestigt ist, deren zylindrischer Teil die elastisch verformbare Außenwand der Radialdruckkammer (81, 102) und deren Radialflansch (74, 98) zumindest teilweise die ela­ stisch verformbare Stirnwand der Axialdruckkammer (79, 108) bilden,
• - wobei der Radialflansch (74, 98) der Dehnhülse bei Druckbeaufschlagung der Axialdruckkammer (97, 108) eine Zugkraft über den bereits gespannten zylindri­ schen Teil der Dehnhülse auf das zu spannende Bauteil (86, 107) überträgt und dieses in Druckanlage an der Planfläche (87, 118) des Grundkörpers (70, 92) hält.

10. Dehnspannwerkzeug zum Spannen eines Bauteils mit plan­ parallelen Seitenflächen und einer stirnseitigen Anla­ gefläche, bestehend aus

• - einer in einem Grundkörper ausgebildeten Ausnehmung mit parallelen Seitenflächen und einer planen Boden­ fläche,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - an jeder Seitenfläche der Ausnehmung je ein eintei­ liges Dehnelement (120) druckdicht befestigt ist,
• - jedes Dehnelement (120) einen zur Seitenfläche parallelen Teil (125) aufweist, der eine elastisch verformbare Außenwand einer Seitendruckkammer bildet,
• - jedes Dehnelement (120) einen zur Seitenfläche rechtwinkligen Steg (122) aufweist, der eine ela­ stisch verformbare Außenwand je einer Axialdruckkam­ mer (146) bildet, und
• - eine Druckmittelversorgung zum Aufbau eines Innen­ drucks in jeder Seitendruckkammer (134) und in jeder Axialdruckkammer (146) vorgesehen ist.