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.
Quick release chuck The invention relates to a quick release chuck with tool holder, with a chuck body which has a borehole with at least one cone for receiving the tool holder provided with at least one cone, and with a detachable clamping device with at least one spring for clamping the tool holder in the chuck body.
Such quick-release chucks are used, for example, on horizontal and vertical drills, on lathes, fine boring mills, etc. and the NEN to carry out different processing phases with different tools in the same operation without having to make a new setting of the tool when changing tools, since the tool holder with the tool in the chuck body is always precisely adjusted.
There are already a number of quick-release chucks that allow a quick change of tools by means of a tool holder and despite which ensure accurate adjustment of the tool. All known quick-release chucks have certain disadvantages; Either they are easy to use and the tools can be exchanged quickly, but then their structure is so unstable that they can only be used for fine machining;
or if they are built robust enough that they can also be used for coarser processing such as scrubbing, then their operation is much more complicated.
For example, a quick release chuck is known that has a chuck body for receiving a work tool holder, a conical bore and a flat surface, while the tool holder is provided with a con nut and a shoulder so that when they are connected, the two parts with their cones between parts and with the two planar surfaces on top of each other.
The coupling of the tool holder takes place via a bayonet lock, which can be clamped via a bolt connected to it and a clamping screw transverse to the chuck axis via a wedge in such a way that the tool holder is pulled into the chuck body and tightened when the screw is actuated becomes. This type of quick clamping device has the main disadvantage that a key is required to operate the clamping screw to clamp the tool holder. Apart from the fact that an additional key can easily be misplaced or lost, attaching the key wastes valuable time for the actual machining process.
This fact is gaining in importance, especially with today's efforts to rationalize the production process, since not only the processing time, but above all the set-up times are measured in fractions of a second.
However, a quick-release chuck with tool holder is also known which has a chuck body which has a bore with at least one cone for receiving the tool holder provided with at least one cone and which is equipped with a detachable clamping device with at least one spring for clamping the tool holder in the chuck body is. In this known quick-release chuck, however, the clamping function of the clamping devices is only very slight, so that the latter practically only act as locking devices that are intended to prevent the tool holder from falling out of the chuck bodies.
This is due to the fact that in the known quick-release chucks, the spring used for tensioning interacts directly with an actuating ring arranged around the quick-release chuck and the actuating ring must therefore be actuated against the force of this spring. The tension force of the spring can, however, be extremely low, taking into account the operability of the actuating ring by hand - to loosen the tool holder, the actuating ring must be moved by hand against the force of the spring.
With these known quick-release chucks it is not possible to achieve a rigid and exact seat of the tool holder in the chuck body, which is why the mentioned quick-release chucks are only suitable for drilling or reaming, but not for milling or turning. Since minor changes in the position of the tool holder occur due to the low clamping force, especially when there is one-sided stress, such as milling or turning, these well-known quick-release chucks are also not suitable for these types of machining, especially not when it comes to fine machining with high dimensional accuracy acts.
The purpose of the invention is, among other things, to avoid the above disadvantages and to create a quick-release chuck that is characterized by simple operation by hand without any tools and by a simple and so stable construction that it is equally suitable for rough scrubbing as for the most precise precision turning suitable.
The quick-release chuck according to the invention mentioned at the beginning is characterized in that the clamping device has an axially displaceable bayonet lock preloaded by means of the Fe, which is axially displaceable against the force of the spring in the direction of the tool holder head by means of a force-transmitting actuating device for releasing the tool holder.
An embodiment of the quick-release chuck according to the invention is described in more detail with reference to the drawing. 1 shows a longitudinal section through a quick-release chuck with tool holder; and FIG. 2 shows a section along the line 11-II in FIG. 1. In FIG. 1, 1 denotes a chuck body, into which a tool holder 4 provided with a cone 3 is inserted via a conical bore 2. In the position shown, the tool holder 4 and Fut terkörper 1 are not braced against each other, but shown in the position in which the tool holder can be inserted and rotated.
Axially displaceable and coaxial with the chuck body 1 clamping means 6 are arranged, which consist of a set 7, a spring 8, a screw 9, a pressure nut 10 and a stop 11. The A set 7 has at its end facing the tool holder th lugs 12, 13, and is at its other end with an internally threaded Boh tion 14 is provided. The bore 14 carries the screw 9 on which a pressure nut 10 is arranged, the outer surfaces of the pressure nut 10 and the screw 9 being designed as guide surfaces 15, 16 for the insert 7. The insert also has a guide surface 17 which carries a wedge 18 which engages in a corresponding groove 19 in the chuck body 1 and secures the insert against rotation.
The insert he holds on the spring 8 a bias. The spring 8 is supported on the stop designed as a ring 11, which is held in the chuck body 1 via screws 20 and through which the insert engages in an axially displaceable manner. The second stop for the spring 8 is formed by the pressure ring 10, by means of which the bias of the insert 7 can be adjusted.
The end face 21 of the screw 9 is designed as a double curve 21, via which the clamping means interact with the actuating means 22.
The actuating means 22 consist of a bolt 23, which has a double cam 24 on one side, which cooperates with the double cam 21 of the screw 9. The other side of the bolt 23 is supported on the chuck body 1. The bolt 23 is moved via a pin 25 which runs through a slot 26 in the chuck body running in the circumferential direction and is coupled to an actuating ring 27 which engages around the chuck body 1. The actuating ring can preferably be provided with a corrugation in order to increase its grip.
The actuating ring is expediently locked in its working position by a locking device 28. The tool holder 4 has a bore 29 and slots 30, 31 at its end to be inserted into the Fut terkörper 1 on the end face. A recess 32 is provided at the base of the bore, into which the lugs 12, 13 of the insert 7 can engage. In order to ensure a rotation of the Werkzeughal age 4 only in one direction of rotation when inserting, namely each ent against the later working direction of rotation of the tool, a replaceable stop 33 is provided.
The stop 33 can be screwed out and screwed into a bore 34 if the working direction of rotation of the tool is changed to who should.
The stop 33 can either be designed in such a way that it serves as a driver, or a driver 35 can also be provided against which a nose 12 or 13 of the insert 7 rests. The driver 35 or the stop 33 prevent the tool holder from rotating under the load of the cutting forces until it would reach the slots 30, 31 and thereby possibly be uncoupled. The stop 33 and / or the driver 35 can expediently be dimensioned so that they are sheared off as soon as the load from the work tool exceeds a predetermined size.
A driver 36 is advantageously arranged in the chuck body 1 in such a way that it engages via the cone 2 in corresponding recesses 37 of the cone of the tool holder. In this case, the driver 36 and the recess 37 can expediently be designed so that the driver is effective in both directions of rotation.
The arrangement of the driver 36 and the recess 37 is such that the driver 36 only comes into engagement when the work tool holder 4 and the clamping means 6 are mutually correctly attached and are in engagement.
The driver can either be designed in the form of the rocker arm shown in Fig. 1, provided that it is intended as a permanent device on the quick-release chuck, or the chuck body 1 is provided with a bore and a thread through which a screw, preferably a grub screw, can be inserted, which then interact with the recesses in the tool holder (last variant not shown).
The function of the quick-release chuck is as follows: By turning the actuating ring 27, in the direction of the greater resistance, the double cam 24 is moved via the pin 25 and the bolt 23 in such a way that the latter via the double cam 21 of the screw 9 the insert 7 moved in the direction of the receiving cone 2 and further tensioned the spring 8 via the pressure ring 10.
Now the tool holder 4 is attached in such a way that the lugs 12, 13 grei fen through the slots 30, 31 until they are on the bottom of the slots. Thereupon the tool holder is rotated in the direction not blocked by the stop 33 until it is pending either on the driver 35 or, if no driver is present, on the stop 33.
By turning the actuating ring 27, the double cams 21, 24 are rotated against each other in such a way that the pressure of the spring 8 via the pressure nut 10 and the screw 9 can be effective on the insert 7, so that the tool holder via the lugs 12 , 13 is pulled into the cone 2 of the chuck body 1 until the cone 3 of the tool holder 4 rests firmly on the cone 2.
Since when tensioning the actuating ring 27 not ge conditions, but acts with the spring force, almost no effort is required for tensioning. The correct tension of the tool holder is determined solely by the force of the spring. This ensures that, on the one hand, the tool holder is always inserted with the required tension and, on the other hand, the operator is prevented from becoming tired, since clamping the tool holder requires practically no effort on the part of the operator.