DE1801672B2 - Spannfutter - Google Patents

Description

rung gelegenen, am Außenumfang teilzylindrischen derart gewählt, daß mehrere symmetrisch zur Mittelverdickten Wandungsabschnitte versehen und in eine achse angeordnete Wölbungen mit abgerundeten entsprechende zylindrische Futterkörperbohrung ein- Scheitelabschnitten gebildet werden (Fig. 2). Bei gesetzt, welche gemeinsam mit den zwischen den ver- einer derartig gewölbten Polygonalausbildung sind dickten Wandungsabschnitten verlaufenden, ver- 6 gebogene Seitenränder mit abgerundeten Scheitelabformbaren dünneren Wanclungsabschnitten der schnitten vorgesehen, und bei drei Wölbungen sind Spannhülse mehrere Druckmittelkammern begrenzt, die Achsen der Scheitelabschnitte um 120° versetzt, was eine baulich besonders einfache und festigkeits- Solange die Wandungen der Hülse noch nicht durch mäßig günstige Ausbildung des Spannfutters ergibt. den Strömungsmitteldruck nach innen verbogen sind, In diesem Fall sind die Mittellinien der verdickten io kann der Werkzeugschaft leicht, jedoch mit einem Wandungsabschnitte vorzugsweise gegenüber den minimalen Spiel in die Aufnahmebohrung der Hülse Eckbereich der polygonförmigen Aufnahmebohrung eingesetzt werden, wie das bei einem engen Gleitsitz jeweils entgegen der Drehrichtung der Spannhülse der Fall ist.

nach hinten versetzt angeordnet, wodurch eine er- An ihren axialen Enden ist die Hülse 18 mit Nuten hebliche Verstärkung der maximal drehmomentbela- 15 versehen, in denen O-Ringdichtungen 30 und 31 ansteten Spannhülsenabschnitte erzielt wird. geordnet sind, und an ihrem zylindrisch ausgebilde-

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der nach- ten Mantelabschnitt nahe der O-Ringdichtung 31 ist

folgenden Beschreibung in Verbindung mit den eine Ringnut 32 vorgesehen, die die Strömungsmit-

Zeichnungen näher erläutert. Es zei_fat telkammern miteinander verbindet.

Fig 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht ao Bei der gezeigten dreifach gewölbten Polygonaleines erfindungsgemäß ausgebildeten Spannfutters, form sind auf der Außenseite der Hülse 18 zwischen

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der den O-Ringdichtungen 30 und 31 drei abgeflachte

F'g-l Wandungsabschnitte 34, 35 und 36 vorgesehen.

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Spannhülse durch die drei in Umfangsrichiung versetzte, dün-

der Spannfutters, 35 nere, verformbare Wandungsabschnitte und drei in

Fig.4 einen Schnitt, der die Lage der auf der Umfangsrichtung versetzte, damit wechselweise anAußenseite der Spannhülse angeordneten Strömungs- geordnete, verhältnismäßig dicke Wandungsabmittelkammern gegenüber den Wölbungen der Auf- schnitte sowie Strömungsmittelkammern an denjeninahmebohrung in der Hülse darstellt, gen Stellen gebildet werden, wo die Hülse 18 eine ge-

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des 30 ringere Wandstärke aufweist, so daß sich die Hülse

Spannfutters gemäß F i g. 1, verformen, also sich nach innen ausbiegen oder sich

F i g. 6 und 7 Seitenansichten unterschiedlicher, zusammenziehen, sowie den in die Hülse eingesetz-

mit dem Spannfutter einspannbarer Werkzeuge und ten, angetriebenen Schaft fest erfassen und zentrieren

F i g. 8 einen Schnitt durch den Schaft eines dieser kann, wenn die Strömungsmittelkammern mit Druck

Werkzeuge längs der Linie 8-8 der F i g. 7. 35 beaufschlagt werden. Der Einspannvorgang erfolgt

Das Spannfutter weist einen Spannfutterkörper 10 im wesentlichen in dem Bereich zwischen den abgemit einer konischen Außenfläche 11 auf, die in einen rundeten Scheitelabschnitten der Wölbungen des anentsprechend geformten Teil der Werkzeugmaschine, getriebenen Schaftes und führt zu einer festen Eindie das Spannfutter antreibt, eingesetzt ist. Am einen spannung, während gleichzeitig infolge der symmetri-Ende des Futterkörpers 10 ist ein Flansch 12 ausge- 40 sehen Anordnung der Bauteile eine genaue Zentriebildet, und der Futterkörper ist mit einer zylindri- rung stattfindet, durch die jegliches Spiel zwischen sehen Bohrung 13 versehen, die durch einen Teil des dem Schaft 26 des Werkzeugs und der Hülse 18 aus-Futterkörpers verläuft und in einer abgeschrägten geschaltet wird.

konischen Bohrung 14 endet, die beispielsweise beim Wie F i g. 4 zeigt, sind die drei Strömungsmittel-Bohren der Bohrung 13 entsteht und in eine Gewin- 45 kammern entgegen der Drehrichtung nach hinten debohrung 15 übergeht, in die ein Anschlag 16 ein- (also im Uhrzeigersinn gemäß der Darstellung) gegeschraubt ist, gegen den das Ende eines eingesetzten genüber den Achsen der Wölbungen versetzt, so daß Werkzeuges anschlägt, um das Werkzeug in Längs- diejenigen Hülsenabschnitte, die das größte Drehmorichtung gegenüber dem Spannfutter zu positionie- ment an die abgerundeten Scheitelabschnitte des ren. 50 Werkzeuges übertragen, verstärkt ausgebildet sind.

Im Futterkörper 10 ist eine Spannhülse 18 an- Die Drehmomentbelastungen sind durch die geraden

geordnet, die mit einem Stirnflansch 19 versehen ist, Pfeile in F i g. 4 dargestellt und werden durch die

der durch Schrauben 20 mit dem Flansch 12 des Fut- dickeren Wandabschnitte der Hülse übertragen, da

terkörpers verbunden ist. Der Flansch 19 ist einstük- die Wölbungsachsen nicht mit der Lage der Ein-

kig mit einem Hülsenabschnitt 21 ausgebildet, der 55 spannbereiche übereinstimmen. Demzufolge wird das

über teilzylindrisch gerundete Mantelabschnitte an Werkzeug mit einer hohen Einspannkraft gehaltert

die Bohrung 13 des Futterkörpers angepaßt ist. Im und gleichzeitig für eine große Verstärkung gesorgt,

Flansch 12 des Futterkörpers 10 und im Flansch 19 mittels der das Drehmoment von dem Spannfutter an

der Hülse 18 ist jeweils eine Nut ausgebildet, in der das Werkzeug übertragen wird,

ein Feststellkeil 17 mit Passitz angeordnet ist, der die 60 Die Druckmittelzufuhreinrichtung kann aus einer

beiden Bauteile auf sichere Weise drehfest miteinan- handbetätigten, dem Bedienungsmann leicht zugäng-

der verbindet. liehen Einstellschraube 40 bestehen, die bei Drehung

Die Hülse 18 weist eine in Längsrichtung gerade in der einen Richtung einen Kolben 41 in eine verlaufende Aufnahmebohrung 24 von nicht kreis- Druckmittelzufuhrkammer 42 einschiebt, die mit förmigem Querschnitt auf, in die ein entsprechend 65 einem Hydraulikmittel gefüllt ist. Die Kammer 42 ausgebildeter, nicht kreisförmiger Schaft eines ange- steht über einen Kanal 44 mit der am verformbaren triebenen Bauteils, beispielsweise der Werkzeug- Wandungsabschnitt 35 gelegenen Strömungsmittelschaft 26 (F i g. 6), hineinpaßt. Der Querschnitt ist kammer zwischen den O-Ringdichtungen 30 und 31

in Verbindung. Die Kanäle 46 und 47 sind mit den an den verformbaren Wandungsabschnitten 35 bzw. 36 gelegenen Strömungskammern verbunden und münden in Rückschlagventile 46 bzw. 47, über die das Hydraulikmittel nachgefüllt werden kann. Die Nut 32 in dem kreisförmig ausgebildeten Hülsenabschnitt verbindet die drei Strömungsmittelkammern, so daß bei einer Verschiebung der Schraube 40 und Verstellung des Kolbens 41 in die Zufuhrkammer 42 hinein ein Druck erzeugt wird, durch den alle Seiten des Werkzeugs gleichzeitig eingespannt, die Achse des Werkzeuges in der Hülse zentriert und die Hülse und das Werkzeug fest miteinander verspannt werden.

An Stelle von drei Wölbungen kann natürlich auch eine andere Anzahl von Wölbungen verwendet werden.

Das Spannfutter vermittelt eine Vielzahl von Vorteilen, da Arbeitsvorgänge wie Bohren, Räumen, Stirnfräsen, Randfräsen und -drehen mit einem bequemen Auswechseln des Werkzeuges in definierten, vorgegebenen Lagen vorgenommen werden können.

Einspindelige Dreh- und Bohrmaschinen können den Arbeitsbereich einer vielspindeligen Maschine erhalten, wobei für ein schnelles, leichtes und sicheres Auswechseln der Werkzeuge und eine sichere Übertragung hoher Drehmomente gesorgt und gleichzeitig

ίο das Werkzeug gegen ein Herausziehen gesichert wird. Die polygonalförmigen Werkzeuge können auf schnelle und einfache Weise in das Spannfutter eingesetzt oder aus ihr entfernt werden, indem lediglich die Schraube der Druckmittelzufuhreinrichtung gedreht wird. Vor dem Einsetzen in das Spannfutter werden die Werkzeuge auf die gewünschte Weise eingestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

A Λ ,'■ Λ

η ι υ ί

Claims (4)

dungsabschnitten, die zwischen den Nuten des Werk- Paientansprüche: zeugschaftes liegen, hydraulisch mit dem Werkzeugschaft verklemmt wird.

1. Spannfutter für Werkzeuge mit einer am Schließlich ist es bekannt (britische Patentschrift Futterkörper befestigten, eine Aufnahmebohrung 5 505 727), Werkzeugschäfte mit einem Polygonprofil für den Werkzeugschaft aufweisenden Spann- zu versehen und entsprechend auch die Aufnahmehülse und einer Spannvorrichtung, die mittels bohrung des Werkzeughalters auszubilden, jedoch ereines hydraulischen Druckmittels auf einzelne folgt hier die Zentrierung und axiale Halterung des verformbare Wandungsabschnitte der Spannhülse Werkzeuges durch eine konische Ausbidung des einwirkt, dadurch gekennzeichnet, io Werkzeugschaftes und der Aufnahmebohrung, so daß der Schaft (26) des Werkzeuges und die Auf- daß die Gefahr besteht, daß sich der Werkzeugschaft nahmebohrung (24) in an sich bekannter Weise in der Aufnahmebohrung verklemmt und schwierig eine einander entsprechende polygonale Quer- wieder zu lösen ist.

schnittsfonn aufweisen und daß die vom Druck- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

mittel beaufschlagten Wandungsabschnitte (34, 15 zugrunde, ein hydraulisch betätigtes Spannfutter zu

35, 36) der Spannhülse (18) an den Flachseiten schaffen, bei dem trot einer einfachen Drehmomen-

des Polygons ausgebildet sind. tenübertragung über die Spannhülse eine sichere, fe-

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch ge- ste Halterung und Zentrierung des Werkzeuges sokennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (24) in wohl in Axial- als auch in Drehrichtung erreicht den Eckbereichen des Polygons abgerundet ist. 20 wird.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, Diese Aufgabe wird bei einem Spannfutter der eindadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (18) gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gemit mehreren in Umfangsrichtung gleichförmig löst, daß der Schaft des Werkzeuges und die Aufnahverteilten, an den Eckbereichen der polygonför- mebohrung in an sich bekannter Weise eine einander migen Aufnahmebohrung (24) gelegenen, am as entsprechende polygonale Querschnittsform aufwei-Außenumfang teilzylindrischen verdickten Wan- sen, und daß die vom Druckmittel beaufschlagten dungsabschnitten versehen und in eine entspre- Wandungsabschnitte der Spannhülse an den Flachchende zylindrische Futterkörperbohrung (13) seiten des Polygons ausgebildet sind.

eingesetzt ist, welche gemeinsam mit den zwi- Bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter wird das sehen den verdickten Wandungsabschnitten ver- 30 an der formschlüssigen, im Querschnitt polygonalen laufenden, verformbaren dünneren Wandungsab- Verbindung zwischen Werkzeugschaft und Spannschnitten (34, 35, 36) der Spannhülse (18) meh- hülse gehaltert als auch gegen Axialverschiebungen rere Druckmittelkammern begrenzt. hydraulisch verriegelt und zugleich zentriert, mit der

4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch ge- Besonderheit, daß die vom Druckmittel verformbakennzeichnet, daß die Mittellinien der verdickten 35 ren Wandungsabschnitte der Spannhülse an den Wandungsabschnitte gegenüber den Eckberei- Flachseiten des Polygons ausgebildet sind und dachen der polygonförmigen Aufnahmebohrung durch eine gleichförmige Spannungsverteilung der (24) jeweils entgegen der Drehrichtung der das Werkzeug sichernden Spannhülse erreicht wird, Spannhülse (18) nach hinten versetzt angeordnet wobei die Drehmomentenbelastungen in erster Linie sind. 40 von den in den Eckbereichen des Polygons liegenden

Wandungsabschnitten der Spannhülse aufgenommen

wc.den, an denen keine Druckmitttelverformung erfolgt und die daher über eine auch zur Übertragung hoher Drehmomente ausreichende Festigkeit verfü-

Die Erfindung geht aus von einem Spannfutter für 45 gen können, während die zur Axialverriegelung des

Werkzeuge mit einer am Futterkörper befestigten, Werkzeuges dienenden verformbaren Wandungsab-

eine Aufnahmebohrung für den Werkzeugschaft auf- schnitte der Spannhülse, die naturgemäß eine gerin-

weisenden Spannhülse und einer Spannvorrichtung, gere Festigkeit aufweisen müssen, von der Drehmo-

die mittels eines hydraulischen Druckmittels auf ein- mentenübertragung weniger beansprucht sind und an zelne verformbare Wandungsabschnitte der Spann- 50 den achsnäheren Flachseiten des Polygons liegen,

hülse einwirkt. Erst hierdurch ist es möglich, außer einer Axialhalte-

Bei bekannten Spannfuttern mit einer hydraulisch rung des Werkzeugs auch hohe Drehmomente über

betätigten Spannhülse (USA.-Patentschrift die durch Druckmittel verformbare Spannhülse zu

133 740) wird der im Querschnitt kreisförmige übertragen, ohne daß die Gefahr eines Bruchs oder Werkzeugschaft im wesentlichen über den gesamten 55 einer unzulässigen Verformung der Spannhülse be-

Umfang durch die Spannhüke festgespannt und da- steht. Insgesamt wird also bei dem erfindungsgemä-

bei entsteht zwischen Spannhülse und Werkzeug- ßen Spannfutter eine hochfeste Drehverbindung und

schaft eine rein reibschlüssige Verbindung, die den sichere hydraulische Axialverriegelung und Zentrie-

Werkzeugschaft nicht nur gegen axiale Verschiebun- rung zwischen Spannhülse und Werkzeugschaft ergen sichern, sondern darüber hinaus auch noch die 60 reicht.

Drehmomentenübertragung übernehmen muß. Um Spannungsspitzen an den stärker drehmo-

Bei einem Spannfutter der eingangs erwähnten Art mentbelasteten Wandungsabschnitten der Spannhülse

hingegen (USA.-Patentschrift 3 034408) erfolgt die zu unterbinden, ist die Aufnahmebohrung vorzugs-

Drehmomentenübertragung über eine zwischen Fut- weise in den Eckbereichen des Polygons abgerundet, terkörper und Werkzeugschaft ausgebildete Nut- 65 In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin-

Federverbindung, während die Spannhülse lediglr'i dung ist die Spannhülse vorzugsweise mit mehreren

zur axialen Festlegimg des Werkzeuges dient und zu in Umfangsrichtung gleichförmig verteilten, an den

diesem Zweck an einzelnen verformbaren Wan- Eckbereichen der polygonförmigen Aüfnahmeboh-