Schnellspannfutter Die Erfindung betrifft ein Schnellspannfutter mit Werkzeughalter, mit einem Futterkörper, der eine Boh rung mit mindestens einem Konus zur Aufnahme des mit mindestens einem Konus versehenen Werkzeug halters aufweist, und mit einer lösbaren Spannvorrich tung mit mindestens einer Feder zum Festspannen des Werkzeughalters im Futterkörper.
Derartige Schnellspannfutter werden beispielsweise an horizontalen und vertikalen Bohrmaschinen, an Drehbänken, Feinbohrwerken usw. verwendet und die nen dazu, im gleichen Arbeitsgang verschiedene Be arbeitungsphasen mit verschiedenen Werkzeugen durch- zuführen, ohne beim Werkzeugwechsel jeweils eine neue Einstellung des Werkzeuges vornehmen zu müs sen, da der Werkzeughalter mit dem Werkzeug im Futterkörper stets genau justiert ist.
Es sind bereits eine Reihe von Schnellspannfuttern bekannt, die einen schnellen Wechsel der Werkzeuge mittels eines Werkzeughalters ermöglichen und trotz dem eine genaue Justierung des Werkzeuges gewähr leisten. Dabei weisen alle bekannten Schnellspannfut- ter gewisse Nachteile auf; entweder sind sie einfach zu bedienen und die Werkzeuge schnell auswechselbar, dann ist ihr Aufbau aber so wenig stabil, dass sie nur für Feinbearbeitungen verwendet werden können;
oder aber sie sind robust genug gebaut, dass mit ihnen auch gröbere Bearbeitungen wie beispielsweise Schrubben durchgeführt werden können, dann ist ihre Bedienung vielfach komplizierter.
So ist beispielsweise ein Schnellspannfutter bekannt, das einen Futterkörper für die Aufnahme eines Werk zeughalters, eine konische Bohrung und eine Planfläche aufweist, während der Werkzeughalter mit einem Ko nus und einer Schulter versehen ist, so dass bei ihrer Verbindung die beiden Teile sowohl mit ihren koni schen Teilen als auch mit den beiden Planflächen auf einander liegen.
Das Kuppeln des Werkzeughalters erfolgt dabei über einen Bajonettverschluss, der über einen damit verbundenen Bolzen und mittels einer quer zur Futter achse stehenden Spannschraube über einen Keil in der Weise verspannt werden kann, dass der Werkzeughalter in den Futterkörper gezogen und festgespannt wird, wenn die Schraube betätigt wird. Diese Art der Schnell spannvorrichtung bringt vor allem den Nachteil mit sich, dass zum Einspannen des Werkzeughalters ein Schlüssel zur Bedienung der Spannschraube benötigt wird. Abgesehen davon, dass ein zusätzlicher Schlüssel leicht verlegt oder verloren gehen kann, geht durch das Ansetzen des Schlüssels kostbare Zeit für den eigentli chen Bearbeitungsprozess verloren.
Diese Tatsache ge winnt gerade beim heutigen Streben nach Rationalisie rung des Fertigungsprozesses an Bedeutung, da nicht nur die Bearbeitungszeit, sondern vor allen Dingen auch die Rüstzeiten in Bruchteilen von Sekunden ge messen werden.
Es ist allerdings auch ein Schnellspannfutter mit Werkzeughalter bekannt, welches einen Futterkörper aufweist, der eine Bohrung mit mindestens einem Ko nus zur Aufnahme des mit mindestens einem Konus versehenen Werkzeughalters besitzt und der mit einer lösbaren Spannvorrichtung mit mindestens einer Feder zum Festspannen des Werkzeughalters im Futterkörper ausgerüstet ist. Bei diesem bekannten Schnellspannfut- ter ist die Spannfunktion der Spannvorrichtungen al lerdings nur sehr gering, so dass letztere praktisch nur als Sperrvorrichtungen wirken, die ein Herausfallen der Werkzeughalter aus den Futterkörpern verhindern sol len.
Dies rührt daher, dass bei den bekannten Schnell spannfuttern die zum Spannen dienende Feder direkt mit einem um den Schnellspannfutter angeordneten Be tätigungsring zusammenwirkt und der Betätigungsring also entgegen der Kraft dieser Feder betätigt werden muss. Die Spannkraft der Feder kann aber mit Rück sicht auf die Bedienbarkeit des Betätigungsringes von Hand - zum Lösen des Werkzeughalters muss der Be tätigungsring von Hand entgegen der Kraft der Feder bewegt werden - nur äusserst gering sein.
Es lässt sich also mit diesen bekannten Schnellspannfuttern kein starrer und exakter Sitz des Werkzeughalters im Futter körper erzielen, weshalb die genannten Schnellspann- futter auch nur zum Bohren oder Aufreiben geeignet sind, nicht dagegen zum Fräsen oder Ausdrehen. Da aufgrund der geringen Einspannkraft kleinere Lage veränderungen des Werkzeughalters, insbesondere bei einseitiger Beanspruchung, wie beispielsweise beim Frä sen oder Drehen, auftreten, eignen sich diese bekann ten Schnellspannfutter auch nicht für diese genannten Bearbeitungsarten, insbesondere dann nicht, wenn es sich um Feinstbearbeitungen hoher Massgenauigkeit handelt.
Zweck der Erfindung ist es unter anderem, obige Nachteile zu vermeiden und ein Schnellspannfutter zu schaffen, das sich durch eine einfache Bedienung von Hand ohne jegliche Hilfsmittel und durch einfachen und derart stabilen Aufbau auszeichnet, dass es sich gleichermassen für grobe Schrubbarbeiten wie für ge nauestes Feindrehen eignet.
Das eingangs genannte erfindungsgemässe Schnell spannfutter ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spann vorrichtung einen axial verschiebbaren, mittels der Fe der vorgespannten Bajonettverschluss aufweist, der mit tels einer kraftübersetzenden Betätigungsvorrichtung zum Lösen des Werkzeughalters entgegen der Kraft der Feder in Richtung des Werkzeughalterkopfes axial ver schiebbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schnellspannfutters wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Schnellspann futter mit Werkzeughalter; und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-II in Fig. 1. In Fig. 1 ist mit 1 ein Futterkörper bezeichnet, in den über eine konische Bohrung 2 ein mit einem Ko nus 3 versehener Werkzeughalter 4 eingesetzt ist. In der gezeigten Stellung sind Werkzeughalter 4 und Fut terkörper 1 nicht gegeneinander verspannt, sondern in der Stellung wiedergegeben, in der der Werkzeughalter eingesetzt und verdreht werden kann.
Axial verschiebbar und koaxial zum Futterkörper 1 sind Spannmittel 6 angeordnet, die aus einem Ein satz 7, einer Feder 8, einer Schraube 9, einer Druck mutter 10 und einem Anschlag 11 bestehen. Der Ein satz 7 weist an seinem dem Werkzeughalter zugewand ten Ende Nasen 12, 13 auf, und ist an seinem anderen Ende mit einer ein Innengewinde aufweisenden Boh rung 14 versehen. Die Bohrung 14 trägt die Schraube 9 auf der eine Druckmutter 10 angeordnet ist, wobei die Aussenflächen der Druckmutter 10 und der Schrau be 9 als Führungsflächen 15, 16 für den Einsatz 7 ausgebildet sind. Der Einsatz weist weiter eine Füh rungsfläche 17 auf, die einen Keil 18 trägt, der in eine entsprechende Nut 19 im Futterkörper 1 eingreift und den Einsatz gegen Verdrehen sichert.
Der Einsatz er hält über die Feder 8 eine Vorspannung. Die Feder 8 stützt sich an dem als Ring 11 ausgebildeten Anschlag ab, der über Schrauben 20 im Futterkörper 1 gehal ten wird und durch welchen der Einsatz axial ver- schiebbar greift. Den zweiten Anschlag für die Feder 8 bildet der Druckring 10, durch den die Vorspannung des Einsatzes 7 eingestellt werden kann.
Die Stirnseite 21 der Schraube 9 ist als Doppel kurve 21 ausgebildet, über die die Spannmittel mit den Betätigungsmitteln 22 zusammenwirken.
Die Betätigungsmittel 22 bestehen aus einem Bol zen 23, der auf seiner einen Seite eine Doppelkurve 24 aufweist, die mit der Doppelkurve 21 der Schraube 9 zusammenwirkt. Die andere Seite des Bolzens 23 stützt sich am Futterkörper 1 ab. Bewegt wird der Bolzen 23 über einen Stift 25, der durch einen in Um fangsrichtung verlaufenden Schlitz 26 im Futterkörper verläuft und mit einem Betätigungsring 27 gekoppelt ist, welcher den Futterkörper 1 umgreift. Vorzugsweise kann der Betätigungsring mit einer Riffelung versehen sein, um seine Griffigkeit zu erhöhen.
Zweckmässig wird der Betätigungsring in seiner Ar beitsstellung durch eine Arretiervorrichtung 28 arretiert. Der Werkzeughalter 4 weist an seinem in den Fut terkörper 1 einzusetzenden Ende an der Stirnseite eine Bohrung 29 und Schlitze 30, 31 auf. Am Grund der Bohrung ist eine Ausdrehung 32 vorgesehen, in die die Nasen 12, 13 des Einsatzes 7 eingreifen können. Um beim Einsetzen ein Verdrehen des Werkzeughal ters 4 nur in einer Drehrichtung, und zwar jeweils ent gegen der späteren Arbeitsdrehrichtung des Werkzeuges zu gewährleisten, ist ein auswechselbarer Anschlag 33 vorgesehen.
Der Anschlag 33 ist aussehraubbar und kann in eine Bohrung 34 eingeschraubt werden, sofern die Arbeitsdrehrichtung des Werkzeuges geändert wer den soll.
Der Anschlag 33 kann entweder so ausgebildet sein, dass er als Mitnehmer dient, oder es kann zusätzlich noch ein Mitnehmer 35 vorgesehen werden, gegen den eine Nase 12 oder 13 des Einsatzes 7 anliegt. Der Mit nehmer 35 oder der Anschlag 33 verhindern, dass sich der Werkzeughalter unter der Belastung durch die Schnittkräfte so weit dreht, bis er zu den Schlitzen 30, 31 gelangen würde und dadurch eventuell entkuppelt würde. Der Anschlag 33 und/oder der Mitnehmer 35 können zweckmässig so dimensioniert sein, dass sie ab geschert werden, sobald die Belastung durch das Werk zeug eine vorbestimmte Grösse überschreitet.
Vorteilhafterweise wird im Futterkörper 1 ein Mit nehmer 36 derart angeordnet, dass er über den Konus 2 in entsprechende Ausnehmungen 37 des Konus des Werkzeughalters eingreift. Dabei kann zweckmässiger- weise der Mitnehmer 36 und die Ausnehmung 37 so gestaltet sein, dass der Mitnehmer in beiden Drehrich tungen wirksam ist.
Die Anordnung des Mitnehmers 36 und die Ausnehmung 37 ist so getroffen, dass der Mitnehmer 36 erst in Eingriff kommt, wenn der Werk zeughalter 4 und die Spannmittel 6 gegenseitig richtig angesetzt sind und in Eingriff stehen.
Der Mitnehmer kann entweder in Form des in Fig. 1 dargestellten Kipphebels ausgebildet sein, sofern er als Dauereinrichtung am Schnellspannfutter gedacht ist, oder man versieht den Futterkörper 1 mit einer Bohrung und einem Gewinde, durch die eine Schraube, vorzugsweise Madenschraube, eingeführt werden kann, die dann mit den Ausnehmungen im Werkzeughalter zusammenwirken (letzte Variante nicht dargestellt).
Die Funktion des Schnellspannfutters ist wie folgt: Durch Drehen an dem Betätigungsring 27, und zwar in Richtung des grösseren Widerstandes, wird über den Stift 25 und den Bolzen 23 die Doppelkurve 24 der art bewegt, dass letztere über die Doppelkurve 21 der Schraube 9 den Einsatz 7 in Richtung des Aufnahme konus 2 bewegt und über den Druckring 10 die Feder 8 weiterspannt.
Nun wird der Werkzeughalter 4 angesetzt, derart, dass die Nasen 12, 13 durch die Schlitze 30, 31 grei fen, bis sie auf dem Boden der Schlitze anstehen. Dar aufhin wird der Werkzeughalter in der nicht durch den Anschlag 33 gesperrten Richtung verdreht, bis er ent weder am Mitnehmer 35 oder, sofern kein Mitnehmer vorhanden, am Anschlag 33 ansteht.
Durch Drehen am Betätigungsring 27 werden die Doppelkurven 21, 24 in der Weise gegeneinander ver dreht, dass der Druck der Feder 8 über die Druck mutter 10 und die Schraube 9 auf den Einsatz 7 wirk sam werden kann, so dass der Werkzeughalter über die Nasen 12, 13 in den Konus 2 des Futterkörpers 1 hineingezogen wird, bis der Konus 3 des Werkzeug halters 4 am Konus 2 fest anliegt.
Da beim Spannen der Betätigungsring 27 nicht ge gen, sondern mit der Federkraft wirkt, so ist zum Spannen nahezu kein Kraftaufwand erforderlich. Die richtige Spannung des Werkzeughalters wird allein durch die Kraft der Feder bestimmt. Dadurch wird erreicht, dass einerseits der Werkzeughalter stets in der erforderlichen Spannung eingesetzt ist und andererseits ein Ermüden des Bedienungsmannes verhindert wird, da das Einspannen des Werkzeughalters praktisch keine Kraftanstrengung vom Bedienungsmann erfordert.