Spiraldehnspannsystem

Man nehme: Dorn und Hülse

Spannsystem mit großem Dehnbereich für Werkstücke und Werkzeuge
Spiraldehnhülse in der Achtkantaufnahme mit Spannschraube im Schnitt. Die Spannschraube kann auch eine Zugstange einer Drehbank sein. (Abbildungen: Maul)
Das Konstruktionsbüro Maul stellt ein Spiraldehnspannsystem vor, das im Tausendstelbereich exakt spannt und dennoch einen großen Spannbereich von bis zu einem halben Millimeter abdeckt.

Wird eine Stahlhülse bestehend aus Federstahl mit spiralförmig verlaufenden Nuten versehen und axial gespannt, so weicht die Stahlhülse durch eine Aufweitung aus. Wird diese Aufweitung durch einen Ring vermieden, erfolgt eine Verdrehung der Spiralen, ohne dass eine nennenswerte Kraft durch die Aufweitung auf den Ring erzeugt wird. Werden aber die Spiralen an der Verdrehung durch ein Polygon oder durch planetenförmig im Kreis in den Flanschen an den Enden der Stahlhülse angeordnete Stifte gehindert, so wird eine Dehnung der Stahlhülse mit einer räumlichen Kräftezerlegung auf den Ring ausgeübt. Diese Dehnung kann einen großen Bereich von bis zu einem halben Millimeter betragen und eine große Spannkraft erzeugen.

Variables System

Die Variablen sind: die Dicke der Wandung, die Anzahl der Nuten und die Steigung der Spiralen. Damit kann das System vielgestaltig ausgeführt werden. Es lassen sich Dehnspanndorne und Dehnspannhülsen in einem großen Abmessungsbereich konstruieren – sehr große bis sehr kleine. Die Dorne können durch eine axiale Druckkraft gestaucht werden, wobei sie aufweiten und durch eine axiale Zugkraft gestreckt werden – dadurch verkleinern sie sich im Durchmesser. Bei den Hülsen verhält es sich umgekehrt. Es ist zum Beispiel möglich, durch eine Zugkraft den Spanndorn zu verkleinern, um ein auf dem Dorn gespanntes Werkstück leicht zu entnehmen oder eine Hülse zur leichten Entnahme durch eine Druckkraft zu vergrößern.

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Durch die große Anzahl von Spiralen, die bogenförmig anliegen, wird ein Verformen zum Polygon vermieden und eine im Tausendstelmillimeter-Bereich genaue Zentrierung erreicht. Ein weiterer Vorteil ist es, dass sich durch die axiale Verschiebung der Spannhülse das Werkstück axial an der Stirnseite der Aufnahme positioniert.

Die konstruktiven Ausführungen sehen wie folgt aus: Spiralspanndehndorne und Hülsen lassen sich auf mehrere Arten betätigen. Eine zentral angeordnete Spannschraube ist die einfachste Betätigungsart. Es kann aber auch die Zugstange einer Drehbank sein oder stirnseitig oder am Zylindermantel angebrachte Spannschrauben, die über Umkehrhebel oder Winkelhebel den Spanndorn oder die Spannhülse durch eine axiale Kraft stauchen oder strecken. Werden große axiale Kräfte an den Spannschrauben erzeugt, erhält man eine sichere Spannung für die Werkstücke oder Werkzeuge. Außerdem kann ein Spiralspanndorn oder eine Hülse mit einem Polygon zur Vermeidung der Verdrehung der Enden zur stationären Spannung etwa in den T-Nuten von Fräsmaschinen verwendetet werden und dort runde Werkstücke genau spannen. In der Automation können die Spiraldehnspannelemente durch Pneumatik- oder Hydraulikzylinder betätigt werden.

Das System ist in vielen Varianten zum Patent angemeldet. Die Spiraldehn-Spannsysteme sind als Sonderkonstruktion lieferbar. Hans-Erich Maul/pb

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