DE102009038629A1

DE102009038629A1 - Spannsystem mit Werkzeugsicherung

Info

Publication number: DE102009038629A1
Application number: DE102009038629A
Authority: DE
Inventors: Martin Brönnimann
Original assignee: Rego Fix AG
Current assignee: Rego Fix AG
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-03-11
Also published as: CH699516A1

Abstract

Bei einem Spannsystem aus einem Spannfutter und einer eingesetzten Spannhülse mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug besitzt die Spannhülse radiale Bohrungen und in den Bohrungen angeordnete radial bewegliche Stifte. Die Stifte greifen beim Einsetzen eines Werkzeugs in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung ein und stellen derart eine formschlüssige Verbindung her.h

Description

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.
Spannmittel für das Einspannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen werden in zwei Guppen 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.
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 vermehrt 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.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, wie dieses Problem behoben werden kann.
Erfindungsgemäss wird dies gelöst durch eine in der Spannhülse angeordnete radiale Bohrung und einen in der Bohrung angeordneten, radial beweglichen Stift, welcher beim Einsetzen eines Werkzeugs in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass die Vertiefungen aus Ringnuten, tangential verlaufenden Nuten oder über den Umfang des Werkzeugschafts verteilten bohrungsähnlichen punktuellen Ausnehmungen bestehen.
Vorzugsweise ist ein Spannfutter mit zwei oder mehr Bohrungen mit Stiften in gleichen Winkelabständen versehen.
Im Folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen
1 eine perspektivische Darstellung eines mittels eines Spannfutters in einer Maschinenspindel gehaltenen Werkzeugs, teilweise geschnitten
2 einen senkrecht zur Spindelachse gelegten Schnitt in der durch die Linie A definierte Ebene
3 eine vergrösserte Darstellung des in 1 mit B bezeichneten Bereichs
4a–c unterschiedliche am Werkzeugschaft anbringbare Formen von Vertiefungen.
In einem Spannfutter 1 ist ein mittels einer Spannhülse 2 ein Werkzeug, im vorliegenden Fall ein Fingerfräser 3 gehalten. Bei der Spannhülse 2 handelt es sich um eine flachkonische Spannzange, die in eine entsprechend geformte Aufnahmebohrung des Spannfutters 1 eingepresst ist und mittels einer Spannmutter 4 gesichert ist. Anstelle der gezeigten flachkonischen Spannzange sind im Zusammenhang mit der Erfindung auch andere Spannzangen oder Spannhülsen, wie beispielsweise Schrumpffutter, Hydrodehnfutter und andere konische Spannzangen geeignet.
In der Nähe ihres maschinenseitigen Endes weist die Spannzange drei radiale Bohrungen 5 auf, die um 120° zueinander winkelversetzt sind. In den Bohrungen sind Stifte 6 angeordnet, die geringfügig länger sind als die Länge der Bohrungen bzw. die Wanddicke der Spannzange an dieser Stelle. Die Stifte sind in Längsrichtung der Bohrungen in dem Masse beweglich, dass sie in ihren beiden jeweiligen Endlagen mit der Innenwand bzw. der Aussenwand der Spannzange flächenbündig sind. Die Bohrungen können auch näher beim werkzeugseitigen Ende der Spannzange angeordnet sein.
Gegen das Herausfallen sind die Stifte dadurch gesichert, dass die Bohrungen an der Innenseite der Spannhülse einen geringeren Durchmesser bzw. eine Stufe besitzen und an der Aussenseite mit einer Verprägung verengt sind. Anstelle der Verprägung ist auch eine andere Sicherung, z. B. ein Sprengring etc. möglich. Damit die Stifte trotz dieser Sicherungen die Innen- bzw. Aussenflächen überragen können, sind ihre Enden halbkugelförmig ausgebildet. Anstelle dieser Form können die Stifte auch mit Stufen ausgebildet sein.
Für die beabsichtigte Sicherung ist der Werkzeugschaft mit einer entsprechend angeordneten Ringnut versehen. Diese kann beispielsweise ohne weiteres vom Anwender in einen Werkzeugschaft geschliffen werden.
Beim Einsetzen des Werkzeugs können sich in der richtigen Position die Stifte in die Nut im Werkzeugschaft bewegen. Beim Einpressen der Spannzange in die Ausnehmung des Spannfutters werden die Stifte in die Nut gedrückt und können sich nicht mehr radial nach aussen bewegen. Dadurch entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeugschaft und der Spannzange.
Ausser der in 4a gezeigten Ringnut können die Vertiefungen auch tangential ausgerichtete Nuten oder Flächen 8 wie in 4b, oder um den Umfang verteilte punktuelle, bohrungsförmige Vertiefungen 9, wie in 4c gezeigt, sein.
Die erfindungsgemässe Lösung besitzt eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten formschlüssigen und kraftschlüssigen Systemen. Vor allem wird verhindert, dass das Werkzeug aus der Spannhülse herausgezogen werden kann. 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 Stifte entstehen keine Unwucht und keine Vibrationen. Es werden höhere Standzeiten und höchste Oberflächengüte erreicht. Die beiden Ausführungsformen gemäss den 4b und 4c besitzen ausserdem den Vorteil, dass zusätzlich eine Sicherung gegen das Verdrehen des Werkzeugs erreicht wird.

Claims

Spannsystem mit einem Spannfutter (1), das mit einer Aufnahmebohrung versehen ist, und einer in die Aufnahmebohrung einsetzbaren Spannhülse (2) mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug (3), gekennzeichnet durch eine in der Spannhülse (2) angeordnete radiale Bohrung und einen in der Bohrung (5) angeordneten, radial beweglichen Stift (6), welcher beim Einsetzen eines Werkzeugs (3) in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung (7, 8, 9) eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt.
Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (2) mit zwei oder mehr Bohrungen mit Stiften (6) in gleichen Winkelabständen versehen ist.
Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung am Werkzeugschaft eine Ringnut (7) ist.
Spannsystem nach einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung am Werkzeugschaft aus einer oder mehreren tangential ausgerichteten Nuten (8) besteht.
Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung am Werkzeugschaft aus einer oder mehreren punktuellen Vertiefungen (9) besteht.