DE949381C - Schnellwechselfutter mit einem auf dem Futterkoerper entgegen Federkraft drehbaren Schaltring - Google Patents

Description

• Schnellwechselfutter mit einem auf dem Futterkörper entgegen Federkraft drehbaren Schaltring Gegenstand der Erfindung ist ein Schnellwechselfutter mit einem auf dem Futterkörper entgegen Federkraft drehbaren Schaltring, der je nach seiner einen, oder anderen Endlage mit Steuerkurven Kupplungselemente für den Werkzeughalter in die Entspann- oder Spannlage bringt und der von einer mit dem Werkzeughalter drehbar und in gewissen Grenzen axial verschiebbar verbundenen Griffhülse zur Überführung in die Entspannlage abgebremst wird. Die Erfindung ist ein Zusatz zum Patent 946 3 18. Nach dem Hauptpatent ist nur ein Kugelpaar zum axialen Halten und tangentialen Mitnehmen des Werkzeughalters vorgesehen. Die Synchronisierung beim Einführen eines Werkzeuges wird aber wesentlich günstiger, wenn, wie an, sich be- kannt, das axiale Halten und das tangentiale Mitnehmen je einem getrennt angeordneten Kugelpaar übertragen wird und die Schaltkurven derart ausgebildet werden, daß das axiale Halten um so viel früher eintritt als Zeit zur Synchronisierung des Werkzeughalters nötig ist. Ein weiteres Mittel zur Verbesserung der Synchronisierung liegt in der Gestaltung des Bremsteils, der von der oberen Griff hülsenöffnung und dem obren kegeligen Endteil des. Schaltringes gebildet wird. Durch Aufrechterhaltung eines Bremsmomentes. in der Endstellung des Werkzeughalters ist es möglich, das Schließen des Schaltringes nach Bedarf zu verzögern, um einen Gleichlauf des Werkzeughalters mit dem Futterkörper und ein sicheres Einrasten der Mitnehmerelemente auch bei hohen Drehzahlen zu erzielen.
• Auch für die Fertigung ist es vorteilhaft, gesonderte Kugelpaare und Kurven für das axiale Halten -und zur Übertragung. des Drehmoments zu verwenden. Die Ringnut für das axiale Halten ist leicht genau zu schleifen, während die Mitnehmerrasteu als Zähne ausgebildet werden können, die an keine genauen Längenmaße gebunden sind. Außerdem ist die vorauseilende Axialsicherung ein gutes Mittel, Unfälle und Werkzeugschäden weitgehend auszuschließen und die Kräfte am Schaltring und an der Griffhülse wesentlich zu reduzieren.
• Die Kugellagerung der Griffhülse und des Schaltringes an Stelle der Federringe und der Austausch der Schraubenfeder gegen eine Spiralfeder sind weitere Verbesserungen. des Schnellwechselfutters.
• An Hand der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch das geöffnete Futter. beim Einführen des Werkzeugs, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das geschlossene Futter, Fig. 3 einen. Querschnitt nach A-B durch die Spiralfeder und ihre Befestigung, Fig. 4 einen Querschnitt nach C-D in Höhe der Steuerkurven-für die Haltekugeln, Fig. 5 einen. Querschnitt nach E-F in Höhe der Steuerkurven für die Miinehmerkugein, Fig. 6 einen Querschnitt nach G-H durch die Begrenzungseinrichtung des Schaltringweges.
• Der Futterkörper i, in bekannter Weise mit der Bohrspindel verbunden., trägt auf seinem kegeligen Unterteil den Schaltring 2, der vom Kugelkranz 3 radial und axial geführt wird. Die Spiralfeder 4 ist mit abgewinkelten, Enden2i und 22 mit dem Schaltring bzw. dem Futterkörper verbunden.. Sie wirkt mit ihrerVorspannung im Sinne des Spindelumlaufs auf den Schaltring, wobei die Haltekugehl5 durch die Kurven; 23, 24 und die Mitnehmerkugeln7 durch die Kurven, 25, 26 radial bewegt werden. Die Führungslöcher der Kugeln, sind nach innen verengt, um diese gegen ein, Herausfallen zu schützen. Die Axialsicherung des Werkzeughalters 13 erfolgt durch eine Ringnut 9, in die die Kugeln 5, von den Kurven. 23 und .24 bewegt, eingreifen. Das Vorauseilen -des axialen Haltevorgangs wird durch eine 'entsprechendeWinkelversetzung der Kurven 25 und 26 gegenüber den Kurven -23 ..und 24 erreicht. Zwischen Kegel 16 am Schaltring 2 und Zylinder 17 an der Griffhülse ii wirkt eine restliche Bremskraft verzögernd. auf die Schließbewegung des Schaltringes. Die Steigung der Kurven 24 und 26 ist derart, daß die Kraft der Feder 4 auch bei den höchsten. Drezahlen imstande ist, die Kugeln entgegen der Zentrifugalkraft nach innen. zu schieben. Die Steigung am Auslauf der Haltekurve 23 liegt an der Grenze der Selbsthemmung, um einerseits ein gutes axiales Spannen und andererseits ein leichtes Lösen zu sichern. Die Kurve 25 verläuft als Kreisbogen. um die Werkzeugachse, d. h. die Kugeln sitzen spannungsfrei zwischen. dem Werkzeughalter und der Kurve. Der hintereinanderfolgende Ablauf der Schaltvorgänge reduziert die Federuni Handkräfte fast auf die Hälfte. Der untere Grenzwert der Federspannung wird von der Massenträgheit des Schaltringes beim Anlaufen, der Bohrmaschine bestimmt. Die Anschläge 8 begrenzen den Weg des Schaltringes.
• Der Kegel 14 erleichtert das Einführen der Griffhülse, deren zylinderische Bremsfläche 17 geschlitzt und mit einarm Federring 6 auf ein bestimmtes Untermaß derart vorgespannt ist, daß sie längs der Strecke 15 eine Bremskraft zum Öffnen des Schaltringes erzeugt. Kegel 18 der Griffhülse bildet den Übergang vom Hohlzylinder i9 zur Bremsfläche 17. 2o ist eine Aussparung für den Mitnehmer am Werkzeugkegel. Die Kugelkränze 3 und 12 in den entsprechendem. Ringnuten des. Futterkörpers. und des Schaltringes bzw. der Griffhülse und des Werkzeughalters erleichtern durch ihre geringe Reibung das Synchronisieren der Werkzeuge. Die Strecke a -f- b erlaubt der Griffhülse die zum Schalten notwendige Äxialbewegung. Die Kugelpaarung zwischen, FutterkörperundWerkzeughalter ist selbstlösend. Die Mitnehmerzähne io sind hinterdreht und in. möglichst großer Zahl vorgesehen., um das Einrasten der Mitnehmerkugeln zu erleichtern.
• Beim Einsetzen der Werkzeuge wird die Griffhülse i i über den Kegel 14 geschoben,. Kurz vor dem Ende des Kegels 14. beginntder Bremsvorgang, der deal Schaltring relativ bis zum Anschlag rückwärts dreht und das Futter öffnet. Damit ist der Raum zum Einführen. des Werkzeughalters 13 frei. Sobald der Werkzeughalter den, Hohlkegel des Futterkörpers i berührt, wird er durch Reibung mitgenommen und synchronisiert.. Die zum Synchronisieren verfügbare Zeit wird umso größer, je langsamer das Futter schließt, d. h. je länger zwischen den Flächen 16 und 17 ein restliches Bremsmoment bleibt, das die Feder 4 überwinden muß. Beim Schließen treten zuerst die Kugeln 5 in den Ringraum 9, um das. axiale Herausfallen des Werkzeuges zu verhindern. Anschließend, werden die Mitnehmerkugeln radial nach innen gedrückt. Am Ende des Schaltvorganges preßt die flache Steigung am Auslauf der Kurven 23 die Kugeln 5 gegen die Ringnut 9, so daß die Kegelpaarung des Futters kraft und formschlüssig hergestellt ist. Das. Spiel der Mitnehmerkugeln ist bedeutungslos, denn der Reibungsschluß im Kegel schließt schneidenzerstörende Drehschwingungen. aus. Dementsprechend werden die Schneidenstanäzeiten der Werkzeuge höher. Beim Lösear führt eine Axialverschiehung der Griffhülse um den Betrag a -1- b nach. unter (Fig. i) zu neuem Bremsen und Zurückschwingen des Schaltringes, bis die Anschläge 8 erreicht sind und die Halte- und Mitnehmerkugeln wieder in radialer Richtung nach außen treten., um den Werkzeughalter freizugeben.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schnellwechselfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer, mit einem auf dem Futterkörper entgegen, Federkraft drehbaren, Schaltring, der je nach seiner einen oder anderen Endlage mit Steuerkurven Kupplungselemente für den Werkzeughalter in die Entspann- oder Spannlage bringt und der von einer mit dem Werkzeughalter drehbar und in, gewissen Grenzen axial verschiebbar verbundenen Griffhülse zur Überführung in die Entspannlage abgebremst wird, nach Patent 946 3i8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (13) beim Einführen in den Futterkörper (i) während der Schließbewegung des Schaltringes (2) zuerst von den der axialen Halterung dienenden Kupplungselementen (5) ergriffen. wird und die endgültige formschlüssige Mitnahme des Werkzeughalters. (i3) mittels fier Kupplungselemente (7) erst eine gewisse Zeit später erfolgt, wobei die Schließbewegung des Schaltringes (2) durch Aufrechterhaltung eines wählbaren Bremsmomentes an. der Bremsfläche (17) der Griffhülse (i i) und an der Fläche (16) des Schaltringes. (2) verzögerbar ist.
2. 2. Schnellwechselfutter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung des Halte- und Mitnahmevorgangs des Werkzeughalters (13) durch Versetzung der auf die Kupplungselemente (5, 7) einwirkenden Steuerkurven. (23, 24 und 25, 26) des Schaltrings (2) erfolgt.
3. 3. Schnellwechselfutter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, da.B zur drehbaren Verbindung der Griffhülse (i i) mit dem Werkzeughalter (13) ein Kugelkranz (12) vorgesehen ist, der in die gegenseitige Axialverschiebung beider Teile zulassende Umfangsnuten eingreift. q.. Schnellwechselfutter nach 'Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (2) durch einen Kugelkranz (3), der in eine Umfangsnut des Futterkörper (i) und des Schaltringes (2) eingreift, axial und radial geführt ist. 5. Schnellwechselfutter nach Anspruch. i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf der Steuerkurve (23) die Halteelemente (5) in. die Ringnut (9) zur axialen. formschlüssigen Verspannung des Halters (13) im Futterkörper spielfrei einpreßt. 6. Schnellwechselfutter nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch mehrere in der Drehrichtung hinterdrehte Mitnehmerzähne (io) für die Mitnahmeelemente (7). 7. Schnellwechselfutter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB der die Bremswirkung verursachende Teil der Griffhülse von einer geschlitzten Zylinderfläche (17) am freien Ende der Griffhülse (z i) gebildet wird, um das ein, vorgespannter Federring (6) gelegt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. S I3 789.