CH704891A1 - Spannsystem mit Werkzeugauszugsicherung. - Google Patents

Abstract

Ein Spannsystem mit einem Spannfutter besitzt eine einsetzbare Spannhülse mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug (3). Die Spannhülse ist mit einer Haltekrone (8) versehen, welche in eine am Werkzeugschaft (3) angeordnete Vertiefung (20) eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einem Spannfutter, das mit einer Aufnahmebohrung versehen ist, und einer in die Aufnahmebohrung einsetzbaren Spannhülse mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug.

[0002] Spannmittel für das Einspannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen werden in zwei Gruppen eingeteilt: Formschlüssige Spannmittel sind beispielsweise die bekannten sog. Weldon-und Whistle Notch-Aufnahmen. Kraftschlüssige Spannmittel sind beispielsweise Schrumpffutter, Hydrodehnfutter und konische Spannzangen aller Art, die meist mit Muttern gespannt bzw. gesichert werden. Kraftschlüssige Spannmittel werden für den Zweck dieser Beschreibung unter dem Begriff Spannhülsen zusammengefasst.

[0003] Durch die hohen Drehzahlen oder den grossen Vorschub in der modernen Zerspanungstechnologie, häufig als High Performance Cutting (HPC) oder High Performance Milling (HPM) bezeichnet, entstehen Vibrationen und grosse Kräfte auf das Werkzeug, was bei Extrembearbeitungen dazu führen kann, dass das Schneidwerkzeug während des Zerspanungsvorganges aus der Spannhülse herausgezogen wird. Dies würde, vor allem bei teuren Werkstücken, zu enormen Kosten durch Beschädigungen oder gar Ausschuss führen.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, wie dieses Problem behoben werden kann.

[0005] Erfindungsgemäss wird dies gelöst durch eine in die Spannhülse einschraubbare Haltekrone, welche beim Einsetzen eines Werkzeugs in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt. Die Vertiefung ist vorzugsweise als Ringnut ausgebildet.

[0006] Im Folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung eines mittels eines Spannfutters in einer Maschinenspindel gehaltenen Werkzeugs, teilweise geschnitten <tb>Fig. 2<sep>eine vergrösserte Schnittdarstellung des Bereichs am Ende des Werkzeugschafts <tb>Fig. 3<sep>eine perspektivische Darstellung einer Haltekrone.

[0007] Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist in einem Spannfutter 1 mittels einer Spannhülse 2 ein Werkzeug, im vorliegenden Fall ein Schaftfräser 3 gehalten. Bei der Spannhülse 2 handelt es sich um eine flachkonische Spannzange, die in eine entsprechend geformte Aufnahmebohrung des Spannfutters 1 eingepresst und mittels einer Mutter 4 gesichert ist. Anstelle der gezeigten flachkonischen Spannzange sind im Zusammenhang mit der Erfindung auch andere Spannhülsen oder Spannzangen, wie beispielsweise Schrumpffutter, Hydrodehn-futter und andere konische Spannzangen geeignet.

[0008] Die Spannzange 2 besitzt ihrerseits eine zylindrische Aufnahmebohrung für einen Werkzeugschaft. An ihrem maschinen-seitigen Ende weist sie ein an sich bekanntes Abschlusselement in der Art eines Deckels 5 auf, in welchem sich eine zentrale Bohrung 6 befindet. Diese Bohrung ist mit einem Innengewinde 7 versehen, in welches ein mit einem Aussengewinde versehener Ansatz 9 einer Haltekrone 8 eingeschraubt ist.

[0009] Die Haltekrone 8 ist in Fig. 3gezeigt. Sie besteht im Wesentlichen aus einem mittleren scheibenförmigen Bereich 10 an dem maschinenseitig der Gewindeansatz 9 angeordnet werkzeugseitig ein kronenförmiger Kranz 11 aus einer Anzahl gleichmässig um den Umfang verteilter, federnder Zungen oder Blätter 12 ausgebildet ist. Die Zungen oder Blätter 12 besitzen auf der Innenseite ihres werkzeugseitigen Endes keilförmige Vorsprünge 13 mit flacheren äusseren Flanken 14 und steileren inneren Flanken 15. Der Aussendurchmesser der Haltekrone ist gleich dem Durchmesser des Werkzeugschafts.

[0010] Die Haltekrone besitzt eine durchgängige axiale Bohrung 16 durch den scheibenförmigen Bereich und den Gewindeansatz. Diese Bohrung ist mit einem Innengewinde 17 versehen, in welches eine Anschlagschraube 18 eingeschraubt ist. Die Anschlagschraube ist maschinenseitig mit einem Innensechskant 19 versehen, mittels dessen sie axial verstellbar ist.

[0011] An seinem maschinenseitigen Ende ist der Werkzeugschaft mit einer Ringnut 20 versehen, deren maschinenseitige Seitenwand dieselbe Steilheit aufweist wie die inneren Flanken 15 der Vorsprünge 13 der federnden Blätter 12. Die Kante des Werkzeugschafts ist mit einer Fase versehen, deren Steilheit derjenigen der äusseren Flanke 14 entspricht. Die Ringnut kann ohne weiteres vom Anwender in den Werkzeugschaft geschliffen werden.

[0012] Beim Einsetzen eines Werkzeugs wird zunächst die Haltekrone auf den Werkzeugschaft geschoben, wobei die federnden Blätter 12 in die Ringnut 20 einrasten. Anschliessend wird mittels der Anschlagschraube ein vorhandenes Spiel aufgehoben und der Werkzeugschaft in die Aufnahmebohrung der Spannzange eingesetzt. Die durch die federnden Blätter ausgeübte Haltekraft genügt, um durch Drehen des Werkzeugs die Haltekrone in das Gewinde des Deckels einzuschrauben. Sobald danach die Spannzange in das Spannfutter eingespannt ist, ergibt sich durch den Eingriff der Haltekrone in die Ringnut des Werkzeugschafts und die fixe Abstützung der federnden Blätter durch die Innenwand der Spannzange eine nicht selbsttätig lösbare formschlüssige Verbindung. Das Werkzeug kann auch unter extremen Belastungen nicht aus der Spannzange herausgezogen werden.

[0013] Die erfindungsgemässe Lösung besitzt demnach eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten formschlüssigen und kraftschlüssigen Systemen. Durch die Kombination der kraftschlüssigen und der formschlüssigen Verbindung in einem System wird höchste Zerspannleistung und bester Rundlauf erreicht. Das schlanke System besitzt eine geringe Störkontur. Durch das zentrische Spannen und die symmetrisch angeordneten federndes Blätter entstehen keine Unwucht und keine Vibrationen. Es werden höhere Standzeiten und höchste Oberflächengüte erreicht.

Claims (5)

1. Spannsystem mit einem Spannfutter, das mit einer Aufnahmebohrung versehen ist, und einer in die Aufnahmebohrung einsetzbaren Spannhülse mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug, gekennzeichnet durch eine in die Spannhülse einschraubbare Haltekrone, welche beim Einsetzen eines Werkzeugs in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt.

2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung eine Ringnut ist.

3. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekrone einen Kranz von gleichmässig verteilten federnden Blättern mit Vorsprüngen aufweist, die in die Vertiefung am Werkzeugschaft eingreifen.

4. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Vertiefung eingreifenden federnden Blätter, innerhalb der Spannzange, durch die Innenwand der Spannzange abgestützt und somit verriegelt werden.

5. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine in der Haltekrone axial verschiebbar angeordnete Anschlagschraube.