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Die
Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem Futterkörper, in
dem eine zentrale Aufnahme für den
Schaft eines zu spannenden Werkzeugs ausgebildet ist, und einem
Spannmechanismus, um einen in die Aufnahme eingeschobenen Werkzeugschaft
in der Aufnahme zu fixieren, wobei in dem Futterkörper ein
sich zwischen dem maschinenseitigen Ende des Futterkörpers und
der Aufnahme erstreckendes Kühlmittelzuführrohr vorgesehen
ist, das in die Aufnahme hineinragt, um dem maschinenseitigen Ende eines
in die Aufnahme eingesetzten Werkzeugs ein Kühlmittel zuzuführen, und
einlaßseitig
ein Anschlußelement
zur Verbindung mit einer maschinenseitigen Kühlmittelzuführeinrichtung aufweist, welches
in dem Futterkörper
gehalten ist.
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Spannfutter
dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden
in erster Linie eingesetzt, um einen Werkzeugschaft wie beispielsweise
einen Bohrer- oder Fräserschaft
in der Arbeitsspindel einer entsprechenden Werkzeugmaschine zu fixieren.
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In
zunehmendem Maße
erfolgt die Kühlung und/oder
Schmierung der Werkzeuge im Bereich der Schneide über einen
Kühlmittelkanal,
der sich axial von der Werkzeugschneide zum gegenüberliegenden
Ende des Werkzeugschaftes erstreckt. Beim Einsatz von solchen Werkzeugen
mit innerer Kühlmittelzufuhr
ist in dem Spannfutter ein Kühlmittelkanal
ausgebildet, der von dem spindelseitigen Ende zu der Aufnahme des
Spannfutters verläuft
und dazu dient, dem spindelseitigen Ende des Werkzeugs ein Kühl- und/oder
Schmiermittel zuzuführen.
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Bei
einem Spannfutter, welches aus der
DE 200 23 275 U bekannt ist, ist der Kühlmittelkanal
in einem Kühlmittelzuführrohr ausgebildet,
welches in dem Futterkörper
gehalten ist. Das Kühlmittelzuführrohr besitzt
einlaßseitig
ein Anschlußelement
zur Verbindung mit einer maschinenseitigen Kühlmittelzuführeinrichtung und ein Rohrelement,
welches in dem Anschlußelement
verschiebbar gehalten ist und in die Aufnahme hineinragt. Dabei
ist das Rohrelement über
einen Kegelradantrieb axial verstellbar, so daß die Endposition des Rohrelement
in der Aufnahme entsprechend der gewünschten Einspanntiefe und Werkzeuglänge variiert
werden kann. Dieser Verstellmechanismus ist jedoch sehr aufwendig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spannfutter der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die axiale Position des in
die Aufnahme hineinragenden Endes des Kühlmittelzuführrohrs auf einfache Weise
eingestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittelzuführrohr axial
unterteilt ist und ein in das Anschlußelement eingeschraubtes Übernahmerohr
und ein in dem Übernahmerohr
verschiebbar gehaltenes Übergaberohr
aufweist, wobei das Übernahmerohr
einen Anschlag aufweist, der die Bewegung des Übergaberohrs zur Maschinenseite hin
begrenzt, und in dem Übernahmerohr
ein Formschlußelement
ausgebildet ist, über
welches das Übernahmerohr
durch Einstecken eines dazu komplementären Betätigungselements in das Übernahmerohr
verdrehbar und damit axial gegenüber
dem Anschlußelement
verstellbar ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die axiale Verstellung des Kühlmittelzuführrohrs
und hier insbesondere dessen aufnahmeseitigen Endes dadurch, daß in das Übernahmerohr
ein Betätigungselement
eingesteckt wird, wobei das Betätigungselement
und die Innenseite des Übernahmerohrs
derart komplementär
zueinander ausgebildet sind, daß in
Drehrichtung ein Formschluß entsteht,
so daß eine
Drehbewegung des Betätigungselements
auf das Übernahmerohr übertragen
wird. Da das Übernahmerohr
in das Anschlußelement
eingeschraubt ist, wird die Drehbewegung in eine axiale Verstellbewegung
umgesetzt. Wenn die Verstellung beendet ist und ein Werkzeugschaft
in die Aufnahme eingeschoben wird, wird das Übergaberohr aus der Aufnahme
in Richtung auf das Übernahmerohr
gedrückt,
bis sein maschinenseitiges Ende an dem Anschlag des Übernahmerohrs
in Anlage kommt. Im Ergebnis ist der erfindungsgemäß vorgesehene Verstellmechanismus
einfach im Aufbau und leicht zu bedienen.
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In
Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Formschlußelement
als eine unrunde Ausnehmung ausgebildet ist. Sie kann beispielsweise
als ovale oder polygone Ausnehmung geformt sein, aber auch als Innenmehrkant,
d.h. als zumindest Innendreikant, vorzugsweise Innensechskant, ausgebildet sein.
Dabei sollte das Formschlußelement
an einem Übergang
zu dem das Übergaberohr
aufnehmenden Bohrungsabschnitt des Übernahmerohrs ausgebildet sein.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an dem
aufnahmeseitigen Ende des Übergaberohrs
ein Anschlagelement angebracht ist, um für das einzuspannende Werkzeug
einen definierten Anschlag auszubilden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, daß das
Anschlußelement
in dem Futterkörper
mittels einer Überwurfmutter
gehalten ist, welche auf das Anschlußelement verschiebbar aufgeschoben
und in dem Futterkörper festgeschraubt
ist.
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Nach
der Erfindung ist des weiteren vorgesehen, daß das Übergaberohr maschinenseitig
einen Anschlag aufweist, über
den es mit einem durch das Übernahmerohr
gesteckten Stößel in Richtung
auf die Aufnahme schiebbar ist. Dieser Stößel kann Teil einer Voreinstelleinrichtung
sein, über
die dann das Übergaberohr
in eine definierte Stellung gebracht wird. Anschließend wird
das Werkzeug in die Auf nahme eingesetzt und in Anlage zum Übergaberohr
gebracht und verspannt. Danach wird der Stößel wieder entfernt, und durch
Verdrehen wird das Übernahmerohr
soweit in Richtung auf das Übergaberohr
axial bewegt, bis letzteres an dem Anschlag des Übernahmerohrs zur Anlage kommt.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die
Unteransprüche sowie
die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt
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1 ein
Spannfutter gemäß der vorliegenden
Erfindung im Axialschnitt,
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2 das
Spannfutter gemäß 1 bei
einer Einstellung mit Hilfe einer Voreinstelleinrichtung;
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3 in
vergrößerter Darstellung
das Übernahmerohr
des Kühlmittelzuführrohrs
des Spannfutters gemäß den 1 und 2 in
Querschnittdarstellung, und
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4 das Übernahmerohr
gemäß 3 im Längsschnitt.
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In
den 1 und 2 ist eine Ausführungsform
eines als HSK-Werkzeughalter ausgebildeten Dehnspannfutters 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
im Längsschnitt
dargestellt.
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Das
Dehnspannfutter 1 umfaßt
einen Grundkörper 2 aus
einem formsteifen Material, der an seinem nicht dargestellten, linksseitigen
Endbereich in an sich bekannter Weise einen Befestigungskonus zur
Einspannung an einer drehangetriebenen Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine
aufweist. An dem anderen Ende des Grundkörpers 2 ist ein Anschlußschaft 3 mit
einer zentralen Axialbohrung 4 vorgesehen, in die eine
Dehnbüchse 5 eingesetzt
ist. Die Dehnbüchse 5 bildet
dabei eine Aufnahme 6, in die ein zylindrischer Schaft
eines Werkzeugs wie beispielsweise eines Bohrers oder Fräsers eingeschoben
werden kann.
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Zwischen
der Dehnbüchse 5 und
dem Grundkörper 2 ist
ein Ringraum 7 ausgebildet, der die Aufnahme 6 umgibt
und koaxial zu dieser ausgerichtet ist. Der Ringraum 7,
dessen axiale Länge
etwa dem erforderlichen Spannbereich entspricht, wird zur Aufnahme 6 hin
von einer relativ schmalen Innenwand 8 der Dehnbüchse 5 und
radial nach außen
von der Wandung des Grundkörpers 2,
dessen Wandstärke
um ein mehrfaches größer als
die Wandstärke der
Innenwand 8 ist, begrenzt. Der Ringraum 7 ist
mit einem Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl gefüllt und steht in nicht dargestellter
Weise über
einen im Grundkörper 2 ausgebildeten
Kanal mit einer Hydraulikmittelquelle in Verbindung, durch die er
zum Spannen eines Werkzeugs mit Druck beaufschlagt werden kann.
Die Druckmittelquelle kann in an sich bekannter Weise von einem
im Grundkörper 2 ausgebildeten
Zylinderraum gebildet sein, der endseitig durch ein kolbenartiges
Stellorgan verschlossen ist, das zur Erhöhung des Drucks in den Zylinderraum eingeschraubt bzw.
zur Verringerung des Drucks aus dieser heraus geschraubt werden
kann. Dieser hydraulische Druck wird über den Kanal zum Ringraum 7 übertragen
und bewirkt eine elastische Komprimierung der Innenwand 8 nach
innen, bis diese den in die Aufnahme 5 eingesetzten Werkzeugschaft
fest umschließt.
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Die
Dehnbüchse 5 ist
mit dem Grundkörper 2 fest
verbunden, indem sie an ihren axialen Endbereichen mit dem Grundkörper 2 in
an sich bekannter weise verlötet
ist. Zusätzlich
ist vorgesehen, daß die Dehnbüchse 5 mit
dem Grundkörper 2 an
den Verbindungsstellen einen Formschluß bildet. An dem werkzeugseitigen
Endbereich ist hierzu in der Stirnfläche des Grundkörpers 2 eine
Ringnut 9 vorgesehen, in die ein entsprechender Ringsteg 10 der
Dehnbüchse 5 formschlüssig eingreift.
In entsprechender Weise weist die Dehnbüchse 5 an ihrer arbeitsspindelseitigen
Stirnfläche
einen Ringsteg 11 auf, der in eine korrespondierende Ringnut 12 des
Grundkörpers 2 eingreift.
Durch die Formschlußverbindungen
zwischen Grundkörper 2 und
Dehnbüchse 5 wird
erreicht, daß Radialkräfte, welche
im Betrieb bei einer Druckbeaufschlagung des Ringraums 7 auftreten
und den Grundkörper 2 von
der Dehnbüchse 5 zu
trennen suchen, die Lötstellen
nicht belasten.
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In
die Aufnahme 6 ist ein Werkzeug 13 eingesetzt.
Es handelt sich um ein Werkzeug 13 mit innerer Kühlmittelzufuhr,
das zwei parallele Durchgangsbohrungen 14, 15 aufweist,
die sich vom futterseitigen Ende bis zur Schneide des Werkzeugs 13 erstrecken,
um der Werkzeugschneide ein Kühl- und/oder
Schmiermittel zuzuführen.
Dieses Kühl- und/oder Schmiermittel,
das beispielsweise ein Luft/Öl-Gemisch in Form eines Ölnebels
sein kann, wird dem maschinenseitigen Ende des Werkzeugs 13 von
der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine her über eine Zuführlanze
und ein in dem Grundkörper 2 vorgesehenes
Kühlmittelzuführrohr 16 zugeführt. Das
Kühlmittelzuführrohr 16 erstreckt
sich zwischen der Aufnahme 6 und dem spindelseitigen Endbereich
des Grundkörpers 2.
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Das
Kühlmittelzuführrohr 16 besitzt
an seinem einlaßseitigen
Ende ein Anschlußelement 17, welches
in dem Grundkörper 2 bewegbar
gehalten ist. Hierzu ist auf das Anschlußelement 17 eine Überwurfmutter 19 aufgeschoben,
die maschinenseitig mit einem radial nach innen vorstehenden Absatz 20 versehen
ist. Die Überwurfmutter 19 ist
in den Grundkörper 2 eingeschraubt.
An dem Anschlußelement 17 ist
ein Ringsteg 21 ausgebildet, welcher beidseitig von zwei
O-Ringen 22, 23 eingefaßt ist. Hierdurch sowie durch
den radialen Abstand zwischen Anschlußelement 17 und Absatz 20 hat
das Anschlußelement 17 eine
gewisse Winkelbeweglichkeit sowie Beweglichkeit in axialer Richtung.
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Zu
dem Kühlmittelzuführrohr 16 gehört weiterhin
ein Übernahmerohr 24,
welches in das Anschlußelement 17 eingeschraubt
ist, und ein in dem Übernahmerohr 24 axial
verschiebbar gehaltenes Übergaberohr 25,
welches an seinem werkzeugseitigen Ende ein Anschlagelement 26 hat,
das in seiner zur Aufnahme 6 weisenden Stirnseite eine
Vertiefung 27 aufweist, in welche die beiden Durchgangsbohrun gen 14, 15 des
Werkzeugs 13 münden.
Maschinenseitig hat das Übergaberohr 24 eine
Konusfläche 28. Übernahmerohr 24 und Übergaberohr 25 sind
dadurch gegeneinander abgedichtet, daß in eine innenseitige Ringnut
des Übernahmerohrs 24 ein
am Übergaberohr 25 anliegender
Dichtring 29 eingesetzt ist.
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Wie
insbesondere die 3 und 4 erkennen
lassen, ist der Bohrungsabschnitt des Übernahmerohrs 24,
in welchem das Übergaberohr 25 geführt ist,
zur Maschinenseite hin durch einen radialen Absatz 30 begrenzt,
an welchem das Übergaberohr 25 in
Anlage kommt, wenn es über
die Aufnahme 6 eingeschoben wird. Im unmittelbaren Anschluß an diesen
Absatz 30 ist in dem Übernahmerohr 24 ein Innensechskant 31 ausgebildet, über welchen
das Übernahmerohr 24 mittels
eines Innensechskantschlüssels,
welcher von der Maschinenseite her in das Übernahmerohr 24 eingeschoben
wird, gedreht und damit axial gegenüber dem Anschlußelement 17 verstellt
werden kann.
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Zur
axialen Einstellung des Kühlmittelzuführrohrs 16 wird
das Werkzeug 13 mit seinem Schaft in die Aufnahme 6 eingeschoben.
Hierdurch wird das zunächst
in die Aufnahme 6 hineinragende Übergaberohr 25 in
Richtung auf das Übernahmerohr 24 verschoben,
bis die maximale Einschubtiefe des Werkzeugs 13 erreicht
ist. Dann wird der Innensechskantschlüssel in das Übernahmerohr 24 derart
eingesetzt, daß er
Formschluß mit
dem Innensechskant 31 erhält. Der Innensechskantschlüssel wird
nun verdreht mit der Folge, daß das Übernahmerohr 24 derart
mitgenommen wird, daß es in
Richtung auf das Übergaberohr 25 bewegt
wird. Dies geschieht solange, bis der Absatz 30 an dem
maschinenseitigen Ende des Übergaberohrs 25 zur
Anlage kommt.
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2 zeigt
die Einstellung des Kühlmittelzuführrohrs 16 mit
Hilfe einer Voreinstelleinrichtung. Teil dieser Voreinstelleinrichtung
ist ein Stößel 32,
der in das Übernahmerohr 24 von
der Maschinenseite her eingeschoben wird. Der Stößel 32 drückt das Übergaberohr 25 über die
Konusfläche 28 in
Richtung auf die Aufnahme 6, und zwar in eine definierte,
vorbestimmte Stellung. Dann wird das Werkzeug 13 in die Aufnahme 6 eingeschoben,
bis sein Ende an dem Anschlagelement 26 zur Anlage kommt.
Anschließend
wird das Werkzeug 13 gespannt. Diese Situation zeigt 2.
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Der
Stößel 32 wird
nunmehr entfernt. Danach wird von der Maschinenseite her ein Innensechskantschlüssel in
das Übernahmerohr 24 eingeschoben,
bis es Formschluß mit
dem Innensechskant 31 hat. Der Innensechskantschlüssel wird
verdreht mit der Folge, daß das Übernahmerohr 24 derart
mitgenommen wird, daß es
in Richtung auf das Übergaberohr 25 bewegt
wird. Dies geschieht so lange, bis der Absatz 30 an dem
maschinenseitigen Ende des Übergaberohrs 25 zur
Anlage kommt.