DE102010026125A1

DE102010026125A1 - Spannvorrichtung zur lösbaren dreh- und axialfesten Fixierung von Werkzeugkomponenten

Info

Publication number: DE102010026125A1
Application number: DE102010026125A
Authority: DE
Inventors: Josef Reinauer
Original assignee: Reinauer Josef 72488
Current assignee: Sigma De GmbH
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Anmeldung beschreibt eine Spannvorrichtung 1 zum Einspannen eines Hohlschaftkegels, wobei die Spannvorrichtung 1 Bauteile umfasst, wie z. B. Segmentzange 4, Ausstoßer 5, Zugstange 10, Gewindehülse 3 und eine Sicherungshülse 2, wobei die manuelle Spannvorrichtung ohne weitere Einstellungen der Bauteile direkt über die Gewindehülse 3 in eine Spindel 6 einschraubbar ist und über eine axiale Betätigungseinrichtung 12 bedienbar ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Einspannen zweier Teile eines Werkzeugssystems.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Werkzeugmaschinenspindel ist ein wesentliches Bauteil einer Werkzeugmaschine und dient zum Antreiben eines Werkzeugssystems, wobei das Werkzeugssystem aus zwei Teilen besteht. Das erste Teil besitzt einen Innenkegel und das zweite Teil einen Hohlschaftkegel. Mittels einer Spannvorrichtung wird der Hohlschaftkegel in den Innenkegel hineingezogen und eingespannt, damit ein Drehmoment auf das Werkzeug oder das Werkstück übertragen werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Werkzeugmaschinenspindeln werden in unterschiedlichen Ausführungsformen angeboten und sind an die anzutreibenden Werkzeuge bzw. Werkstücke baulich angepasst. Die Montage der Spannvorrichtung in eine Spindel sollte möglichst schnell und einfach erfolgen.
Diese Aufgabe wird in dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Hohlschaftkegels zur Verfügung gestellt, wobei die Spannvorrichtung eine Segmentzange aufweist, die über eine Betätigungseinrichtung radial aufgeweitet wird. Die Spannvorrichtung wird über eine Gewindehülse in die Spindel eingeschraubt, dass eine axiale Verlagerung verhindert wird. Die einzelnen Segmente der Zange greifen in die Spannschulter am Hohlschaftkegel ein und wirken so zusammen, dass der Hohlschaftkegel in den Innenkegel hineingezogen wird.
Die Spannvorrichtung bezieht sich auf hohe Drehzahlen und zur lösbaren Verbindung zweier Teile, wie sie aus den Patentschriften EP 0297048 B1 und EP 0409973 B1 bekannt sind und es kommt darauf an, die zu verbindenden Teile zuverlässig und fest aneinander zu verbinden.
Bekannte Spannvorrichtungen weisen Spannbacken auf, die über eine radial angeordnete Betätigungseinrichtung, das heißt senkrecht zur Drehachse des Werkzeugs betätigt werden. Die Betätigungseinrichtung besteht aus Spannschrauben, die zwei gegenläufige Gewindeabschnitte aufweisen. Die Gewindeabschnitte wirken mit den Spannbacken zusammen und verlagern diese nach außen und innen, je nach Drehrichtung der Spannschraube.
Es kann daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, eine Spannvorrichtung für Werkzeugmaschinenspindeln zur Verfügung zu stellen, die manuell über ein axial angeordnetes Betätigungselement betätigt wird und einen einfachen Aufbau und daher einen schnellen Einbau erlauben.
Die Spannvorrichtung ist daher soweit zusammengebaut, dass Einstellarbeiten nur noch für den Ausstoßer zum Lösen beider Teile eines Werkzeugssystems durchgeführt werden müssen und ein sofortiges Verbinden der Spannvorrichtung mit der Spindel erfolgen kann, wodurch eine voll funktionstüchtige Spannvorrichtung-Spindel Einheit erhalten wird.
In einer Ausführungsform wird eine Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Spannvorrichtung eine Gewindehülse aufweist, wodurch die Spannvorrichtung mit einer Spindel verschraubbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Spannvorrichtung eine Gewindehülse aufweist, über deren radialer Aussparung die Segmentzange axial und über die Zugstange radial fixiert wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt, mit einer Betätigungseinrichtung, welche zwei gegenläufige Gewindeabschnitte aufweist, die von vorne oder von hinten betätigt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Betätigungseinrichtung mit einer Zugstange und einer Sicherungshülse verbunden ist, wobei die Zugstange mit der Segmentzange zusammenwirkt.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Zugstange zwei Nuten besitzt, in diese zwei Verbindungsschrauben eingreifen und somit eine Verdrehsicherung bilden.
Als ein Gegenstand der Erfindung kann angesehen werden, eine Spannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die direkt in eine Spindel eingebaut werden kann, ohne dass direkt vor der Montage Einstellungen bzw. Justierungen an den einzelnen Bauteilen vorgenommen werden müssen. Hierdurch wird eine schnelle Montage der Spannvorrichtung in die Spindel ermöglicht.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutert und verdeutlicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
1 Die Spannvorrichtung
2 Die Einbaukontur
3 Die Spannvorrichtung im gespannten Zustand
4 Die Spannvorrichtung im geöffneten Zustand
5 Die Spannvorrichtung mit seinen einzelnen Bauteile
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTR AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Spannvorrichtung 1 mit einer Sicherungshülse 2 und deren Sicherungsschrauben 11, einer Gewindehülse 3, einer Segmentzange 4 und einen Ausstoßer 5. Die Spannvorrichtung ist komplett vormontiert und bereit zum Einbau in eine Spindel. Die Spannvorrichtung kann daher direkt in die Spindel eingeschraubt werden, wobei nur von einer Seite die Einstellarbeiten für den Ausstoßer 5 zum Öffnen beider Teile durchgeführt werden müssen.
2 zeigt die Innenkontur einer Spindel 6 zur Aufnahme einer Spannvorrichtung, wobei der zylindrische Gewindeabschnitt 7 für eine Gewindehülse 3, die zylindrische Bohrung 8 für eine Sicherungshülse 2 und die kegelige Kontur 9 für einen Hohlschaftkegel 13 vorgesehen ist.
3 zeigt eine Spannvorrichtung im gespannten Zustand mit eingespanntem Hohlschaftkegel 13 umfassend eine Zugstange 10, eine Segmentzange 4, einen Ausstoßer 5, eine Sicherungshülse 2 und Sicherungsschrauben 11 und eine Betätigungseinrichtung 12. Die Betätigungseinrichtung 12 in der Spannvorrichtung wird von vorne, durch den Hohlschaftkegel 13 betätigt. Beispielweise kann ein Inbusschlüssel als Betätigungselement eingeführt werden, um die Betätigungseinrichtung nach links oder nach rechts zu drehen. Es besteht auch die Möglichkeit die Betätigungseinrichtung von hinten durch die Spindel zu betätigen. Die Betätigungseinrichtung 12 besitzt ein Links- und ein Rechtsgewinde. Infolge des Rechts- und Linksgewinde kann nur die Zugstange 10 bewegt werden, denn die Sicherungshülse liegt axial anliegend zwischen der Gewindehülse 3 und der Spindel 6. Zum Spannen beider Teile dreht man die Betätigungseinrichtung nach rechts. Die Betätigungseinrichtung ist mit der Sicherungshülse 2 und mit der Zugstange verbunden. Durch Drehung der Betätigungseinrichtung 12 nach rechts, bewegt sich die Zugstange 10 nach hinten Richtung Spindel und drückt die Segmentzange über Ihre kegeligen Konturen. Ein mitdrehen der Zugstange 10 beim Drehen der Betätigungseinrichtung 12 wird durch die Sicherungshülse 2, durch deren Sicherungsschrauben 11 verhindert, die in die Nuten 14 der Zugstange 10 eingreifen. Um eine genaues Eingreifen der definierten Ringfläche 15 der Segmentzange 4 an der Ringschulter 16 des Hohlschaftkegels 13 zu gewährleisten, besitzt die Zugstange zwei unterschiedliche Kegelwinkel. Durch den ersten Kegel 17, von der Drehachse aus gesehen, greift der Rindbund 25 der Segmentzange 4 in die Ringschulter 16 des Hohlschaftkegels 13 ein. Durch den flacheren zweiten Kegel 18 wird über die Betätigungseinrichtung 12 die Spannkraft erzeugt. Durch den flacheren Winkel des zweiten Kegels 18 lässt sich über die Betätigungseinrichtung 12 die Spannkraft leichter erzeugen, insbesondere im Vergleich durch einen steileren Kegelwinkel. Die Sicherungsschrauben 11 in der Sicherungshülse 2 in den Nuten 14 der Zugstange 10 verhindern ein Mitdrehen der Zugstande 10 bei Betätigung der Betätigungseinrichtung 12. Die Segmentzange 4 liegt zwischen der Zugstange 10 und der Gewindehülse 3, wobei der hintere Bund 19 der Segmentzange 4 in der radialen Aussparung der Gewindehülse 3 eingreift und somit gegen eine axiale Verlagerung gesichert ist.
4 stellt eine Spannvorrichtung im Lösezustand dar. Beim Drehen der Betätigungseinrichtung nach links bewegt sich die Zugstange axial nach vorne, Richtung Hohlschaftkegel. Der dritte Kegel 23 drückt den hinteren Bund 19 der Segmentszange radial auseinander in die zylindrische Aussparung der Gewindehülse 3 und drückt somit den vorderen Ringbund 25 der Segmentzange 4 radial zusammen. Die Spannvorrichtung wird axial in die Spindelkontur eingeschraubt, so dass über ein Ende 20 ein Ausstoßer 5 an einer zum Hohlschaftkegel 13 zeigender Stirnseite 21 betätigt werden kann. Der Ausstoßer 5 besteht aus einem Ring, welcher auf die Zugstange 10 aufgeschraubt wird und die axiale Feineinstellung zur genauen Positionierung des Ausstoßers 5 über Gewindegänge 22 erfolgt.
5 zeigt die Spannvorrichtung aus seinen einzelnen Bestandteilen mit deren Sicherungshülse 2, Gewindehülse 3, Segmentzange 4, Ausstoßer 5, Zugstange 10, Sicherungsschrauben 11, Betätigungseinrichtung 12, Nuten 14.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung
2: Sicherungshülse
3: Gewindehülse
4: Segmentzange
5: Ausstoßer
6: Spindel
7: zylindrische Bohrung
8: zylindrische Bohrung
9: kegelige Kontur
10: Zugstange
11: Sicherungsschrauben
12: Betätigungseinrichtung
13: Hohlschaftkegel
14: Nuten
15: Ringfläche
16: Ringschulter
17: Kegel
18: Kegel
19: Bund
20: Ende
21: Stirnseite
22: Gewindegänge
23: Kegel
24: Bund
25: Ringbund

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0297048 B1 [0006]
EP 0409973 B1 [0006]

Claims

Spannvorrichtung zum Einspannen eines Hohlschaftkegels, wobei die Spannvorrichtung Bauteile umfasst, wie z. B. Zugstange 10, Segmentzange 4, Ausstoßer 5, Gewindehülse 3 und Sicherungshülse 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung 1 über eine Gewindehülse 3 direkt in eine Spindel 6 einschraubbar ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung 1 eine manuelle Betätigungseinrichtung 12 aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung 12 axial von vorne oder von hinten betätigbar ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange 10 die Spannvorrichtung 1 mit einer Sicherungshülse 2 verbunden ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange 10 mit einer Sicherungshülse 2 und der Betätigungseinrichtung 12 verbunden ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsschrauben 11 der Sicherungshülse 2 in die Nuten 14 der Zugstange eingreifen.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung ein Links- und Rechtsgewinde besitzt und axial mit der Sicherungshülse 2 und der Zugstange 10 verbunden ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange 10 zum Auseinanderdrücken der Segmentzange 4 zwei unterschiedliche Kegelwinkel besitzt.