EP2237916A1 - Expanding device and method for the production thereof - Google Patents

Expanding device and method for the production thereof

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Publication number
EP2237916A1
EP2237916A1 EP09703827A EP09703827A EP2237916A1 EP 2237916 A1 EP2237916 A1 EP 2237916A1 EP 09703827 A EP09703827 A EP 09703827A EP 09703827 A EP09703827 A EP 09703827A EP 2237916 A1 EP2237916 A1 EP 2237916A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base body
expanding
steel
expansion sleeve
chromium content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09703827A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Tausend
Ralf Gerstenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wte Prazisionstechnik GmbH
Original Assignee
Wte Prazisionstechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wte Prazisionstechnik GmbH filed Critical Wte Prazisionstechnik GmbH
Publication of EP2237916A1 publication Critical patent/EP2237916A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/305—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck the gripping means is a deformable sleeve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel

Definitions

  • the invention relates to a Dehnspanninnate, which consists of a base body and a thin-walled expansion sleeve made of steel, which is connected to form a closed, annular pressure chamber by means of a solder at least at its axial end portions with the base body, wherein the pressure chamber under elastic deformation of the expansion with a Pressure medium can be acted upon to realize a clamping action for a male tool or workpiece.
  • the expansion-tensioning device provided in a working spindle of a machine tool or with an interface is in turn capable of e.g.
  • Dehnspannfutter Clamping shank tools by internal clamping (drill, end mill) or external clamping (side milling cutter, workpiece bore) to receive fixing.
  • Such expansion chucks are then referred to as Dehnspannfutter or Dehnspanndorne.
  • the invention relates to a method for producing such a Dehnspann appearance.
  • Dehnspann headphonesen are well known in various embodiments and are used for high-precision clamping of components, in particular tool shanks or convincedinnenfact.
  • the expansion bush which is located on the base body radially inward (expansion chuck) or outside (Dehnspanndorn) deformed and thus the tension cylindrical or equipped with a bore components completed (DE 100 07 074 A1).
  • these components can be both tools and workpieces to be machined.
  • the Dehnspann headphones may be formed directly on the work spindle or machine side with a correspondingly formed machine interface, with which it is connected to the work spindle, are equipped.
  • the object of the present invention is to propose a Dehnspann worn and a method for their production, which ensure a high-strength, but elastic connection of the base body and expansion sleeve.
  • a Dehnspann driving is provided with a solder joint, in which by about the Stengelkristallite each other "toothed" joint partners approximately the strength of the process-influenced base material, in particular with regard to the static and dynamic strength and the shear strength is achieved In the axial direction, a high elasticity of the solder joint is maintained., As a result, a Dehnspann nails be provided, with the larger torques are transferable to the components to be clamped.Furthermore, it is possible by reducing the soldering length at the tool end of the Dehnspann nails, a to achieve a much stiffer arrangement of the part to be clamped.
  • Advantageous developments of the invention are characterized in the claims 2 and 3.
  • Fig. 1 is a sectional side view of a Dehnspann raised invention in the form of a Dehnspannfutter in a first embodiment
  • Fig. 2 is a sectional side view of a Dehnspann raised invention in the form of a Dehnspannfutters in another embodiment
  • Fig. 3 is a solder joint on the Dehnspann engaged invention with trained stem crystallites in the magnification 200: 1
  • FIGS. 1 and 2 show an expansion chuck 1 which is shown by way of example as a stretch chuck (DIN 69893-1 part 7).
  • This consists of a base body 2 and a thin-walled expansion sleeve 3, which is inserted into a receiving bore 4 provided on the base body 2 and connected to the base body 2 to form a closed, annular pressure chamber 5 by means of a solder 6 at least at its axial end regions 7.
  • the pressure chamber 5 by means of a pressure element via feed channels for elastic deformation of the expansion sleeve 3 with a pressure medium 8, preferably hydraulic oil, acted upon to realize a clamping action for a male tool or workpiece (not shown). If the pressure is correspondingly reduced, the expansion sleeve 3 springs back into its starting position and the object can be removed.
  • the design of the solder joint can have a wide variety of shapes, such as also shown in Fig. 2, have.
  • further connection points between body 2 and expansion sleeve 3 can be equipped with the soldering.
  • the joining partners, the base body 2 and the expansion sleeve 3, consist of steels 10, 11 with different carbon and / or chromium content, Fe-C clusters and / or Fe-Cr clusters separate from the carbon and high-temperature brazing alloys
  • columnar crystallites 9 grow over the soldering seam to the lower-alloyed joining partner, which is alloyed accordingly.
  • Differences in the C content of 0.2 to 2.5% and / or in the Cr content of 4 to 28% are particularly advantageous between the joining partners.
  • the carbon-bearing and / or chromium-poor steel 10 is used for the base body 2 and the carbon and / or chromium-rich Steel 11 for the expansion sleeve 3, so obtained after tempering a composite material of a "soft" body 2 to protect the machine interface with a hard wear-resistant expansion sleeve 3 allows for component picking.
  • the same high-strength, elastic soldered connection is formed even in the choice of the higher-alloyed steel 11 for the main body 3 and the lower-alloyed steel 10 for the expansion sleeve 2. This may be either alone to the C content, the Cr content or both Act ingredients in combination.
  • a Dehnspann trails 1 an expansion sleeve 3, preferably from 1.2379 (X155CrVMo 12-1) with a C content of 1, 55% and a Cr content of 12%, in a receiving bore 4 of a lower alloyed body 2, preferably from 1.2343 (X38CrMoV 5-1) with a C content of 0.38% and a Cr content of 5%, to be soldered high-strength with pure Cu solder.
  • the base body 2 is a steel 10 with lower carbon and chromium content
  • the expansion sleeve 3 is made of a steel 11 exists, which has a higher carbon and chromium content compared to the base body.
  • the soldering gap width is in a range of 10 to 50 ⁇ m.
  • the expansion sleeve 3 and body 2 are vacuum-soldered in a temperature range from 900 0 C to 1200 0 C and a holding time of 5 to 30 min. This results in a high-strength solder joint, as shown in Figure 3 in an enlargement.
  • this connection has strength values similar to those of the basic body 2.
  • the inventive configuration of the soldering results in a structure according to FIG. 3, wherein the soldering 4 is designed such that a tooth-like soldering structure with soldering partners connecting through columnar crystallites 9 builds up through the parameters according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to an expanding device made of a base body and a thin-walled expanding bushing made of steel, connected to the base body forming a closed, ring-shaped pressure chamber by means of a solder joint, wherein the pressure chamber can be acted on by a pressure medium under elastic deformation of the expanding bushing, in order to implement a clamping effect for a tool to be received. The invention further relates to a method for producing such an expanding device. While the aim of the invention is to propose an expanding device and a method for the production thereof ensuring a high-strength but elastic connection between the base body and expanding bushing, said aim is achieved in a generic expanding device in that the base body (2) and the expanding bushing (3) are made of steels having different carbon and/or chromium content, so that a high-strength joint is made when joining the base body (2) and the expanding bushing (3) by brazing, by forming columnar crystallites (9) due to alloying of the steel (10) having the lower carbon and/or chromium content. In the method for producing an expanding device wherein a base body is connected to an expanding bushing by high-temperature brazing, the aim is achieved in that steels having different carbon and/or chromium content are used for the base body (2) and the expanding bushing (3), the brazing gap is 10 to 150 µm, and the brazing takes place in a temperature range from 900-1200 °C and at a soak time at the brazing temperature of 1 to 30 min.

Description

Dehnspanneinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Dehnspanneinrichtung and method for their preparation
Die Erfindung betrifft eine Dehnspanneinrichtung, welche aus einem Grundkörper und einer dünnwandigen Dehnbüchse aus Stahl besteht, die unter Bildung einer geschlossenen, ringförmigen Druckkammer mittels eines Lotes zumindest an ihren axialen Endbereichen mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei die Druckkammer unter elastischer Verformung der Dehnbüchse mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, um eine Spannwirkung für ein aufzunehmendes Werkzeug oder Werkstück zu realisieren. In Abhängigkeit davon, ob die Dehnbüchse durch ihre elastische Verformung den Durchmesser einer Bohrung verringert oder den Durchmesser einer zylindrischer Aufnahme vergrößert, ist die in einer Arbeitspindel einer Werkzeugmaschine oder mit einer Schnittstelle versehene Dehnspanneinrichtung in der Lage ihrerseits z.B. spanende Schaftwerkzeuge durch Innenspannung (Bohrer, Schaftfräser) bzw. Außenspannung (Scheibenfräser, Werkstückbohrung) fixierend aufzunehmen. Derartige Dehnspanneinrichtungen werden dann als Dehnspannfutter bzw. Dehnspanndorne bezeichnet. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Dehnspanneinrichtung.The invention relates to a Dehnspanneinrichtung, which consists of a base body and a thin-walled expansion sleeve made of steel, which is connected to form a closed, annular pressure chamber by means of a solder at least at its axial end portions with the base body, wherein the pressure chamber under elastic deformation of the expansion with a Pressure medium can be acted upon to realize a clamping action for a male tool or workpiece. Depending on whether the expansion bushing reduces the diameter of a bore or increases the diameter of a cylindrical receptacle by means of its elastic deformation, the expansion-tensioning device provided in a working spindle of a machine tool or with an interface is in turn capable of e.g. Clamping shank tools by internal clamping (drill, end mill) or external clamping (side milling cutter, workpiece bore) to receive fixing. Such expansion chucks are then referred to as Dehnspannfutter or Dehnspanndorne. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a Dehnspanneinrichtung.
Dehnspanneinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen allgemein bekannt und werden zum hochgenauen Spannen von Bauteilen, insbesondere Werkzeugschäften oder Werkzeuginnenaufnahmen eingesetzt. Zum Spannen wird die Dehnbüchse, die sich am Grundkörper befindet radial nach innen (Dehnspannfutter) oder außen (Dehnspanndorn) verformt und damit die Spannung zylindrischer oder mit einer Bohrung ausgestatteter Bauteile vollzogen (DE 100 07 074 A1). Bei diesen Bauteilen kann es sich sowohl um Werkzeuge als auch zu bearbeitende Werkstücke handeln. Dabei kann die Dehnspanneinrichtung direkt an der Arbeitsspindel ausgebildet sein oder maschinenseitig mit einer entsprechend ausgebildeten Maschinenschnittstelle, mit der sie mit der Arbeitsspindel verbunden wird, ausgestattet werden.Dehnspanneinrichtungen are well known in various embodiments and are used for high-precision clamping of components, in particular tool shanks or Werkzeuginnenaufnahmen. For clamping, the expansion bush, which is located on the base body radially inward (expansion chuck) or outside (Dehnspanndorn) deformed and thus the tension cylindrical or equipped with a bore components completed (DE 100 07 074 A1). These components can be both tools and workpieces to be machined. In this case, the Dehnspanneinrichtung may be formed directly on the work spindle or machine side with a correspondingly formed machine interface, with which it is connected to the work spindle, are equipped.
Bei den bekannten Dehnspanneinrichtungen sind der Grundkörper und die Dehnbüchse aus demselben Stahlwerkstoff, insbesondere hinsichtlich des Kohlenstoff- und/oder Chromgehaltes, bestehend und an ihren axialen Endbereichen durch Hochtemperaturlöten miteinander verbunden. Dabei hat sich das Hochtemperaturlöten unter Schutzgas oder im Vakuum durchgesetzt und es wird eine relativ fehlerfreie Lötverbindung erzielt. Die Festigkeit der Verbindung liegt allerdings nur bei ca. 25% der Festigkeit des Grundwerkstoffes, weil die Lötverbindung durch getrennte Bereiche der zu verbindenden Bauteile der Dehnspanneinrichtung (Grundkörper, Dehnbüchse) durch das dazwischen liegende Lot gekennzeichnet ist. Weiterhin macht sich in axialer Erstreckung eine große Verbindungslänge der Lötung erforderlich, damit zumindest die vorstehenden Festigkeitsanforderungen erfüllt werden können.In the known Dehnspanneinrichtungen the main body and the expansion sleeve of the same steel material, in particular with regard to the carbon and / or chromium content, consisting and connected at their axial end portions by high-temperature brazing. In this case, the high-temperature soldering has prevailed under inert gas or in a vacuum and it is achieved a relatively error-free solder joint. However, the strength of the connection is only about 25% of the strength of the base material, because the solder joint by separate areas to connect Components of Dehnspanneinrichtung (body, expansion box) is characterized by the intermediate solder. Furthermore, a large connection length of the soldering is required in the axial extension, so that at least the above strength requirements can be met.
Diese Lötverbindungsstelle wird durch die auftretenden hohen Drücke, der Wechselbelastung im Betrieb und durch Wärmespannungen während der Herstellung der Verbindung stark beansprucht, was zum Bruch der Fügeverbindung führen kann. Die Verbindungsstelle zwischen Grundkörper und Dehnbüchse stellt somit eine hauptsächliche Schwachstelle der Dehnspanneinrichtung dar. Die Festigkeit dieser bestimmt entscheidend die Druckbeaufschlagbarkeit der Dehnbüchse und begrenzt somit das für den Spannvorgang relevante übertragbare Drehmoment zwischen Dehnspanneinrichtung und zu dem zu spannenden Bauteil.This solder joint is heavily stressed by the high pressures, the alternating load during operation and by thermal stresses during the production of the compound, which can lead to breakage of the joint connection. The joint between the base body and the expansion sleeve thus represents a major weak point of the expansion chuck. The strength of this determines decisively the Druckbeaufschlagbarkeit the expansion sleeve and thus limits the relevant for the clamping transmittable torque between Dehnspanneinrichtung and to the component to be clamped.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dehnspanneinrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, die eine hochfeste, aber elastische Verbindung von Grundkörper und Dehnbüchse absichern.The object of the present invention is to propose a Dehnspanneinrichtung and a method for their production, which ensure a high-strength, but elastic connection of the base body and expansion sleeve.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Dehnspanneinrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei das zur Aufgabenlösung beitragende Verfahren aus dem Patentanspruch 4 hervorgeht.According to the invention, this object is achieved in a generic Dehnspanneinrichtung by the features of claim 1, wherein the contributing to the task solving method is apparent from the patent claim 4.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine Dehnspanneinrichtung mit einer Lötverbindung zur Verfügung gestellt wird, bei der durch die über die Stengelkristallite ineinander „verzahnten" Fügepartner annähernd die Festigkeit des verfahrensbeeinflussten Grundwerkstoffes, insbesondere hinsichtlich der statischen und dynamischen Festigkeit und der Scherfestigkeit, erzielt wird. In Axialrichtung wird eine hohe Elastizität der Lötverbindung beibehalten. Im Ergebnis kann eine Dehnspanneinrichtung zur Verfügung gestellt werden, mit der größere Drehmomente auf die zu spannenden Bauteile übertragbar sind. Weiterhin ist es möglich, durch die Verringerung der Lötlänge am werkzeugseitigen Ende der Dehnspanneinrichtung, eine deutlich steifere Anordnung des zu spannenden Teiles zu erzielen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 charakterisiert.The advantages of the invention are that a Dehnspanneinrichtung is provided with a solder joint, in which by about the Stengelkristallite each other "toothed" joint partners approximately the strength of the process-influenced base material, in particular with regard to the static and dynamic strength and the shear strength is achieved In the axial direction, a high elasticity of the solder joint is maintained., As a result, a Dehnspanneinrichtung be provided, with the larger torques are transferable to the components to be clamped.Furthermore, it is possible by reducing the soldering length at the tool end of the Dehnspanneinrichtung, a to achieve a much stiffer arrangement of the part to be clamped. Advantageous developments of the invention are characterized in the claims 2 and 3.
Bevorzugte verfahrentechnische Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen 5 und 6 hervor.Preferred procedural embodiments of the invention are evident from the claims 5 and 6.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtung in Form eines Dehnspannfutters in einer ersten AusführungsformFig. 1 is a sectional side view of a Dehnspanneinrichtung invention in the form of a Dehnspannfutter in a first embodiment
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtung in Form eines Dehnspannfutters in einer weiteren AusgestaltungsformFig. 2 is a sectional side view of a Dehnspanneinrichtung invention in the form of a Dehnspannfutters in another embodiment
Fig. 3 eine Lötverbindung an der erfindungsgemäßen Dehnspanneinrichtung mit ausgebildeten Stengelkristalliten in der Vergrößerung 200:1Fig. 3 is a solder joint on the Dehnspanneinrichtung invention with trained stem crystallites in the magnification 200: 1
In den Fig. 1 und 2 ist eine beispielhaft als Dehnspannfutter (DIN 69893-1 Teil 7) dargestellte Dehnspanneinrichtung 1 dargestellt. Diese besteht aus einem Grundkörper 2 und einer dünnwandigen Dehnbüchse 3, welche in eine am Grundkörper 2 vorgesehene Aufnahmebohrung 4 eingesetzt ist und unter Bildung einer geschlossenen, ringförmigen Druckkammer 5 mittels eines Lotes 6 zumindest an ihren axialen Endbereichen 7 mit dem Grundkörper 2 verbunden ist. Dabei ist die Druckkammer 5 mittels eines Druckelementes über Zuführkanäle zur elastischen Verformung der Dehnbüchse 3 mit einem Druckmedium 8, vorzugsweise Hydrauliköl, beaufschlagbar, um eine Spannwirkung für ein aufzunehmendes Werkzeug oder Werkstück (nicht dargestellt) zu realisieren. Wird der Druck entsprechend vermindert federt die Dehnbüchse 3 in ihre Ausgangslage zurück und der Gegenstand kann entnommen werden.FIGS. 1 and 2 show an expansion chuck 1 which is shown by way of example as a stretch chuck (DIN 69893-1 part 7). This consists of a base body 2 and a thin-walled expansion sleeve 3, which is inserted into a receiving bore 4 provided on the base body 2 and connected to the base body 2 to form a closed, annular pressure chamber 5 by means of a solder 6 at least at its axial end regions 7. In this case, the pressure chamber 5 by means of a pressure element via feed channels for elastic deformation of the expansion sleeve 3 with a pressure medium 8, preferably hydraulic oil, acted upon to realize a clamping action for a male tool or workpiece (not shown). If the pressure is correspondingly reduced, the expansion sleeve 3 springs back into its starting position and the object can be removed.
Die Gestaltung der Lötverbindung kann dabei unterschiedlichste Formen, wie u. a. auch in Fig. 2 dargestellt, aufweisen. Alternativ können auch nicht gezeigte weitere Verbindungsstellen zwischen Grundkörper 2 und Dehnbüchse 3 mit der Lötung ausgestattet werden. Dadurch, dass die Fügepartner, der Grundkörper 2 und die Dehnbüchse 3, aus Stählen 10,11 mit unterschiedlichen Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt bestehen, scheiden sich beim Hochtemperaturlöten Fe-C-Cluster und/oder Fe-Cr-Cluster vom kohlenstoff- und/oder chromreicheren Fügepartner ab, es erfolgt eine Stengelkristallbildung in deren Ergebnis Stengelkristallite 9 über die Lötnaht hinweg zum niedrigerlegierten Fügepartner wachsen, der entsprechend auflegiert wird. Besonders vorteilhaft sind zwischen den Fügepartnern Unterschiede im C-Gehalt von 0,2 bis 2,5% und/oder im Cr-Gehalt von 4 bis 28% anzusehen. Dabei wird das Bestreben der unterschiedlich legierten Stähle genutzt, einen Legierungsgleichgewichtszustand zu erreichen. Das Lot 6 dient hierbei als Verbindungsmedium zwischen Grundkörper 2 und Dehnbüchse 3. Im Ergebnis entsteht eine hochfeste Lötverbindung mit ineinander „verzahnten" Fügepartnern, die neben einer hohen Elastizität in Axialrichtung annähernd die Festigkeit (deutlich höhere statische und dynamische Festigkeit, Torsionsbelastbarkeit, Scherfestigkeit und Dauerfestigkeit) des verfahrensbeeinflussten Grundwerkstoffes erreicht. Durch eine derartige Verbindung ist es möglich, die Druckbeaufschlagung der Dehnbüchse 3 zu erhöhen, um wesentlich höhere Drehmomentübertragungen von der Dehnspanneinrichtung 1 auf das zu spannende Bauteil zu erreichen. Weiterhin kann die bisher benötigte große Verbindungslänge der Lötung deutlich reduziert werden. Somit wird insbesondere am werkzeugseitigen Ende der Dehnbüchse 3 einer deutlich steiferen Anordnung erreicht. Verwendet man den kohlenstoff- und/oder chromärmeren Stahl 10 für den Grundkörper 2 und den kohlenstoff- und/oder chromreicheren Stahl 11 für die Dehnbüchse 3, so erzielt man nach dem Vergüten einen Werkstoffverbund der einen „weichen" Grundkörper 2 zum Schutz der Maschinenschnittstelle mit einer harten verschleißfesteren Dehnbüchse 3 für die Bauteilaufnahme ermöglicht. Entsprechend der Erfindung entsteht die gleiche hochfeste, elastische Lötverbindung auch bei der Wahl des höherlegierten Stahles 11 für den Grundkörper 3 und des niedrigerlegierten Stahles 10 für die Dehnbüchse 2. Dabei kann es sich sowohl allein um der C-Gehalt, den Cr-Gehalt oder beide Bestandteile in Kombination handeln.The design of the solder joint can have a wide variety of shapes, such as also shown in Fig. 2, have. Alternatively, not shown further connection points between body 2 and expansion sleeve 3 can be equipped with the soldering. Due to the fact that the joining partners, the base body 2 and the expansion sleeve 3, consist of steels 10, 11 with different carbon and / or chromium content, Fe-C clusters and / or Fe-Cr clusters separate from the carbon and high-temperature brazing alloys As a result, columnar crystallites 9 grow over the soldering seam to the lower-alloyed joining partner, which is alloyed accordingly. Differences in the C content of 0.2 to 2.5% and / or in the Cr content of 4 to 28% are particularly advantageous between the joining partners. The endeavor of the differently alloyed steels is used to achieve an alloy equilibrium state. The result is a high-strength solder joint with "toothed" join partners, which in addition to a high elasticity in the axial direction approximately the strength (significantly higher static and dynamic strength, Torsionsbelastbarkeit, shear strength and fatigue strength Such a connection makes it possible to increase the pressurization of the expansion sleeve 3 in order to achieve substantially higher torque transmissions from the expansion chuck 1 to the component to be clamped Furthermore, the previously required large connection length of the soldering can be significantly reduced Thus, a significantly more rigid arrangement is achieved, in particular at the tool-side end of the expansion sleeve 3. If the carbon-bearing and / or chromium-poor steel 10 is used for the base body 2 and the carbon and / or chromium-rich Steel 11 for the expansion sleeve 3, so obtained after tempering a composite material of a "soft" body 2 to protect the machine interface with a hard wear-resistant expansion sleeve 3 allows for component picking. According to the invention, the same high-strength, elastic soldered connection is formed even in the choice of the higher-alloyed steel 11 for the main body 3 and the lower-alloyed steel 10 for the expansion sleeve 2. This may be either alone to the C content, the Cr content or both Act ingredients in combination.
Gemäß einer verfahrensmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist es zur Herstellung einer Dehnspanneinrichtung 1 vorgesehen, eine Dehnbüchse 3, vorzugsweise aus 1.2379 (X155CrVMo 12-1) mit einem C-Gehalt von 1 ,55% und einem Cr-Gehalt von 12%, in einer Aufnahmebohrung 4 eines niedrigerlegierten Grundkörpers 2, vorzugsweise aus 1.2343 (X38CrMoV 5-1) mit einem C-Gehalt von 0,38% und einem Cr-Gehalt von 5%, hochfest mit reinem Cu-Lot zu verlöten. Somit handelt es sich beim Grundkörper 2 um einen Stahl 10 mit geringeren Kohlenstoff- und Chromgehalt, während die Dehnbüchse 3 aus einem Stahl 11 besteht, der gegenüber dem Grundkörper einen höheren Kohlenstoff- und Chromgehalt aufweist. Die Lötspaltbreite liegt in einem Bereich von 10 bis 50μm. Die Dehnbüchse 3 und Grundkörper 2 werden vakuumverlötet in einem Temperaturbereich von 9000C bis 12000C und bei einer Haltezeit von 5 bis 30 min. Dabei entsteht eine hochfeste Lötverbindung, wie sie in der Figur 3 in einer Vergrößerung dargestellt ist. Diese Verbindung weist durch die festigkeitssteigernden Stengelkristalitte 9 Festigkeitswerte ähnlich dem Werkstoff des Grundkörpers 2 auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lötung entsteht eine Struktur entsprechend der Fig. 3, wobei die Lötung 4 derart ausgebildet ist, dass sich durch die erfindungsgemäßen Parameter eine verzahnungsähnliche Lötstruktur mit sich durch Stengelkristallite 9 verbindenden Lötpartnern aufbaut. According to a procedural embodiment of the invention, it is provided for producing a Dehnspanneinrichtung 1, an expansion sleeve 3, preferably from 1.2379 (X155CrVMo 12-1) with a C content of 1, 55% and a Cr content of 12%, in a receiving bore 4 of a lower alloyed body 2, preferably from 1.2343 (X38CrMoV 5-1) with a C content of 0.38% and a Cr content of 5%, to be soldered high-strength with pure Cu solder. Thus, the base body 2 is a steel 10 with lower carbon and chromium content, while the expansion sleeve 3 is made of a steel 11 exists, which has a higher carbon and chromium content compared to the base body. The soldering gap width is in a range of 10 to 50μm. The expansion sleeve 3 and body 2 are vacuum-soldered in a temperature range from 900 0 C to 1200 0 C and a holding time of 5 to 30 min. This results in a high-strength solder joint, as shown in Figure 3 in an enlargement. As a result of the strength-increasing columnar crystal center 9, this connection has strength values similar to those of the basic body 2. The inventive configuration of the soldering results in a structure according to FIG. 3, wherein the soldering 4 is designed such that a tooth-like soldering structure with soldering partners connecting through columnar crystallites 9 builds up through the parameters according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Dehnspanneinrichtung1 expansion chuck
2 Grundkörper 3 Dehnbüchse2 main body 3 expansion sleeve
4 Aufnahmebohrung4 receiving hole
5 Druckkammer5 pressure chamber
6 Lot6 plumb bob
7 Endbereich 8 Druckmedium7 End area 8 Pressure medium
9 Stengelkristallite9 stem crystallites
10 kohlenstoff- und/oder chromärmerer Stahl10 carbon and / or chromium steel
11 kohlenstoff- und/oder chromreicherer Stahl 11 carbon and / or chromium richer steel

Claims

Patentansprüche claims
1. Dehnspanneinrichtung, welche aus einem Grundkörper und einer dünnwandigen Dehnbüchse aus Stahl besteht, die unter Bildung einer geschlossenen, ringförmigen Druckkammer mittels eines Lotes zumindest an ihren axialen Endbereichen mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei die Druckkammer unter elastischer Verformung der Dehnbüchse mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, um eine Spannwirkung für ein aufzunehmendes Werkzeugs zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und die Dehnbüchse (3) aus Stählen mit unterschiedlichen Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt bestehen, so dass bei der Verbindung von Grundkörper (2) und Dehnbüchse (3) durch Löten ein hochfester Fügeverbund durch Bildung von Stengelkristalliten (9) infolge des Auflegierens des Stahles (10) mit dem geringeren Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt entsteht.1. Dehnspanneinrichtung, which consists of a base body and a thin-walled expansion sleeve made of steel, which is connected to form a closed annular pressure chamber by means of a solder at least at its axial end portions with the base body, wherein the pressure chamber acted upon by elastic deformation of the expansion sleeve with a pressure medium is to realize a clamping action for a male tool, characterized in that the base body (2) and the expansion sleeve (3) consist of steels with different carbon and / or chromium content, so that in the connection of the base body (2) and Expansion bushing (3) by soldering a high-strength joint assembly by formation of columnar crystallites (9) as a result of Auflegierens the steel (10) with the lower carbon and / or chromium content arises.
2. Dehnspanneinrichtung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) den Stahl (10) mit dem geringeren und die Dehnbüchse (3) den Stahl (11) mit dem höheren Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt beinhaltet.2. Dehnspanneinrichtung according to claim 1, characterized in that the base body (2) includes the steel (10) with the lower and the expansion sleeve (3) the steel (11) with the higher carbon and / or chromium content.
3. Dehnspanneinrichtung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnbüchse (3) den Stahl (10) mit dem geringeren und der Grundkörper (2) den Stahl (11) mit dem höheren Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt beinhaltet.3. Dehnspanneinrichtung according to claim 1, characterized in that the expansion bushing (3) includes the steel (10) with the lower and the base body (2) the steel (11) with the higher carbon and / or chromium content.
4. Verfahren zur Herstellung einer Dehnspanneinrichtung, bei dem ein Grundkörper mit einer Dehnbüchse durch Hochtemperaturlöten verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Grundkörper (2) und die Dehnbüchse (3) Stähle mit unterschiedlichen Kohlenstoff- und/oder Chromgehalt verwendet werden, der Lötspalt 10 bis 150μm beträgt, die Lötung in einem Temperaturbereich von 900-12000C und bei einer Haltezeit der Löttemperatur 1 bis 30 min erfolgt.4. A method for producing a Dehnspanneinrichtung, in which a base body is connected to a Dehnbüchse by high temperature soldering, characterized in that for the base body (2) and the expansion sleeve (3) steels are used with different carbon and / or chromium content, the soldering gap 10 to 150μm, the soldering in a temperature range of 900-1200 0 C and a holding time of the soldering temperature is 1 to 30 min.
5. Verfahren zur Herstellung einer Dehnspanneinrichtung nach Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im Kohlenstoffgehalt zwischen Grundkörper (2) und Dehnbüchse (3) 0,1% bis 2,5% beträgt.5. A method for producing a Dehnspanneinrichtung according to claim 4, characterized in that the difference in carbon content between the base body (2) and expansion sleeve (3) is 0.1% to 2.5%.
6. Verfahren zur Herstellung einer Dehnspanneinrichtung nach Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im Chromgehalt zwischen Grundkörper (2) und Dehnbüchse (3) 4% bis 28% beträgt. 6. A method for producing a Dehnspanneinrichtung according to claim 4, characterized in that the difference in the chromium content between the base body (2) and expansion sleeve (3) is 4% to 28%.
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