DE102008053857B4

DE102008053857B4 - Reducing sleeve with twisted slots

Info

Publication number: DE102008053857B4
Application number: DE102008053857.4A
Authority: DE
Inventors: Franz Haimer
Original assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Current assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2028-08-13
Also published as: DE102008053857A1; WO2010017969A1

Abstract

Werkzeughalter (1) mit einer Werkzeugaufnahme zum reibschlüssigen Einspannen eines Werkzeugschafts (4), wobei zwischen dem Werkzeugschaft (4) und der einspannend wirkenden Fläche des Werkzeughalters (1) eine elastische Reduzierhülse (2) liegt, über die der Werkzeugschaft (4) von Seiten des Werkzeughalters (1) mit der den Reibschluss erzeugenden Pressung beaufschlagt wird, wobei die Reduzierhülse (2) mehrere nicht parallel, sondern schräg zur gedachten Mittellinie (5) der Reduzierhülse (2) verlaufende Schlitze (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierhülse (2) mehrere hintereinander angeordnete Schlitze (7) aufweist, die entlang einer gemeinsamen Dralllinie (D) an der Reduzierhülse (2) angeordnet sind.Tool holder (1) with a tool holder for the frictional clamping of a tool shaft (4), wherein between the tool shaft (4) and the clamping surface of the tool holder (1) there is an elastic reducing sleeve (2), via which the tool shaft (4) is subjected to the pressure producing the frictional connection from the side of the tool holder (1), wherein the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) which do not run parallel but obliquely to the imaginary center line (5) of the reducing sleeve (2), characterized in that the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) arranged one behind the other, which are arranged along a common helix line (D) on the reducing sleeve (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für ein um eine Drehachse drehbares Werkzeug, insbesondere in Form eines Bohrers, eines Fräsers oder eines Reibwerkzeugs. Es ist bekannt, den Schaft eines solchen Werkzeugs in einer zentrischen Aufnahmeöffnung einer ringförmigen, in sich geschlossenen, meist als Hülsenpartie ausgeführten Partie eines Werkzeughalters mittels Presssitz zu halten. Diese Hülsenpartie bildet das werkzeugseitige Ende eines Werkzeughalters ansonsten üblicher Bauart.The invention relates to a tool holder for a tool that can be rotated about an axis of rotation, in particular in the form of a drill, a milling cutter or a reaming tool. It is known to hold the shaft of such a tool in a central receiving opening of an annular, self-contained part of a tool holder, usually designed as a sleeve part, by means of a press fit. This sleeve part forms the tool-side end of a tool holder of otherwise conventional design.

Die besagte Partie bzw. Hülsenpartie des Werkzeughalters kann durch Erwärmen so weit in radialer Richtung aufgeweitet werden, dass der kalte Schaft des Werkzeugs in die Hülsenpartie eingeschoben oder aus ihr herausgezogen werden kann. Sobald die Hülsenpartie wieder abgekühlt ist, stellt sich zwischen ihr und dem Schaft des Werkzeugs ein Pressverbund ein, mittels dessen das Werkzeug zuverlässig in dem Werkzeughalter festgehalten wird (Schrumpftechnologie).The section or sleeve section of the tool holder can be expanded radially by heating so that the cold shaft of the tool can be pushed into or pulled out of the sleeve section. As soon as the sleeve section has cooled down again, a press connection is formed between it and the shaft of the tool, by means of which the tool is reliably held in the tool holder (shrink technology).

Alternativ kann auch hydraulisch eingespannt werden. Zu diesem Zweck ist innerhalb der besagten Partie des Werkzeughalters ein hydraulisches Spannorgan angeordnet, welches bei Beaufschlagung mit hydraulischem Druck seinen den Werkzeugschaft umgreifenden Innendurchmesser verringert und so den Werkzeugschaft reibschlüssig einspannt.Alternatively, it can also be clamped hydraulically. For this purpose, a hydraulic clamping device is arranged within the said section of the tool holder, which, when subjected to hydraulic pressure, reduces its inner diameter surrounding the tool shaft and thus clamps the tool shaft in a frictional manner.

Als dritte Alternative besteht die Möglichkeit die zum sicheren reibschlüssigen Einspannen des Werkzeugschafts erforderliche Pressung auch auf rein mechanischem Wege aufzubringen, etwa mittels Zangenspannfuttern gemäß DE 35 17 246 C2 oder Rollenspannfuttern gemäß EP 1 291 103 A1 .As a third alternative, it is possible to apply the pressure required for secure frictional clamping of the tool shank purely mechanically, for example by means of collet chucks according to DE 35 17 246 C2 or roller chucks according to EP 1 291 103 A1 .

Vor allem bei Schrumpffuttern aber auch bei hydraulisch betätigten Werkzeughaltern muss die Passbohrung, welche den Pressverbund mit dem Schaft des Werkzeugs eingeht, genau auf den Außendurchmesser des Schafts des jeweiligen Werkzeugs abgestimmt sein - denn gerade Schrumpffutter und hydraulisch betätigte Werkzeughalter führen nur eine ausgesprochen kleine „Schließbewegung“ aus und kommen daher nicht ohne weitere Maßnahmen mit von vorneherein unterschiedlichen Schaftdurchmessern der einzuspannenden Werkzeuge zurecht.Especially with shrink chucks, but also with hydraulically operated tool holders, the fitting hole, which forms the press connection with the shaft of the tool, must be precisely matched to the outside diameter of the shaft of the respective tool - because shrink chucks and hydraulically operated tool holders in particular only carry out a very small "closing movement" and therefore cannot cope with different shaft diameters of the tools to be clamped without further measures.

In abgeschwächter Form gilt dies auch für rein mechanisch betätigte Werkzeughalter, denn auch diese kommen nicht ohne weitere Maßnamen mit Werkzeugen zurecht, deren Schäfte stark unterschiedliche Durchmesser aufweisen.In a lesser form, this also applies to purely mechanically operated tool holders, because these too cannot cope with tools whose shafts have very different diameters without additional measures.

In der Praxis sind hydraulisch betätigte Werkzeughalter bekannt, die Reduzierhülsen verwenden, um mit ein und demselben Werkzeughalter Werkzeuge mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern spannen zu können - einem einzigen Werkzeughalter ist ein Satz von Hülsen mit unterschiedlichen Innendurchmessern zugeordnet. Um ein Werkzeug mit einem bestimmten Schaftdurchmesser einspannen zu können, wird eine passende Hülse ausgesucht und zusammen mit dem Werkzeug in dem Werkzeughalter eingespannt.In practice, hydraulically operated tool holders are known that use reducing sleeves to be able to clamp tools with different shaft diameters with one and the same tool holder - a single tool holder is assigned a set of sleeves with different inner diameters. In order to be able to clamp a tool with a certain shaft diameter, a suitable sleeve is selected and clamped together with the tool in the tool holder.

In der Praxis kommen daneben auch schon Werkzeughalter zum Einsatz, in die der Werkzeugschaft nicht unmittelbar eingeschrumpft wird, sondern ebenfalls unter Zwischenschaltung einer Reduzierhülse.In practice, tool holders are also used in which the tool shank is not shrunk directly, but also with the interposition of a reducing sleeve.

Die in der Praxis verwendeten Reduzierhülsen weisen meist eine Anzahl von in Längsrichtung der jeweiligen Reduzierhülse verlaufende Nuten auf, also Nuten, die (abgesehen von den üblichen Toleranzen) parallel zur Längsachse der jeweiligen Reduzierhülse verlaufen. Diese Nuten sollen der Hülse, die aus Festigkeitsgründen eine nicht ganz unerhebliche Wandstärke besitzt, die erforderliche Elastizität verleihen. So soll sichergestellt werden, dass die Pressung, die über den Außenmantel der Reduzierhülse auf die Reduzierhülse übertragen wird, nahezu ungehindert an den Werkzeugschaft weitergegeben wird, vgl. etwa die deutsche Patentanmeldung DE 100 65 383 A1 .The reducing sleeves used in practice usually have a number of grooves running in the longitudinal direction of the respective reducing sleeve, i.e. grooves that (apart from the usual tolerances) run parallel to the longitudinal axis of the respective reducing sleeve. These grooves are intended to give the sleeve, which has a not inconsiderable wall thickness for reasons of strength, the necessary elasticity. This is intended to ensure that the pressure that is transferred to the reducing sleeve via the outer casing of the reducing sleeve is passed on to the tool shaft almost unhindered, cf. for example the German patent application DE 100 65 383 A1 .

Die bekannten Nuten führen jedoch in der Praxis immer wieder dazu, dass das einzuspannende Werkzeug auch nach dem vollständigen Aufbringen der festsetzenden Pressung nicht optimal zentrisch positioniert bzw. optimal eingespannt ist. Denn bei einer geringen Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Nuten oder Schlitzen bleiben zwischen diesen relativ breite und formstabile Segmente stehen. Diese Segmente der Reduzierhülse können sich nur schlecht an unterschiedliche Durchmesser anschmiegen und können deshalb nur sehr kleine Durchmessertoleranzen überbrücken.In practice, however, the known grooves often mean that the tool to be clamped is not optimally positioned centrally or clamped even after the fixing pressure has been fully applied. This is because with a small number of grooves or slots running in the longitudinal direction, relatively wide and dimensionally stable segments remain between them. These segments of the reducing sleeve cannot easily adapt to different diameters and can therefore only bridge very small diameter tolerances.

Bei einer großen Anzahl von Nuten bzw. Schlitzen wird die Reduzierhülse zwar flexibler, die verbleibenden dünnen Ringsegmente neigen aber zum Kippen, so dass die Reduzierhülse insgesamt instabil wird. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn ein großer Unterschied zwischen Außen- und Innen-Durchmesser besteht (große Wanddicke).With a large number of grooves or slots, the reducing sleeve becomes more flexible, but the remaining thin ring segments tend to tilt, making the reducing sleeve unstable overall. This effect is further increased if there is a large difference between the outer and inner diameters (large wall thickness).

Die EP 1 084 782 A1 beschreibt ein Schrumpffutter mit einem klemmend in der gegenüber dem Durchmesser des Werkzeugschaftes kleiner dimensionierten Werkzeugaufnahme des Futterkörpers gehalterten Werkzeug, das durch einseitiges Erwärmen des Futterkörpers einsetzbar bzw. herausnehmbar ist.The EP 1 084 782 A1 describes a shrink fit chuck with a tool clamped in the chuck body's tool holder, which is smaller than the diameter of the tool shank and which is held in place by one-sided Heating the chuck body can be inserted or removed.

Die EP 1 038 619 A2 beschreibt einen Werkzeughalter zur abnehmbaren Befestigung an einer Spindel einer Werkzeugmaschine sowie einen Werkzeughalter-Befestigungsmechanismus.The EP 1 038 619 A2 describes a tool holder for removably attaching to a spindle of a machine tool and a tool holder attachment mechanism.

Die US 2 282 676 A beschreibt ein Spannzangenfutter des Typs, der ein axial gebohrtes Körperelement mit beabstandeten inneren und äußeren Sitzen und eine Einrichtung zum Zusammendrücken einer Spannzange gegen die Sitze aufweist.The US 2 282 676 A describes a collet chuck of the type having an axially bored body member with spaced inner and outer seats and means for compressing a collet against the seats.

Die DE 101 00 719 A1 beschreibt ein Spannfutter zum Spannen von Werkzeugen durch Schrumpfsitz. Die DE 100 82 740 B4 beschreibt eine Vorrichtung zum thermischen Einschrumpfen von Werkzeugen. Die DE 44 05 242 A1 beschreibt eine Spannvorrichtung für ein rotierendes Werkzeug.The DE 101 00 719 A1 describes a chuck for clamping tools by shrink fit. The DE 100 82 740 B4 describes a device for thermal shrinking of tools. The DE 44 05 242 A1 describes a clamping device for a rotating tool.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Reduzierhülse anzugeben, die eine verbesserte Zentrierung gewährleistet.It is therefore the object of the invention to provide a reducing sleeve which ensures improved centering.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved with the features of claim 1.

Dadurch, dass die Reduzierhülse mehrere Schlitze aufweist wird die Hülse so weit geschwächt, dass sie die erforderliche Elastizität in radialer Richtung besitzt. Die mehr als nur unwesentlich schräge Anordnung der Schlitze führt dazu, dass die erfindungsgemäße Hülse sowohl stabil ist, da die schrägen Stege in Umfangsrichtung nicht kippen können und zugleich flexibel ist. Damit kann sie große Durchmessertoleranzen überbrücken, ohne dass ein Verlust an Präzision oder Spannkraft zu befürchten ist.Because the reducing sleeve has several slots, the sleeve is weakened to such an extent that it has the necessary elasticity in the radial direction. The more than just insignificantly slanted arrangement of the slots means that the sleeve according to the invention is both stable, since the slanted webs cannot tilt in the circumferential direction, and at the same time flexible. This means that it can bridge large diameter tolerances without fear of a loss of precision or clamping force.

Dies gilt in noch stärkerem Maß dann, wenn die Schlitze gleichmäßig über den Umfang der Reduzierhülse verteilt angeordnet sind.This applies even more if the slots are evenly distributed around the circumference of the reducing sleeve.

Ein großer Vorteil ist zudem, dass eine entsprechende Anordnung der Schlitze es beim Einsatz der Reduzierhülse zum Spannen von Werkzeugen, denen über eine oder mehrere Bohrungen im Werkzeugschaft unter Druck stehendes Kühlmittel zugeführt wird, verhindert, dass Kühlmittel entlang der Schlitze der Reduzierhülse nach außen läuft.Another great advantage is that an appropriate arrangement of the slots prevents coolant from running outwards along the slots of the reducing sleeve when the reducing sleeve is used to clamp tools to which pressurized coolant is supplied via one or more holes in the tool shank.

Vorteilhafterweise weisen die Schlitze Drall relativ zur gedachten Mittellinie der Reduzierhülse auf. Die Schlitze haben in diesem Fall eine schraubenartige Gestalt und sind somit im Regelfall hochgradig symmetrisch relativ zur Mittellinie, was zu einem besonders gleichmäßigen Verhalten der Reduzierhülse führt.Advantageously, the slots have a twist relative to the imaginary center line of the reducing sleeve. In this case, the slots have a screw-like shape and are therefore usually highly symmetrical relative to the center line, which leads to a particularly uniform behavior of the reducing sleeve.

Im Regelfall werden mehrere Schlitze entlang einer gemeinsamen Dralllinie hintereinander angeordnet sein, wobei die hintereinander liegenden Schlitze nur durch einen schmalen Steg voneinander getrennt sind. Auf diese Art und Weise lässt sich eine große Zahl von Schlitzen pro Fläche unterbringen ohne dabei die Festigkeit zu weit herabzusetzen.As a rule, several slots are arranged one behind the other along a common twist line, with the slots one behind the other only separated from each other by a narrow web. In this way, a large number of slots can be accommodated per surface without reducing the strength too much.

Sinngemäß gleiches gilt für diejenige bevorzugte Ausgestaltung, bei der vorgesehen ist, dass die Hülse Schlitze aufweist, die entlang von mehreren nebeneinander verlaufenden Dralllinien an der Hülse angeordnet sind - diese Ausgestaltung gestattet es, die gesamte Pressung übertragende Oberfläche gleichmäßig mit Schlitzen zu überziehen, so dass die Hülse unter dem Einfluss der auf sie übertragenen Pressung an allen Stellen in etwa das gleiche Verformungsverhalten zeigt.The same applies to the preferred embodiment in which the sleeve has slots arranged along several twist lines running side by side on the sleeve - this embodiment allows the entire pressure-transmitting surface to be evenly covered with slots, so that the sleeve shows approximately the same deformation behavior at all points under the influence of the pressure transmitted to it.

Vorzugsweise sind die auf benachbarten Dralllinien liegenden Schlitze so dicht nebeneinander angeordnet, dass zwischen ihnen ein Steg verbleibt, dessen Breite SB (hier in Form der kürzesten Strecke an der Außenoberfläche der Reduzierhülse zwischen zwei benachbarten Schlitzen) nur etwa das drei- bis zehnfache der Breite B der Schlitze beträgt.Preferably, the slots located on adjacent twist lines are arranged so close to one another that a web remains between them, the width SB of which (here in the form of the shortest distance on the outer surface of the reducing sleeve between two adjacent slots) is only about three to ten times the width B of the slots.

Das bevorzugte Überlappen der Schlitze verhindert eine allzu starke Schwächung der Reduzierhülse und führt stattdessen dazu, dass die Reduzierhülse eine im weitesten Sinne gitter- bzw. netzartige Struktur aufweist.The preferred overlapping of the slots prevents the reducing sleeve from being weakened too much and instead results in the reducing sleeve having a grid-like or net-like structure in the broadest sense.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Reduzierhülse in einem Schrumpffutter - bei einem Schrumpffutter wird durch die im Zuge ihres Erkaltens kontrahierende Hülsenpartie von Haus aus eine sehr gleichmäßige Radialpressung erzeugt, unter deren Einfluss die Vorteile der neuartigen Reduzierhülse in besonderem Maß zum Tragen kommen.The use of the reducing sleeve in a shrink chuck is particularly advantageous - in a shrink chuck, the sleeve section contracts as it cools down, which naturally creates a very uniform radial pressure, under the influence of which the advantages of the new type of reducing sleeve come into play to a particularly high degree.

Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung werden anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele und insbesondere auch deren Figuren erkennbar. Es zeigen hierbei:

1: eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters mit eingesetzter Reduzierhülse;
2: eine Detailansicht der in den Werkzeughalter eingesetzten Reduzierhülse gemäß 1;
3: eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Reduzierhülse;
4: eine perspektivische Ansicht der Reduzierhülse gemäß 3;
5: eine Stirnansicht der von 3 gezeigten Reduzierhülse von links her gesehen;
6: die Ansicht eines Schnittes durch die von 3 gezeigte Reduzierhülse entlang der Linie A - A (vgl. 5);
7: eine Ansicht eines Schnittes durch die von 3 gezeigte Reduzierhülse entlang der Linie B - B (vgl. 3).

Further advantages, effects and possible embodiments of the invention can be seen from the exemplary embodiments described below and in particular from their figures. They show:

1 : an overall view of a tool holder according to the invention with inserted reducing sleeve;
2 : a detailed view of the reducing sleeve inserted into the tool holder according to 1 ;
3 : a front view of an embodiment of the reducing sleeve according to the invention;
4 : a perspective view of the reducing sleeve according to 3 ;
5 : a front view of the 3 shown reducing sleeve seen from the left;
6 : the view of a section through the 3 shown reducing sleeve along the line A - A (cf. 5 );
7 : a view of a section through the 3 shown reducing sleeve along the line B - B (cf. 3 ).

Die 1 zeigt eine Gesamtansicht eines Werkzeughalters 1 mit der erfindungsgemäßen Reduzierhülse 2 - hier während des induktiven Aufheizens der Hülsenpartie in einem Schrumpfgerät zum Zwecke des Lösens des Pressverbundes zwischen dem Werkzeugschaft 4 und der Hülsenpartie 3 des Werkzeughalters. Die Einzelheiten zur Gestaltung und Funktion eines solchen Schrumpfgeräts sind im Patent EP 1 353 768 B1 offenbart, auf das hier zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.The 1 shows an overall view of a tool holder 1 with the reducing sleeve 2 according to the invention - here during the inductive heating of the sleeve section in a shrinking device for the purpose of releasing the press connection between the tool shaft 4 and the sleeve section 3 of the tool holder. The details of the design and function of such a shrinking device are described in the patent EP 1 353 768 B1 disclosed, to which reference is made here to avoid repetition.

Diese Hülsenpartie 3 und die vorzugsweise aus Werkzeugstahl bestehende Reduzierhülse 2 sind maßlich so aufeinander und auf den Durchmesser des einzuspannenden Werkzeugschafts 4 abgestimmt, dass sich nach dem Wiedererkalten der Hülsenpartie ein Pressverbund zwischen der Passbohrung der Hülsenpartie 3, der Reduzierhülse 2 und der Außenoberfläche des einzuspannenden Werkzeugschafts 4 einstellt. Der Werkzeugschaft 4 wird dadurch verdrehfest in dem Werkzeughalter 1 eingespannt, so dass sämtliche Kräfte, die im Betrieb an dem Werkzeug auftreten, über den Werkzeugschaft zwischen der Werkzeugmaschine und dem Werkzeug übertragen werden können.This sleeve section 3 and the reducing sleeve 2, which is preferably made of tool steel, are dimensionally matched to one another and to the diameter of the tool shaft 4 to be clamped in such a way that after the sleeve section has cooled down again, a press fit is established between the fitting bore of the sleeve section 3, the reducing sleeve 2 and the outer surface of the tool shaft 4 to be clamped. The tool shaft 4 is thus clamped in the tool holder 1 in a rotationally fixed manner so that all forces that occur on the tool during operation can be transmitted between the machine tool and the tool via the tool shaft.

Die 2 zeigt eine detaillierte Schnittansicht der in den Werkzeughalter 1 eingesetzten Reduzierhülse 2, während die 3 die erfindungsgemäße Reduzierhülse 2 für sich allein gesehen in ausgebautem Zustand zeigt.The 2 shows a detailed sectional view of the reducing sleeve 2 inserted into the tool holder 1, while the 3 the reducing sleeve 2 according to the invention, seen alone, in the removed state.

Die Reduzierhülse 2 besteht aus einem zylindrischen Körper mit einer gedachten Mittellinie 5. Die Mittellinie 5 bildet die Längsachse der Reduzierhülse. Die Reduzierhülse ist mit einer Anzahl von Schlitzen 7 versehen, die im Regelfall vollständig durch die Wand der Reduzierhülse hindurchgehen, also nicht nur Kerben bzw. U-förmige Nuten bilden. Dabei verlaufen diese Schlitze nicht parallel sondern mehr als nur unwesentlich schräg zur Mittellinie 5 - im Regelfall verlaufen die Schlitze mit Drall relativ zur gedachten Mittellinie 5.The reducing sleeve 2 consists of a cylindrical body with an imaginary center line 5. The center line 5 forms the longitudinal axis of the reducing sleeve. The reducing sleeve is provided with a number of slots 7, which usually pass completely through the wall of the reducing sleeve, i.e. do not just form notches or U-shaped grooves. These slots do not run parallel but rather at a more than insignificant angle to the center line 5 - usually the slots run with a twist relative to the imaginary center line 5.

Jeder der von der 2 gezeigten, im konkreten Fall mit Drall ausgeführten Schlitze verläuft entlang einer gedachten Schraubenlinie, die sich um die Mittellinie 5 windet - oder, um es anders auszudrücken, jedenfalls die gedachte Mittellinie jedes der Schlitze folgt einer gedachten schraubenförmigen Dralllinie D. Gleiches gilt im Falle dieses Ausführungsbeispiels für die Seitenwände jedes der Schlitze 7, die jeweils ebenfalls eine schraubenförmige Fläche bilden. Jeder Schlitz hat damit in radialer Richtung gesehen eine konstante Breite B.Anyone who 2 The slots shown, which in this specific case are designed with a twist, run along an imaginary helical line that winds around the center line 5 - or, to put it another way, the imaginary center line of each of the slots follows an imaginary helical twist line D. The same applies in the case of this embodiment to the side walls of each of the slots 7, which each also form a helical surface. Each slot therefore has a constant width B in the radial direction.

Wie der Dallwinkel definiert ist, veranschaulicht die 3. Der Drallwinkel α ist derjenige Winkel, den die an der gedachten Mittellinie 5 jeden Schlitzes 7 angelegten Tangenten T relativ zur Mittellinie 5 bzw. zu der dazu (im Regelfall) parallelen, in Längsrichtung verlaufenden Hülllinie H einschließen. Der Drallwinkel ist vorzugsweise größer als 10 Grad, idealerweise größer als 20 Grad.How the Dall angle is defined is illustrated in the 3 The twist angle α is the angle formed by the tangents T applied to the imaginary center line 5 of each slot 7 relative to the center line 5 or to the envelope line H which is (usually) parallel to it and runs in the longitudinal direction. The twist angle is preferably greater than 10 degrees, ideally greater than 20 degrees.

Dabei ist entlang jeder Dralllinie D nicht nur ein einziger, die Reduzierhülse (ganz oder nahezu) vollständig in Längsrichtung durchtrennender Schlitz anzutreffen. Vielmehr weist die Hülse entlang jeder Dralllinie eine Anzahl von hintereinander angeordneten, kurzen Schlitzen auf, die jeweils durch einen sehr kurzen Steg voneinander getrennt sind. Die Erstreckung jedes Steges entlang der Dralllinie D beträgt etwa ein Drittel bis ein Achtel der Länge der einzelnen Schlitze, die diese entlang der Dralllinie aufweisen.Along each twist line D there is not just a single slot that cuts through the reducing sleeve (completely or almost) in the longitudinal direction. Rather, the sleeve has a number of short slots arranged one behind the other along each twist line, each of which is separated from the other by a very short web. The length of each web along the twist line D is approximately one third to one eighth of the length of the individual slots that they have along the twist line.

Gleichzeitig ist an der Reduzierhülse nicht nur eine einzige Dralllinie zu erkennen, entlang derer sich Schlitze erstrecken. Vielmehr weist die Reduzierhülse, ähnlich wie eine mehrgängige Schraube, eine Anzahl von nebeneinander verlaufenden Dralllinien D auf, entlang derer jeweils einer Anzahl von Schlitzen anzutreffen ist. Dabei sind auf benachbarten Dralllinien angeordnete Schlitze relativ zueinander jeweils so angeordnet, dass sich benachbarte Schlitze teilweise überlappen, in dem Sinne, dass seitlich neben dem Steg, der zwei auf einer Dralllinie hintereinander liegende Schlitze voneinander trennt, jeweils auf benachbarten Dralllinien liegende Schlitze anzutreffen sind. Benachbarte Schlitze sind also so auf Versatz angeordnet, dass die sie an ihren Schmalseiten begrenzenden Stege nicht unmittelbar nebeneinander liegen.At the same time, the reducing sleeve does not only have a single twist line along which slots extend. Rather, the reducing sleeve, similar to a multi-start screw, has a number of twist lines D running next to one another, along each of which a number of slots can be found. Slots arranged on adjacent twist lines are arranged relative to one another in such a way that adjacent slots partially overlap, in the sense that slots on adjacent twist lines can be found to the side of the web that separates two slots lying one behind the other on a twist line. Adjacent slots are therefore arranged offset so that the webs that border them on their narrow sides are not directly next to one another.

Wie in 3 gezeigt, hat jeder der Schlitze 7 entlang der Dralllinie D vorzugsweise eine Länge L, die etwa ein Viertel bis zu einem Achtel der Länge beträgt, die die gesamte Reduzierhülse in Richtung ihrer gedachten Mittellinie 5 aufweist. Um ein möglichst gleichmäßiges Verhalten der Reduzierhülse zu gewährleisten sind die Schlitze alle gleich lang - lediglich einige der an den (gleich noch näher zu beschreibenden) ringförmigen Abschnitt 6 heranreichenden Schlitze sind länger ausgeführt, um alle an den ringförmigen Bereich 6 heranreichenden Schlitze auf ein und demselben Radius enden zu lassen.As in 3 As shown, each of the slots 7 along the twist line D preferably has a length L that is approximately one quarter to one eighth of the length of the entire reducing sleeve in the direction of its imaginary center line 5. In order to ensure that the reducing sleeve behaves as evenly as possible, the slots are all the same length - only some of the slots that reach the annular section 6 (to be described in more detail below) are made longer in order to allow all of the slots that reach the annular area 6 to end on one and the same radius.

Die Schlitze sind relativ schmal, vorzugsweise ist ihre Breite B entlang der Sehne senkrecht zu ihrer örtlichen Mittellinie kleiner oder gleich 0,75 mm, besser 0,5 mm und weniger. Eine derart geringe Breite genügt, weil für die gewünschte Elastizität und das die Zentrierung der Werkzeugeinspannung begünstigende Verhalten weniger die Schlitzbreite maßgeblich ist, als die Anzahl der lokal nebeneinander angeordneten Schlitze. Dies, weil die Hülse zwar elastisch sein soll, aber nur um Bruchteile eines Millimeters (meist genügen weniger als ein bis zwei Zehntelmillimeter) nachgeben muss, um die (z. B. von der schrumpfenden Hülsenpartie erzeugte) Pressung ordnungsgemäß an den zu spannenden Werkzeugschaft weiterzugeben.The slots are relatively narrow, preferably their width B along the chord perpendicular to their local center line is less than or equal to 0.75 mm, preferably 0.5 mm or less. Such a small width is sufficient because the desired elasticity and the behavior that favors the centering of the tool clamping are less dependent on the slot width than on the number of slots arranged locally next to one another. This is because the sleeve should be elastic, but only has to give way by fractions of a millimeter (usually less than one to two tenths of a millimeter is sufficient) in order to properly transfer the pressure (e.g. generated by the shrinking sleeve section) to the tool shank to be clamped.

Die Reduzierhülse 2 besitzt auf ihrer (bei bestimmungsgemäßem Einbau) dem Werkzeug abgewandten Seite einen schmalen Abschnitt, der nicht geschlitzt ist, sondern die Gestalt eines in Umfangsrichtung in sich geschlossenen Rings 6 aufweist. Wie die 2 zeigt, kommt dieser Abschnitt in Gestalt des Rings 6 bei bestimmungsgemäßem Einbau in einem Bereich zu liegen, dem keine Pressung mitgeteilt wird. Dieser, auf seiner Außenseite großzügig angefaste Abschnitt der Reduzierhülse erleichtert deren Einführen in den Werkzeughalter und bannt die Gefahr, dass die Reduzierhülse beim Einführen beschädigt wird - ohne dass dieser Abschnitt jedoch die spätere Schrumpfspannung behindert. Indes ist der besagte Abschnitt in Form eines in sich geschlossenen Rings zwar vorteilhaft aber nicht zwingend und kann ggf. auch entfallen. Auf der anderen, dem Werkzeug zugewandten Seite der Reduzierhülse gehen die Schlitze bis an das Ende der Reduzierhülse und durchdringen die Stirnfläche der Reduzierhülse - so wird der Reduzierhülse auf dieser Seite eine optimale Nachgiebigkeit verliehen.The reducing sleeve 2 has a narrow section on its side facing away from the tool (when installed as intended), which is not slotted but has the shape of a ring 6 that is closed in the circumferential direction. 2 shows, this section in the form of ring 6, when installed as intended, is located in an area that is not subjected to any pressure. This section of the reducing sleeve, which is generously chamfered on its outside, makes it easier to insert it into the tool holder and eliminates the risk of the reducing sleeve being damaged during insertion - without this section, however, hindering the subsequent shrinkage stress. However, the section in the form of a self-contained ring is advantageous but not essential and can also be omitted if necessary. On the other side of the reducing sleeve, facing the tool, the slots go to the end of the reducing sleeve and penetrate the front surface of the reducing sleeve - this gives the reducing sleeve optimal flexibility on this side.

Wie anhand der 6 zu sehen ist, ist der Innendurchmesser der Reduzierhülse in Längsrichtung nicht konstant, sondern gestuft. Nur im Bereich des kleineren Innendurchmessers wird der Werkzeugschaft eingespannt. So wird insbesondere bei Reduzierhülsen für relativ kleine Schaftdurchmesser (also für Werkzeuge an denen nur kleinere Drehmomente auftreten) vermieden, dass eine unnötig lange und damit teure Passung hergestellt werden muss.As shown by the 6 As can be seen, the inner diameter of the reducing sleeve is not constant in the longitudinal direction, but is stepped. The tool shaft is only clamped in the area of the smaller inner diameter. This avoids having to produce an unnecessarily long and therefore expensive fit, particularly with reducing sleeves for relatively small shaft diameters (i.e. for tools where only small torques occur).

Idealerweise wird die axiale Länge solcher Reduzierhülsen für Werkzeuge mit kleinen Schaftdurchmessern reduziert indem sie auf die Länge der eigentlichen Passung zzgl. der Länge des Abschnitts in Form des in sich geschlossenen Rings beschränkt wird. Der Außendurchmesser des den in sich geschlossenen Ring bildenden Abschnitts wird dann etwas kleiner ausgeführt als der Innendurchmesser der Werkzeugaufnahme - so dass der den in sich geschlossenen Ring bildende Abschnitt leicht in die Werkzeugaufnahme eingeführt werden kannIdeally, the axial length of such reducing sleeves for tools with small shank diameters is reduced by limiting it to the length of the actual fit plus the length of the section in the form of the self-contained ring. The outer diameter of the section forming the self-contained ring is then made slightly smaller than the inner diameter of the tool holder - so that the section forming the self-contained ring can be easily inserted into the tool holder

Unter patentrechtlichen Gesichtspunkten ist festzuhalten, dass die Schlitze nicht zwingend die von den Figuren dieses Ausführungsbeispiels gezeigte „stabartige“ Kontur aufweisen müssen, sondern beispielsweise auch die Kontur eines T mit einem schmalen Querbalken aufweisen können - obwohl die gezeigte stabartige Kontur bevorzugt ist, da sie zu einem optimalen Verhalten der Reduzierhülse unter dem Einfluss der vom schrumpfenden Hülsenabschnitt aufgebrachten Pressung führt.From a patent law perspective, it should be noted that the slots do not necessarily have to have the "rod-like" contour shown in the figures of this embodiment, but can also have, for example, the contour of a T with a narrow crossbar - although the rod-like contour shown is preferred because it leads to optimal behavior of the reducing sleeve under the influence of the pressure applied by the shrinking sleeve section.

Ein großer Vorteil der Reduzierhülse gemäß des Ausführungsbeispiels zeigt sich beim Einsatz zum Spannen von Werkzeugen, denen über eine oder mehrere Bohrungen im Werkzeugschaft unter Druck stehendes Kühlmittel zugeführt wird - anders als bei den bekannten, in Längsrichtung durchgehenden Schlitzen kann durch das hier gewählte Schlitzmuster kein Kühlmittel nach außen dringen, da es auf Grund des Schlitzmusters bei eingeschrumpftem Werkzeugschaft keinen durchgängigen Pfad gibt, der vom Inneren der Hülsenpartie nach außen führt. Demgegenüber muss der Werkzeugschaft bei herkömmlichen Reduzierhülsen sehr tief eingespannt werden, um zumindest diejenigen Schlitze zu verdecken, die von der Stirnseite her verlaufen, d. h. die innen im Werkzeughalter liegende Stirnseite der Hülse anschneiden. Die erfindungsgemäße, nach Maßgabe des Ausführungsbeispiels ausgeführte Hülse ist auch bei sehr kurzer Einspannung des Schaftes dicht.A major advantage of the reducing sleeve according to the embodiment is when used to clamp tools to which pressurized coolant is supplied via one or more holes in the tool shaft - unlike with the known longitudinal slots, no coolant can penetrate to the outside through the slot pattern chosen here, since due to the slot pattern, there is no continuous path leading from the inside of the sleeve section to the outside when the tool shaft is shrunk in. In contrast, with conventional reducing sleeves, the tool shaft must be clamped very deeply in order to at least cover those slots that run from the front side, i.e. that cut into the front side of the sleeve located inside the tool holder. The sleeve according to the invention, designed according to the embodiment, is tight even when the shaft is clamped in for a very short time.

Es versteht sich von selbst, dass die Anspruchsmerkmale, die im Zusammenhang mit der Kombination von Werkzeughalter und Reduzierhülse für letztere beschrieben werden auch von Vorteil sind, soweit die Reduzierhülse oder der Reduzierhülsensatz für sich allein beansprucht wird.It goes without saying that the claim features described in connection with the combination of tool holder and reducing sleeve for the latter are also advantageous insofar as the reducing sleeve or the reducing sleeve set is claimed on its own.

Anzumerken ist noch, dass es Prinzip auch denkbar ist, mehrere der erfindungsgemäßen Reduzierhülsen zu verwenden, die ineinanderpassen, also sozusagen eine mehrfache Durchmesserreduzierung vorzunehmen.It should also be noted that it is also conceivable in principle to use several of the reducing sleeves according to the invention that fit into each other, thus making a multiple diameter reduction, so to speak.

Schließlich ist noch erwähnenswert, dass die Reduzierhülse, wen an ihr eine entsprechend große Zahl von Schlitzen vorgesehen wird, die störende Wärmeleitung von der ggf. induktiv erwärmten Hülsenpartie auf den Werkzeugschaft herabsetzt.Finally, it is worth mentioning that the reducing sleeve, if a sufficiently large number of slots is provided on it, reduces the disruptive heat conduction from the possibly inductively heated sleeve section to the tool shank.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: WerkzeughalterTool holder
22: ReduzierhülseReducing sleeve
33: Hülsenpartie des WerkzeughaltersSleeve section of the tool holder
44: WerkzeugschaftTool shank
55: Mittellinie der ReduzierhülseCenterline of the reducing sleeve
66: Abschnitt an der Reduzierhülse in Form eines in sich geschlossenen RingsSection on the reducing sleeve in the form of a closed ring
77: Schlitz slot
αα: DrallwinkelHelix angle
TT: Tangente an Mittellinie eines SchlitzesTangent to centerline of a slot
HH: Hülllinie der Reduzierhülse in LängsrichtungEnvelope line of the reducing sleeve in longitudinal direction
LL: Länge eines SchlitzesLength of a slot
BB: Breite eines SchlitzesWidth of a slot
DD: DralllinieTwist line
SBSB: Stegbreite (Steg zwischen parallelen Schlitzen)Web width (web between parallel slots)

Claims

Tool holder (1) with a tool holder for the frictional clamping of a tool shaft (4), wherein between the tool shaft (4) and the clamping surface of the tool holder (1) there is an elastic reducing sleeve (2), via which the tool shaft (4) is subjected to the pressure producing the frictional connection from the side of the tool holder (1), wherein the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) which do not run parallel but obliquely to the imaginary center line (5) of the reducing sleeve (2), characterized in that the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) arranged one behind the other, which are arranged along a common helix line (D) on the reducing sleeve (2).

Tool holder (1) after Claim 1 , characterized in that the slots (7) are arranged such that none of the slots (7) forms a continuous channel along which coolant under pressure can escape from the tool holder (1) to the outside when the tool is clamped.

Tool holder (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) which are arranged along a plurality of adjacent twist lines (D) on the reducing sleeve (2).

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent slots (7) are arranged overlapping.

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reducing sleeve (2) has an annular section (6) which is not penetrated by slots (7) and this section (6) is located in a region which is not subjected to pressure by a sleeve section (3) when the reducing sleeve (2) is installed in the tool holder (1) as intended.

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the reducing sleeve (2) in the region of its annular section (6) is smaller than the inner diameter of the tool holder (1) receiving the reducing sleeve (2).

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the helix angle (α) is greater than or equal to 10 degrees.

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the slot width (B) is less than or equal to 0.75 mm.

Tool holder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder is a sleeve part (3), or the sleeve part (3) is, if Claim 5 which is provided on its inner side with a receptacle for the tool shank (4) with the reducing sleeve (2) interposed, wherein the sleeve section (3) is designed in such a way that it expands when heated to such an extent that the tool shank (4) can be installed and removed and at the same time is designed in such a way that, when cooled, it is undersized compared to the outer diameter of the reducing sleeve (2) and thereby exerts such a pressure on the reducing sleeve (2) that the reducing sleeve (2) and the tool shank (4) inserted into it are clamped in a rotationally fixed manner.

Reducing sleeve (2) for adapting the inner diameter of the tool holder of a tool holder (1) to the outer diameter of a tool shank (4) to be clamped by friction, wherein the reducing sleeve (2) consists of a cylindrical body made of metal which is weakened by slots (7) and can thus be compressed in the radial direction to such an extent that the pressure required for the tool shank (4) to be securely clamped in the reducing sleeve (2) is passed on to the reducing sleeve (2), wherein the slots (7) do not run parallel but obliquely to the imaginary center line (5) of the reducing sleeve (2), characterized in that the reducing sleeve (2) has a plurality of slots (7) arranged one behind the other, which are arranged along a common helix line (D) on the reducing sleeve (2).

Reducing sleeve set consisting of several reducing sleeves (2) according to Claim 10 , characterized in that the individual reducing sleeves (2) have different inner diameters for receiving tools with different shaft diameters and the same outer diameters, which allow each of the reducing sleeves (2) to be inserted into one and the same tool holder (1).

Reducing sleeve set, consisting of several reducing sleeves (2) according to Claim 10 , characterized in that the inner and outer diameters of two or more reducing sleeves (2) are coordinated with one another in such a way that two or more reducing sleeves (2) can be pushed into one another and inserted into the tool holder (1) and in this position together bring about a reduction which is greater than the reduction of each of these reducing sleeves (2) seen alone.

Tool clamping system, consisting of a tool holder (1) according to one of the Claims 1 until 9 and a reducing sleeve set according to Claim 11 and/or 12.