AT385224B - Spannfutter zur einspannung rotierender werkzeuge wie bohrer, fraeser oder dgl. in werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zur Einspannung rotierender Werkzeuge wie Bohrer,
Fräser od. dgl. in Werkzeugmaschinen, dienend als Zwischenglied zwischen dem zylindrischen
Schaft dieser Werkzeuge und der Spindel der Werkzeugmaschine, wobei die Klemmung des Werkzeug- schaftes durch radial nach innen gerichtete, elastische Verformung (Quetschung) des den Werkzeug- schaft hülsenförmig umschliessenden Bereiches des Spannfutters bewerkstelligt wird und die Kraft zur Klemmung des Werkzeugschaftes durch axiale Verschiebung des diese Hülse umgebenden Aussenrin- ges entlang einer mit sehr kleinem Neigungswinkel ansteigenden Kegelfläche erzeugt wird. 



   Handelsübliche derzeitige Spannfutter sind überwiegend in ihrem Klemmbereich so ausgebil- det, dass das eigentliche klemmende Element seine zum Pressen erforderliche radiale Beweglichkeit aus einer Mehrteiligkeit bezieht, etwa vergleichbar mit den Backen im Bohrfutter   z. B.   einer
Handbohrmaschine. Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen die klemmende Hülse einteilig ist, jedoch durch eine Anzahl von Schlitzen am Umfang jene Verformbarkeit erhält, welche in der Wirkungsweise einzelnen Spannbacken gleichkommt. 



   Es gibt auch eine Ausführung, welche nur durch Ausnutzung der elastischen Verformung (ohne Schlitze und ohne Mehrteiligkeit) des Spannelementes den Schaft des einzuspannenden
Werkzeuges kraftschlüssig festhält, wobei die zur Quetschung der den Werkzeugschaft umgebenden
Hülse notwendige Kraft dadurch erzeugt wird, dass diese an ihrer Aussenseite eine sehr flach ansteigende Kegelform besitzt und ein äusseres umschliessendes Element mit einem entsprechend korrespondierenden Innen-Gegenkegel durch axiale Verschiebung die Quetschkraft einleitet. 



   Es ist auch bekannt, dass sich zur Vermeidung einer ansonst unüberwindbaren Reibung an den Berührungsflächen dieses sehr flachen   Aussen- und   Innenkegels, zwischen diesen beiden
Kegelflächen dünne Rollen ("Wälzlagernadeln") befinden, welche die Funktion eines durch mecha- nische Bauteile (Wälzkörper)   dargestellten"Schmierfilmes"zwischen   diesen Kegelflächen übernehmen. 



   Bei dieser bekannten Ausführung füllen die Rollen weder den gesamten Umfang noch die gesamte
Länge der Kegelfläche, d. h. es sind mehrere Reihen relativ kurzer Rollen vorhanden, wobei innerhalb jeder Reihe die Rollen entweder einzeln oder in kleinen Gruppen zusammengefasst in Öffnungen eines Käfigkörpers eingelegt sind und durch die Lage dieser Öffnungen in eine Stellung gezwungen werden, welche beim Abrollen eine Bewegung entlang eines gedachten Schraubengewindes ergibt, welches also durch Drehung des Aussenkörpers den erforderlichen Axialweg zur Erzeugung der Quetschung liefert. 



   Der Mangel dieser Ausführung besteht darin, dass der Nadelkäfig einen relativ aufwendigen Fertigungsteil darstellt und dass sich die Wälzlagernadeln infolge ihrer Schrägstellung (Richtungsabweichung von der Kegelerzeugenden) nicht ideal an die Mantelflächen der Kegelform anlegen können, sondern gleichzeitig geringfügig gebogen werden (weil eine schräg zur Mantelerzeugenden über den Kegel gelegte Linie keine Gerade ergibt, sondern eine Hyperbel). 



   Die Erfindung vermeidet den vorhin geschilderten Nachteil dadurch, dass die Funktionen "Pressen" und "zum Pressen erforderliches axiales Verschieben" gesonderten Elementen übertragen werden, wobei die Pressung nun durch Wälzlagernadeln grosser Länge erfolgen kann, welche geometrisch exakt-parallel zur Kegelerzeugenden liegen, sich in dieser Lage auch selbständig ausrichten und daher keinen zusätzlichen Führungskäfig benötigen. Die zur Erzeugung der Klemmkraft erforderliche axiale Verschiebung bewerkstelligt ein zwischen Hülse und Aussenring befindliches Gewinde, welches bei Drehung der Aussenhülse dieselbe axial verschiebt und damit die Kegelflächen (zwischen denen sich die Wälzlagernadeln befinden) gegeneinanderpresst. 



   Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes. 



   Es handelt sich um ein zur Mittellinie-l-rotationssymmetrisch gestaltetes Gebilde. 



  Die bildliche Darstellung oberhalb der Mittellinie stellt einen Schnitt, die Darstellung unterhalb der Mittellinie die äussere Ansicht dar. 



   Der   Grundkörper --2-- wird   mittels der kegeligen   Fläche -4-- in   einen entsprechenden Gegenkegel   der Werkzeugmaschinenspindel-13-- eingeführt und   durch die   Spannschraube --4-- angepresst   und gehalten. Der Schaft --5-- des einzuspannenden Bearbeitungswerkzeuges (Bohrer, Fräser   od.

   dgl.) wird   in den hülsenförmigen, relativ dünnwandigen Bereich --6-- des Grundkörpers eingesteckt und dadurch festgeklemmt, dass die umhüllende Mutter --7-- entlang des Gewindes - gedreht wird und als Folge dieser Drehung einen Axialweg in Richtung des Pfeils --9-- 

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 zurücklegt, als dessen Folge sich der geometrisch-theoretische Abstand zwischen der Kegelfläche --10-- des Innenteils und der   Kegelfläche --11-- des   Aussenteils verkleinert.

   Praktisch kann sich jedoch dieser Abstand nicht verringern, weil der Raum zwischen innerer Kegelfläche - und äusserer   Kegelfläche-11-- am   ganzen Umfang mit dünnen Rollen (Wälzlagernadeln) --12-- dicht ausgefüllt ist, so dass sich die theoretische Verkleinerung des Kegelflächenabstandes als Pressung auf den hülsenförmigen Bereich --6-- auswirkt, diesen elastisch-radial zur Mitte hin zusammenpresst und damit den Schaft des   Werkzeuges --5-- kraftschlüssig   festhält.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Spannfutter zur Einspannung rotierender Werkzeuge wie Bohrer, Fräser od. dgl. in Werkzeugmaschinen, dienend als Zwischenglied zwischen dem zylindrischen Schaft dieser Werkzeuge und der Spindel der Werkzeugmaschine, wobei die Klemmung des Werkzeugschaftes durch radial nach innen gerichtete elastische Verformung (Quetschung) des den Werkzeugschaft hülsenförmig umschliessenden Bereiches des Spannfutters bewerkstelligt wird und die Kraft zur Klemmung des Werkzeugschaftes durch axiale Verschiebung des diese Hülse umgebenden Aussenringes entlang zweier korrespondierender und mit sehr kleinem Neigungswinkel ansteigender Kegelflächen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verminderung der Reibung zwischen den korrespondierenden, gegeneinandergepressten Kegelflächen (10,11) über die Kegelfläche verteilte Wälzlagernadeln (12)

   angeordnet sind und dass der zur Klemmkraft führende axiale Anzug (9) der Aussenhülse (7) durch schraubende Bewegung entlang eines Gewindes entsteht, welches sich als ineinandergreifendes Aussen- und Innengewinde (8) zwischen dem den Werkzeugschaft klemmenden Innenteil des Spannfutters (6) und dem die Presskraft erzeugenden Aussenring (7) befindet.