BOHRUNGSSPANNER

Die Erfindung betrifft einen Bohrungsspanner zum Spannen eines Werkstücks.

Ein derartiger Bohrungsspanner ist beispielsweise aus EP 3 330 041 Bl bekannt. Bei einem Spann vorgang wird hierbei eine Spannbuchse des Bohrungsspanners in eine entsprechende Werkstück bohrung in dem zu spannenden Werkstück eingeführt und dann in radialer Richtung aufgeweitet, wodurch die Spannbuchse in der Werkstückbohrung verankert wird. Das Aufweiten der Spann buchse erfolgt durch einen verschiebbaren Spannbolzen, der koaxial in der Spannbuchse angeord net ist und einen Kopf aufweist, der sich zu seinem freien Ende hin konisch erweitert. Beim Einzie hen des Spannbolzens erweitert der Spannbolzen deshalb die Spannbuchse in radialer Richtung, wodurch die Spannbuchse in der Werkstückbohrung verankert wird. Beim weiteren Anziehen des Spannbolzens wird das Werkstück dann auf eine Werkstückauflage an dem Bohrungsspanner gezo gen und gespannt. Der mechanische Antrieb des Spannbolzens erfolgt hierbei üblicherweise hyd raulisch durch einen Kolben, der in dem Bohrungsspanner parallel zur Spannrichtung verschiebbar ist. Diese bekannte Konstruktion eines Bohrungsspanners ist jedoch hinsichtlich des Antriebs des Spannbolzens noch nicht optimal.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Bohrungsspanner zu schaf fen.

Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner gemäß dem Hauptanspruch gelöst.

Der erfindungsgemäße Bohrungsspanner eignet sich zum Spannen eines Werkstücks mit einer in dem Werkstück befindlichen Werkstückbohrung. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Werkstücks ist allgemein zu verstehen und nicht auf Werkstücke beschränkt, die anschließend bearbeitet werden sollen, beispielsweise in einer Fräsmaschine. Vielmehr umfasst der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Werkstücks auch andere Typen von Bauteilen. In Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen bekannten Bohrungsspanner weist auch der erfindungsgemäße Bohrungsspanner eine Spannbuchse auf, die in radialer Richtung aufgeweitet werden kann, um die Spannbuchse in einer Werkstückbohrung des zu spannenden Werkstücks zu verankern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Spannbuchse meh rere getrennte Spannsegmente auf, die über den Umfang der Spannbuchse verteilt angeordnet sind, wobei Trennschlitze zwischen den einzelnen Spannsegmenten eine radiale Aufweitung der Spannsegmente erlauben.

Darüber hinaus weist auch der erfindungsgemäße Bohrungsspanner einen Spannbolzen auf, der koaxial durch die Spannbuchse verläuft und in einer Spannrichtung zwischen einer Spannstellung und einer Entspannstellung axial verschiebbar ist. In der Spannstellung weitet der Spannbolzen die Spannbuchse radial auf, um die Spannbuchse in der Werkstückbohrung des zu spannenden Werk stücks zu verankern. In der Entspannstellung wird die Spannbuchse dagegen in radialer Richtung nicht aufgeweitet, damit die Spannbuchse in der Entspannstellung in die Werkstückbohrung einge führt oder aus der Werkstückbohrung herausgezogen werden kann.

Darüber hinaus weist auch der erfindungsgemäße Bohrungsspanner einen Spannbolzenantrieb auf, um den Spannbolzen in der Spannrichtung in die Spannstellung zu bewegen.

Der erfindungsgemäße Bohrungsspanner zeichnet sich nun durch eine besondere Konstruktion des Spannbolzenantriebs aus. So weist der erfindungsgemäße Spannbolzenantrieb einen Kolben auf, der bezüglich der Spannrichtung lateral verschoben werden kann. In dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ist dieser Kolben rechtwinklig zur Spannrichtung verschiebbar, jedoch sind grundsätzlich auch andere Winkelstellungen zwischen der Bewegungsrichtung des Kolbens ei nerseits und der Spannrichtung andererseits möglich. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Spannbolzenantrieb ein Keilflächengetriebe mit aufeinander gleitenden Keilflächen auf, um die la terale Bewegung des Kolbens in eine entsprechende axiale Bewegung des Spannbolzens in der Spannrichtung umzusetzen. Das Keilflächengetriebe weist also eine erste Keilfläche an dem lateral verschiebbaren Kolben und eine zweite Keilfläche auf, die auf den Spannbolzen wirkt. Bei einer lateralen Verschiebung des Kolbens gleiten diese beiden Keilflächen aufeinander und führen dadurch zu der gewünschten Bewegung des Spannbolzens.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die beiden Keilflächen planparal lel zueinander, um eine effektive Kraft- und Richtungsumwandlung zu ermöglichen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Keilflächen in der Spannstellung aufeinander gleiten, wohingegen die Keilflä chen in der Entspannstellung voneinander beabstandet sein können und einen Spalt einschließen.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Keilflächen vorzugsweise einen bestimmten Keilwinkel mit der Spannrichtung einschließen, wobei dieser Keilwinkel vorzugsweise im Bereich von 10°-80°, 20°-70°, 30°-65° oder 40°-55° liegt, um nur einige Beispiele zu nennen.

Ferner ist zu erwähnen, dass der lateral verschiebbare Kolben durch verschiedene Antriebsarten angetrieben werden kann. Beispielsweise kann der lateral verschiebbare Kolben elektromotorisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch mittels eines Schraubgetriebes angetrieben werden.

Weiterhin ist zu bemerken, dass zumindest eine der Keilflächen mit einer reibungsmindernden und/oder verschleißmindernden Beschichtung versehen werden kann. Beispielsweise eignet sich hierfür eine sogenannte DLC-Beschichtung (DLC: Diamond-like carbon).

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Keilflächen des Keilflächen getriebes in einem Ölbad angeordnet sind, um die Reibung und den Verschleiß zu verringern.

Bei einem Spannvorgang wird die Spannbuchse radial aufgeweitet, wie vorstehend bereits be schrieben wurde. In diesem radial aufgeweiteten Zustand besteht die Gefahr, dass Späne oder sons tige Verunreinigungen axial von oben in die aufgeweitete Spannbuchse eindringen und dadurch im Extremfall zu einer Funktionsstörung führen. Dieses Problem ist weniger gravierend, wenn die Spannbuchse in eine oben geschlossene Sackbohrung an dem zu spannenden Werkstück eingeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Werkstückbohrung nicht als Sackbohrung ausgeführt ist, sondern als Durchgangsbohrung, die oben offen ist. Hierbei besteht im gespannten Zustand beson ders die Gefahr, dass Späne oder Verunreinigungen von oben durch die Durchgangsbohrung in die aufgeweitete Spannbuchse eindringen. Zur Lösung dieses Problems ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass auf dem freien Ende des Spannbolzens eine Abdeckkappe angebracht ist, wobei die Abdeckkappe vorzugsweise lösbar an dem Spannbolzen angebracht ist. Die Abdeckkappe ver schließt den Querschnitt der Werkstückbohrung oberhalb der Spannbuchse elastisch, so dass ein störendes Eindringen von Fremdkörpern aus der Werkstückbohrung in die aufgeweitete Spann buchse verhindert wird. Beispielsweise kann die Abdeckkappe aus Gummi oder aus einem sonsti gen elastischen Kunststoff bestehen, der sich tellerförmig innen an die Innenwand der Werkstück bohrung anschmiegt. Hierbei ist zu erwähnen, dass der erfindungsgemäße Gedanke einer Abdeck kappe an dem Spannbolzen auch unabhängig von den anderen Merkmalen des Bohrungsspanners von eigener schutzwürdiger Bedeutung ist. Die Erfindung umfasst deshalb auch einen Spannbolzen mit einer daran angebrachten Abdeckkappe unabhängig von weiteren Merkmalen des Bohrungs spanners.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass das Keilflächengetriebe auf den Spannbolzen wirkt und diesen bei einem Spannvorgang aus der Entspannstellung in die Spannstellung drückt. Das Keilflä chengetriebe wirkt jedoch vorzugsweise nicht direkt auf den Spannbolzen, sondern indirekt über einen Zugbolzen, der in einem Zylinder des Bohrungsspanners entlang der Spannrichtung ver schiebbar ist, wobei der Spannbolzen im montierten Zustand in dem Zugbolzen verankert ist, so dass eine Bewegung des Zugbolzens aus der Entspannstellung in die Spannstellung zu einer ent sprechenden und gleichgerichteten Bewegung des Spannbolzens aus der Entspannstellung in die Spannstellung führt.

Die Verankerung des Spannbolzens in dem Zugbolzen kann beispielsweise lösbar mittels eines Ba jonettverschlusses erfolgen, was eine leichte Demontage ermöglicht.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass der erfindungsgemäße Bohrungsspanner vorzugsweise eine Ver drehsicherung aufweist, die im Betrieb eine Verdrehung des Spannbolzens relativ zu dem Zugbol zen verhindert. So kann die Verdrehsicherung beispielsweise einen Ring aufweisen, von dem zwei gegenüberliegende Stege axial abstehen, wobei die beiden Stege verhindern, dass sich ein ham merförmiger Kopf des Spannbolzens verdrehen kann.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Bohrungsspanner zusätzlich eine Rückstelleinrichtung auf, um die radiale Aufweitung der Spannbuchse in der Spannstellung in eine radial zusammengezogene Stellung der Spannbuchse zurückzustellen. Diese Rückstelleinrichtung hat ebenfalls eine eigenständige schutzfähige Bedeutung unabhängig von den anderen Merkmalen des Bohrungsspanners. Die Erfindung umfasst deshalb auch die Rückstelleinrichtung mit den nach stehend beschriebenen Merkmalen unabhängig von den sonstigen Merkmalen des Bohrungsspan ners und insbesondere ohne das Keilflächengetriebe.

In einer Erfindungsvariante erfolgt die Rückstellung der Spannbuchse aus der radial aufgeweiteten Spannstellung in die radial zusammengezogene Entspannstellung durch aufeinander gleitende Keil flächen. Hierzu befindet sich an der Unterseite der Spannbuchse außen eine ringförmig umlaufende Keilfläche. Darunter befindet sich ein verschiebbarer Keilring, der an der Oberseite ebenfalls eine ringförmig umlaufende Keilfläche aufweist. Eine axiale Verschiebung dieses Keilrings führt dann aufgrund der aufeinander gleitenden Keilflächen an dem Keilring einerseits und an der Spann buchse andererseits zu einem radialen Zusammendrücken der Spannbuchse. Zum Verschieben des Keilrings entlang der Spannrichtung können hierbei axial verlaufende Stößel vorgesehen sein, die von dem Zugbolzen verschoben werden oder sogar an den Zugbolzen angeformt sind. Bei einer axialen Bewegung des Zugbolzens aus der Spannstellung in die Entspannstellung drücken diese Stö ßel dann den Keilring in den Bohrungsspanner nach oben, wodurch die Spannbuchse radial zusam mengedrückt wird.

In einer anderen Erfindungsvariante weist die Rückstelleinrichtung für die Spannbuchse dagegen mindestens eine Feder (z.B. Spiralfeder) auf, die mit einer bestimmten Rückstellkraft von außen auf die Spannbuchse drückt. Vorzugsweise ist die Spannrichtung der Feder radial ausgerichtet. Weiter hin ist zu erwähnen, dass die Rückstellkraft beispielsweise mit einer Justierschraube eingestellt wer den kann.

In noch einer weiteren Erfindungsvariante weist die Rückstelleinrichtung dagegen erste Nuten in der Mantelfläche des Spannbolzens auf, wobei die ersten Nuten in Längsrichtung verlaufen und jeweils eine Flinterschneidung aufweisen. Hierbei verlaufen in der Spannbuchse zweite Nuten in der Innenfläche der Spannbuchse, wobei die zweiten Nuten in Längsrichtung verlaufen und jeweils eine Hinterschneidung aufweisen. Darüber hinaus weist die Rückstelleinrichtung in dieser Erfin dungsvariante Koppelelemente auf, die mit einem Ende in den ersten Nuten und mit dem anderen Ende in den zweiten Nuten verankert sind und darin gleiten, so dass die Koppelelemente eine Zwangsführung der Spannsegmente der Spannbuchse bewirken. Bei einer axialen Relativbewegung zwischen dem Spannbolzen einerseits und der Spannbuchse andererseits kommt es aufgrund der Zwangsführung zu einer entsprechenden Radialbewegung der Spannsegmente der Spannbuchse.

In noch einer weiteren möglichen Erfindungsvariante weist die Rückstelleinrichtung eine andere formschlüssige Verbindung zwischen der Spannbuchse und dem Spannbolzen auf, die ebenfalls eine Zwangsführung in radialer Richtung bewirkt. Beispielsweise kann hierbei eine T-Nut in dem einen Bauteil vorgesehen sein, in der ein entsprechend angepasstes Federelement in dem anderen Bauteil eingreift, um die Zwangsführung zu bewirken.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Bohrungsspanner zusätzlich eine pneumatische Stellungsabfrage auf, wobei die pneumatische Stellungsabfrage vorzugsweise min- destens zwei, drei oder vier verschiedene Stellungen des Bohrungsspanners erkennen und unter scheiden kann. Beispielsweise kann die pneumatische Stellungsabfrage folgende Stellungen unter scheiden:

eine Spannstellung, in der das zu spannende Werkstück gespannt ist,

eine Entspannstellung, in der die Spannbuchse in die Werkstückbohrung eingeführt und aus der Werkstückbohrung herausgezogen werden kann,

eine Stellung des Zugbolzens bzw. des Spannbolzens innerhalb eines Spannbereichs, der ei nen Spannbetrieb zulässt,

eine durchgespannte Stellung, in der der Zugbolzen vollständig gespannt ist und sich außer halb des zulässigen Spannbereichs befindet.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die pneumatische Stellungsabfrage zunächst den bereits vorstehend erwähnten Zugbolzen auf, der in einem Zylinder entlang der Spannrichtung verschiebbar ist. Darüber hinaus umfasst die pneumatische Stellungsabfrage eine erste Druckluftleitung, die an einer ersten Mündungsstelle von der Werkstückseite ausgehend im Wesentlichen axial in den Zylinder mündet, in dem der Zugbolzen verschiebbar ist. In der Entspann stellung verschließt der Zugbolzen dann diese erste Mündungsstelle, was pneumatisch abgefragt werden kann. In der Spannstellung gibt der Zugbolzen dagegen die erste Mündungsstelle frei, was ebenfalls pneumatisch abgefragt werden kann.

Darüber hinaus kann die pneumatische Stellungsabfrage eine zweite Druckluftleitung aufweisen, die an einer zweiten Mündungsstelle im Wesentlichen radial in den Zylinder mündet, in dem der Zugbolzen entlang der Spannrichtung verschiebbar ist. Darüber hinaus weist die pneumatische Stel lungsabfrage bei dieser Bauweise eine Radialbohrung in dem Zugbolzen auf, die in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Zugbolzens mehr oder weniger fluchtend über der zweiten Mündungs stelle der zweiten Druckluftleitung liegt. In der Entspannstellung fluchtet die Radialbohrung in dem Zugbolzen dann exakt mit der zweiten Mündungsstelle der zweiten Druckluftleitung, was pneuma tisch abgefragt werden kann. Die zweite Mündungsstelle der zweiten Druckluftleitung wird dage gen von der Mantelfläche des Zugbolzens verschlossen, wenn sich der Spannbolzen innerhalb eines zulässigen Spannbereichs befindet, der einen Spannbetrieb zulässt. Auch dies ist pneumatisch ab- fragbar. Die zweite Mündungsstelle der zweiten Druckluftleitung wird dagegen von dem Zugbolzen wieder freigegeben, wenn der Zugbolzen vollständig durchgespannt ist und sich somit außerhalb des zulässigen Spannbereichs befindet. Auch dieser Zustand lässt sich pneumatisch abfragen. Im Ergebnis können also mittels der zweiten Druckluftleitung drei verschiedene Betriebszustände er kannt und unterschieden werden, nämlich die Entspannstellung, der Betrieb innerhalb des zulässi gen Spannbereichs und ein Zustand außerhalb des zuständigen Spannbereichs.

Darüber hinaus oder alternativ kann der Bohrungsspanner auch eine elektrische Stellungabfrage aufweisen, um die Stellung des Zugbolzens abzufragen. Beispielsweise kann hierzu ein induktiver Sensor eingesetzt werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die elektrische Stellungs abfrage die Spannstellung, die Entspannstellung eine Stellung des Zugbolzens innerhalb des zuläs sigen Spannbereichs und/oder die durchgespannte Stellung des Zugbolzens erkennen und unter scheiden.

Mit der elektrischen Stellungsabfrage des Zugbolzens kann der Bohrungsspanner auch den Durch messer der Spannbuchse berechnen, da die radiale Aufweitung der Spannbuchse durch die axiale Stellung des Spannbolzens und damit auch des Zugbolzens bestimmt wird.

Weiterhin ermöglicht die elektrische Stellungsabfrage auch die Ermittlung der Eindringtiefe, mit der die Spannbuchse in radialer Richtung in die Innenwand der Werkstückbohrung eindringt. Hierbei kann ein Spannkraftsensor verwendet werden, der die Spannkraft misst, die auf den Zugbolzen wirkt. Diese Spannkraft steigt sprunghaft an, wenn die Spannbuchse bei ihrer radialen Aufweitung von innen an die Innenwand der Werkstückbohrung stößt. Der Bohrungsspanner ermittelt dann die axiale Position des Zugbolzens zum Zeitpunkt des sprunghaften Anstiegs der Spannkraft (d.h. beim Kontakt zwischen Spannbuchse und Innenwand der Werkstückbohrung) und auch die Endposition in der Spannstellung. Aus dem Abstand dieser beiden axialen Positionen kann dann die radiale Ein dringtiefe der Spannbuchse berechnet werden. Diese Berechnungen können von einer Auswer tungseinheit ausgeführt werden, die in den Bohrungsspanner integriert sein kann und eingangssei tig mit der elektrischen Stellungsabfrage und mit dem Spannkraftsensor verbunden sein kann.

Eine bevorzugte Bauform der elektrischen Stellungsabfrage sieht vor, dass der Zugbolzen seitlich eine Schräge aufweist (z.B. eine Fase oder eine Kegelfläche) sowie einen lateral angeordneten Ab standssensor, der seitlich neben dem Zugbolzen angebracht ist und den lateralen Abstand zu der Schräge (z.B. Fase, Kegelfläche) des Zugbolzens misst. Dieser laterale Abstand zwischen dem Ab standssensor einerseits und der Schräge des Zugbolzens andererseits ist dann ein Maß für die axiale Stellung des Zugbolzens entlang der Spannrichtung. Alternativ kann die axiale Position des Zugbolzens auch über einen parallel zur Achsrichtung des Zugbolzens ausgerichteten Abstandssensor ermittelt werden, der den axialen Abstand zu einer der Stirnflächen des Zugbolzens misst.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner,

Figur 2 eine Perspektivansicht des Bohrungsspanners aus Figur 1,

Figur 3 eine Aufsicht auf den Bohrungsspanner gemäß den Figuren 1 und 2,

Figur 4A eine teilweise Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Bohrungs spanner zur Verdeutlichung der pneumatischen Stellungsabfrage,

Figur 4B eine vergrößerte Detailansicht aus Figur 4A,

Figur 5A eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner zur

Verdeutlichung der pneumatischen Stellungsabfrage,

Fig. 5B-5E eine vergrößerte Detaildarstellung des Bohrungsspanners aus Figur 5A in ver schiedenen Betriebszuständen,

Figur 6A eine teilweise aufgeschnittene Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen

Bohrungsspanners zur Verdeutlichung der Verdrehsicherung,

Figur 6B die Verdrehsicherung des Bohrungsspanners aus Figur 6A,

Fig. 7A und 7B eine Abdeckkappe auf dem Spannbolzen des erfindungsgemäßen Bohrungs spanners,

Fig. 8A und 8B verschiedene Betriebszustände eines erfindungsgemäßen Bohrungsspanners mit Keilflächen zum radialen Zusammenpressen der Spannbuchse, Figur 9 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner mit einer radial verlaufenden Spiralfeder zur radialen Komprimierung der Spann buchse,

Fig. 10A und 10B verschiedene Ansichten zur zwangsgeführten Rückstellung der Spannbuchse mittels Koppelelementen,

Fig. 11A und 11B verschiedene Ansichten zur zwangsgeführten Rückstellung der Spannbuchse mittels einer T-Nut-Verbindung, sowie

Figur 12 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner mit einem induktiven Abstandssensor zur Stellungsabfrage.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Bohrungsspanner, der teilweise mit herkömmlichen Boh rungsspannern übereinstimmt, wie sie beispielsweise in EP 3 330 041 Bl beschrieben sind.

So weist der erfindungsgemäße Bohrungsspanner zunächst eine Spannbuchse 1 auf, wobei die Spannbuchse 1 aus mehreren Spannsegmenten besteht, die über den Umfang der Spannbuchse 1 verteilt und jeweils durch Schlitze voneinander getrennt sind. Dadurch ist es möglich, die Spann buchse 1 in radialer Richtung aufzuweiten, wie noch detailliert beschrieben wird.

Bei einem Spannvorgang wird die Spannbuchse 1 in eine Werkstückbohrung 2 (vgl. Fig. 7B) in einem zu spannenden Werkstück 3 eingeführt. Dabei befindet sich die Spannbuchse 1 in der Entspannstel lung, in der die einzelnen Spannsegmente radial zusammengezogen sind, so dass die Spann buchse 1 in die Werkstückbohrung 2 eingeführt oder aus der Werkstückbohrung 2 herausgezogen werden kann.

Darüber hinaus weist der dargestellte Bohrungsspanner in herkömmlicher Weise einen Spannbol zen 4 auf, der koaxial in der Spannbuchse 1 verläuft und in Richtung des Doppelpfeils entlang der Spannrichtung verschiebbar ist, wie noch detailliert beschrieben wird. An seinem freien Ende weist der Spannbolzen 4 einen Kopf auf, der sich zu seinem Ende hin konisch erweitert. Bei einer Bewe gung des Spannbolzens 4 in proximaler Richtung, d.h. in der Zeichnung nach unten, führt der sich konisch erweiternde Kopf des Spannbolzens 4 dazu, dass die Spannbuchse 1 radial aufgeweitet wird. Bei einer umgekehrten Bewegung des Spannbolzens 4 in distaler Richtung, d.h. in der Zeich nung nach oben, kann sich die Spannbuchse 1 dagegen wieder in radialer Richtung zusammenzie hen.

Die Bewegung des Spannbolzens 4 in der Spannrichtung parallel zu dem Doppelpfeil erfolgt durch einen Zugbolzen 5, der in einem Zylinder 6 in einem Gehäuse 7 des Bohrungsspanners entlang der Spannrichtung verschiebbar ist. Der Spannbolzen 4 ist hierbei mittels eines hammerförmigen Kopfs 8 in dem Zugbolzen 5 verankert, wobei der Spannbolzen 4 mittels eines Bajonettverschlusses von dem Zugbolzen 5 gelöst werden kann. Zwischen dem hammerförmigen Kopf 8 und dem Zugbolzen 5 befindet sich hierbei eine Druckfeder 9.

Der Zugbolzen 5 ist seitlich offen und hat in diesem Bereich eine geneigte Keilfläche 10 zum Antrieb des Zugbolzens 5 und damit auch des Spannbolzens 4 mittels eines Keilflächengetriebes.

Darüber hinaus umfasst das Keilflächengetriebe auch einen Kolben 11, der in lateraler Richtung rechtwinklig zu der Spannvorrichtung in einem Zylinder 12 verschiebbar ist. Der Kolben 11 weist an seiner in der Zeichnung linken Seite ebenfalls eine geneigte Keilfläche 13 auf, wobei die beiden Keilflächen 10, 13 planparallel zueinander ausgerichtet sind und aufeinander gleiten.

Bei einer Bewegung des Kolbens 11 in der Zeichnung von rechts nach links führt das Keilflächenge triebe also zu einer Abwärtsbewegung des Zugbolzens 5 und damit auch des Spannbolzens 4.

Bei einer Seitwärtsbewegung des Kolbens 11 in der Zeichnung von links nach rechts kann der Zug bolzen 5 dagegen wieder nach oben bewegt werden, so dass sich der Zugbolzen 5 und damit auch der Spannbolzen 4 aus der Spannstellung in die Entspannstellung bewegen können.

Das Keilflächengetriebe ermöglicht also sowohl eine Kraftumsetzung als auch eine Richtungsumset zung. Die Richtungsumsetzung durch das Keilflächengetriebe ist hierbei vorteilhaft, weil die in der Zeichnung dargestellte andere Bauweise ermöglicht wird.

Im gespannten Zustand wird das Werkstück 3 auf eine Werkstückauflage 14 gezogen, die sich an der Oberseite einer Werkstückauflagebuchse 15 befindet.

Die Spannbuchse 1 ist hierbei ringförmig von einem Dichtring 16 umgegeben, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. An der Unterseite des Bohrungsspanners ist der Zylinder 6 von einer Buchse 17 verschlossen, wobei die Buchse 17 von einem O-Ring 18 abgedichtet und von einem Sprengring 19 fixiert wird.

Der Kolben 11 enthält wiederum eine Kolbendichtung 20. Weiterhin ist zu erwähnen, dass der la teral ausgerichtete Zylinder 12 für den Kolben 11 durch eine Gewindebuchse 21 verschlossen ist, wobei die Gewindebuchse 21 wiederum von einem O-Ring 22 und einem Stützring 23 umgeben ist.

Darüber hinaus ist auch der Zugbolzen 5 von einem O-Ring 24 und einem Stützring 25 umgeben.

Darüber hinaus zeigt Figur 1 eine Niederzugscheibe 26, einen Druckring 27 und eine Verdrehsiche rung 28, wobei die Verdrehsicherung 28 in den Figuren 6A und 6B dargestellt ist. So besteht die Verdrehsicherung 28 im Wesentlichen aus einem Ring, von dem axial zwei Stege 29 abstehen, die eine Verdrehung des hammerförmigen Kopfs 8 des Spannbolzens 4 verhindern, wie insbesondere aus Figur 6B ersichtlich ist.

Darüber hinaus zeigt Figur 1 eine Druckluftleitung 30 zur pneumatischen Zustandsabfrage, wobei die Druckluftleitung 30 in der Werkstückauflage 14 an einer Mündungsstelle 31 ausmündet. Im ge spannten Zustand liegt das zu spannende Werkstück 3 an der Mündungsstelle 31 auf der Werk stückauflage 14 auf und verschließt dadurch die Mündungsöffnung der Druckluftleitung 30, was eine pneumatische Abfrage ermöglicht.

Darüber hinaus umfasst die pneumatische Stellungsabfrage eine weitere Druckluftleitung 32, die in den Figuren 4A und 4B dargestellt ist. So mündet die Druckluftleitung 32 an einer Mündungsstelle 33 axial von oben in den Zylinder 6 für den Zugbolzen 5. In dem Zugbolzen 5 befindet sich an der Oberseite an dieser Stelle ein Dichtelement 34. In der in Figur 4B gezeigten Entspannstellung ver schließt der Zugbolzen 5 mit dem Dichtelement 34 die Mündungsstelle 33 der Druckluftleitung 32, was eine pneumatische Abfrage ermöglicht. In der nach unten gezogenen Spannstellung gibt der Zugbolzen 5 dagegen die Mündungsstelle 33 der Druckluftleitung 32 frei, was eine pneumatische Abfrage ermöglicht.

Die Figuren 5A-5E zeigen eine weitere Druckluftleitung 35 zur pneumatischen Stellungsabfrage. Darüber hinaus ist in dem Zugbolzen 5 eine radial verlaufende Durchgangsbohrung 36 angeordnet, die radial verläuft und in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Zugbolzens 5 mehr oder weniger oder gar nicht mit der Druckluftleitung 35 fluchtet, was eine pneumatische Stellungsabfrage ermög licht.

So zeigt Figur 5B den Zugbolzen 5 in seiner oberen Entspannstellung. In dieser Entspannstellung fluchtet die Druckluftleitung 35 mit der Durchgangsbohrung 36 in dem Zugbolzen 5.

Figur 5C zeigt den Zugbolzen 5 dagegen am Anfang des Spannbereichs, wobei die Durchgangsboh rung 36 in dem Zugbolzen 5 dann nicht mit der Druckluftleitung 35 fluchtet. In diesem Zustand wird die Druckluftleitung 35 also von der Mantelfläche des Zugbolzens 5 verschlossen.

Figur 5D zeigt dagegen das Ende des Spannbereichs, wenn der Zugbolzen 5 bereits weit nach unten gezogen ist, aber trotzdem noch mit seiner Mantelfläche die Mündungsöffnung der Druckluftlei tung 35 verschließt.

Schließlich zeigt Figur 5E den durchgespannten Zustand des Zugbolzens 5, wenn sich der Zugbol zen 5 ganz unten befindet. In diesem Zustand gibt der Zugbolzen 5 die Mündungsöffnung der Druck luftleitung 35 frei, was eine pneumatische Abfrage ermöglicht.

Die Figuren 7A und 7B zeigen zusätzlich eine elastische Abdeckkappe 37, die lösbar auf dem freien Ende des Spannbolzens 4 befestigt ist. Die Abdeckkappe 37 ist elastisch und tellerförmig und ver schließt in dem Zustand gemäß Figur 7B den Querschnitt der Werkstückbohrung 2. Dadurch wird verhindert, dass Fremdkörper von oben nach unten in die aufgeweitete Spannbuchse 1 eindringen können.

Die Figuren 8A und 8B zeigen eine Variante des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Bohrungsspanners, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschrei bung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

In dieser Variante weist der Bohrungsspanner eine Rückstelleinrichtung auf, um die Spannbuchse 1 nach einer radialen Aufweitung in der Spannstellung wieder radial zusammenzudrücken, wenn sich der Bohrungsspanner wieder in der Entspannstellung befindet.

Flierzu weist die Spannbuchse 1 an ihrer Unterseite eine ringförmig umlaufende Keilfläche 38 auf, die von oben auf eine entsprechende Keilfläche 39 drückt, die sich in der Oberseite eines Keilrings 40 befindet. Aufgrund des Aufeinandergleitens der Keilflächen 38, 39 wird die Spannbuchse 1 also radial zusammengedrückt, wenn sich der Keilring 40 nach oben bewegt.

Hierzu sind axial verlaufende Stößel 41 vorgesehen, die von dem Zugbolzen 5 nach oben gedrückt werden, wenn sich der Zugbolzen 5 aus der Spannstellung nach oben in die Entspannstellung be wegt.

Figur 9 zeigt eine andere mögliche Bauweise einer solchen Rückstelleinrichtung zum radialen Zu sammendrücken der Spannbuchse 1.

Hierzu weist die Rückstelleinrichtung in diesem Ausführungsbeispiel eine Spiralfeder 42 auf, die sich innen an dem Gehäuse 7 des Bohrungsspanners abstützt und radial nach innen auf die Spann buchse 1 drückt. Die Rückstellkraft kann hierbei durch eine Justierschraube 43 eingestellt werden.

Die Figuren 10A und 10B zeigen eine andere mögliche Bauform für eine Rückstelleinrichtung zur radialen Komprimierung der Spannbuchse 1.

Hierzu weist die Spannbuchse 1 in Axialrichtung verlaufende Nuten 44 auf, die in Deckung über entsprechenden Nuten 45 in der Mantelfläche des Spannbolzens 4 verlaufen. In den Nuten 44, 45 gleiten stabförmige Koppelelemente 46, wobei die Koppelelemente 46 in den Hinterschneidungen der Nuten 44, 45 verankert sind und deshalb aus den Nuten 44, 45 nicht herausgleiten können. Auf diese Weise bewirken die Koppelelemente 46 eine radiale Zwangsführung der Spannbuchse 1 rela tiv zu dem Spannbolzen 4. Dies hat zur Folge, dass die Spannbuchse 1 automatisch radial kompri miert wird, wenn sich der Spannbolzen 4 aus seiner Spannstellung in die Entspannstellung bewegt.

Die Figuren 11A und 11B zeigen ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer Rückstelleinrich tung zur radialen Komprimierung der Spannbuchse 1 in der entspannten Stellung. Hierzu ist eine T-Nut-Verbindung 47 zwischen den Spannsegmenten der Spannbuchse 1 einerseits und dem Spannbolzen 4 andererseits vorgesehen, wobei die T-Nut-Verbindung 47 ebenfalls eine Zwangsfüh rung bewirkt.

Figur 12 zeigt schließlich eine Querschnittsansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines er findungsgemäßen Bohrungsspanners mit einem induktiven Abstandssensor 48, der seitlich ange- ordnet ist und den Abstand zu einer Fase 49 an dem Zugbolzen 5 misst. Der laterale Abstand zwi schen dem induktiven Abstandssensor 48 einerseits und der Fase 49 an dem Zugbolzen 5 anderer seits ist dann ein Maß für die axiale Stellung des Zugbolzens 5 entlang der Spannrichtung.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele be schränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den Merkmalen des Flauptanspruchs und auch unabhängig von den sonstigen Merkmalen der jeweils in Bezug genommenen Ansprüche.

Beispielsweise beansprucht die Erfindung auch eigenständigen Schutz für die vorstehend erwähnte Abdeckkappe und einen Spannbolzen mit einer solchen Abdeckkappe unabhängig von den anderen Erfindungsaspekten.

Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch eigenständigen Schutz für die erfindungsgemäße Idee der vorstehend erwähnten Verdrehsicherung für den Spannbolzen unabhängig von den ande ren Erfindungsaspekten.

Auch die vorstehend beschriebenen verschiedenen Varianten der Rückstelleinrichtung zur Kompri mierung der Spannbuchse in radialer Richtung genießen eigenständigen Schutz unabhängig von den anderen Erfindungsaspekten.

Ferner genießen auch die Ölbadschmierung des Keilflächengetriebes und die reibungsmindernde Beschichtung der Keilflächen eigenständige schutzwürdige Bedeutung unabhängig von den ande ren Erfindungsaspekten.

Schließlich können auch die pneumatische Stellungsabfrage und die elektrische Stellungsabfrage unabhängig von den anderen Erfindungsaspekten eigenständigen Schutz genießen. Bezugszeichenliste:

1 Spannbuchse

2 Werkstückbohrung

3 Werkstück

4 Spannbolzen

5 Zugbolzen

6 Zylinder für Zugbolzen

7 Gehäuse des Bohrungsspanners

8 Hammerförmiger Kopf des Spannbolzens

9 Druckfeder

10 Keilfläche des Zugbolzens

11 Kolben

12 Zylinder für Kolben 11

13 Keilflächen an dem Kolben 11

14 Werkstückauflage

15 Werkstückauflagebuchse

16 Dichtring

17 Buchse

18 O-Ring

19 Sprengring

20 Kolbendichtung

21 Gewindebuchse

22 O-Ring

23 Stützring

24 O-Ring

25 Stützring

26 Niederzugscheibe

27 Druckring

28 Verdrehsicherung

29 Stege der Verdrehsicherung

30 Druckluftleitung zur pneumatischen Stellungsabfrage

31 Mündungsstelle der Druckluftleitung in der Werkstückauflage

32 Druckluftleitung zur pneumatischen Stellungsabfrage

33 Mündungsstelle der Druckluftleitung in den Zylinder des Zugbolzens Dichtelement in dem Zugbolzen

Druckluftleitung zur pneumatischen Stellungsabfrage

Radiale Durchgangsbohrung in dem Zugbolzen

Abdeckkappe auf dem Ende des Spannbolzens

Keilfläche an der Unterseite der Spannbuchse

Keilfläche des Keilrings

Keilrings

Stößel

Spiralfeder

Justierschraube zur Justierung der Rückstellkraft

Nuten in der Spannbuchse

Nuten in dem Spannbolzen

Koppelelemente

T-Nut-Verbindung

Induktiver Abstandssensor

Fase an dem Zugbolzen