DE102013111674B4

DE102013111674B4 - Tool or workpiece clamping device with a collet chuck

Info

Publication number: DE102013111674B4
Application number: DE102013111674.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Neumeier
Original assignee: ESA Eppinger GmbH
Current assignee: ESA Eppinger GmbH
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: DE102013111674A1

Abstract

Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung mit einer einen Schaft (9) eines Werkzeugs oder Werkstücks aufnehmenden Spannzange (6) und einer die Spannzange aufnehmenden Spannzangenaufnahme (3), die einen mit einer Kegelfläche (7) einer eingesetzten Spannzange (6) zusammen wirkenden Innenkonus (4) aufweist, der sich zu einer Vorderseite (5) der Spannzangenaufnahme hin öffnet und mit einer auf die Spannzangenaufnahme (3) aufschraubbaren Spannmutter (11), die mit einem Durchgang für einen in die Spannzange eingesetzten Schaft (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine von der Spannzange (6) unabhängige zusätzliche radiale Führung für einen in die Spannzange eingesetzten Schaft (9) aufweist, die auf der der Vorderseite (5) der Spannzangenaufnahme (3) zugewandten Seite der Spannzange (6) angeordnet ist.Tool or workpiece clamping device with a collet (6) receiving a shank (9) of a tool or workpiece and a collet holder (3) receiving the collet and having an inner cone (4) cooperating with a conical surface (7) of an inserted collet (6). has, which opens to a front side (5) of the collet receiving and with a collet nut (11) which can be screwed onto the collet holder (3) and which is formed with a passage for a shaft (9) inserted into the collet chuck, characterized in that it has one of the collet (6) independent additional radial guide for a shaft inserted into the collet (9), which on the front side (5) of the collet receiving (3) facing side of the collet (6) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung mit einer einen Schaft eines Werkzeugs oder Werkstücks aufnehmenden Spannzange und einer die Spannzange aufnehmenden Spannzangenaufnahme, die einen mit einer Kegelfläche einer eingesetzten Spannzange zusammenwirkenden Innenkonus aufweist, der sich zu einer Vorderseite der Spannzangenaufnahme hin öffnet und mit einer auf die Spannzangenaufnahme aufschraubbaren Spannmutter, die mit einem Durchgang für einen in die Spannzange eingesetzten Schaft ausgebildet ist.The invention relates to a tool or workpiece clamping device with a collet receiving a shank of a tool or workpiece and a collet receiving the collet, which has a cooperating with a conical surface of an inserted collet inner cone which opens to a front side of the collet receptacle and with a on the collet holder screw-on clamping nut, which is formed with a passage for a shaft inserted into the collet.

Mit Spannzangen arbeitende Spannvorrichtungen für Werkzeuge oder Werkstücke finden in der Spanntechnik eine weite Verbreitung. Sie zeichnen sich durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit der in der jeweiligen Spannzange gespannten Werkzeuge oder Werkstücke aus, sind einfach zu bedienen und gehören zum allgemeinen Stand der Technik. Die Spannzange ist dabei im Prinzip eine radial geschlitzte Hülse, die eine äußere Kegelfläche aufweist, mit der sie mit einem als Innenkegelfläche gestalteten Innenkonus zusammenwirkt, wenn sie durch eine auf die Spannzangenaufnahme mit einem Außen- oder Innengewinde aufgeschraubte Spannmutter in Axialrichtung in den Innenkonus eingedrückt wird. Dabei wird der Innendurchmesser einer den Schaft des zu spannenden Werkzeugs oder Werkstücks aufnehmenden Bohrung über deren ganzen Umfang gleichmäßig verkleinert, so dass der Schaft exakt koaxial zu der Bohrung kraftschlüssig gespannt wird. Die Spannzangenaufnahmen mit den jeweils als Spannelement wirkenden Spannzangen können feststehend oder angetrieben, bspw. in eine Spindel eingesetzt oder in einer solchen ausgebildet sein. Spannzangen, Spannzangenaufnahmen und Spannmuttern sind nach DIN 6499 genormt.Collets working with collets for tools or workpieces are widely used in clamping technology. They are characterized by a high concentricity of tensioned in the respective collet tools or workpieces, are easy to use and belong to the general state of the art. The collet is in principle a radially slotted sleeve having an outer conical surface, with which it cooperates with a designed as an inner cone surface inner cone when it is pressed by a screwed onto the collet holder with an external or internal thread clamping nut in the axial direction in the inner cone , In this case, the inner diameter of a bore of the tool or workpiece to be clamped bore is uniformly reduced over its entire circumference, so that the shaft is clamped frictionally coaxially to the bore. The collet receptacles with the respective collets acting as a clamping element can be fixed or driven, for example. Inserted into a spindle or formed in such a. Collets, collets and clamping nuts are standardized according to DIN 6499.

Bekannt ist es aus der DE 20 2006 000 640 U1 bei einem aus einer Spannzange, einem Spannfutter und einer Spannmutter bestehenden Spannzangenfutter auf der Außenseite des Spannfutters und/oder der Spannmutter Ringe aus einem Material vorzusehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient kleiner ist als der des Materials des Spannfutters und/oder der Spannmutter. Auf diese Weise lässt sich eine verbesserte Einspannung des Werkzeugs bei erwärmten Spannfutter beispielsweise bei hoher Zerspanungsleistung erzielen. Bei einem anderen aus der DE 41 40 597 C1 bekannten Spannfutter für Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr ist ein von außen auswechselbarer Dichtkörper vorgesehen, um einen Austritt des durch das Spannfutter hindurchzuführenden Kühlmittels am Spannfutter zu verhindern. Ein solcher Dichtkörper hat keinerlei Führungsfunktion für ein in der Spannzange des Spannfutters gespanntes Werkzeug.It is known from the DE 20 2006 000 640 U1 to provide on a collet, a chuck and a clamping nut existing collet chuck on the outside of the chuck and / or the clamping nut rings of a material whose thermal expansion coefficient is smaller than that of the material of the chuck and / or the clamping nut. In this way, an improved clamping of the tool with heated chuck can be achieved, for example, with high cutting performance. At another from the DE 41 40 597 C1 known chuck for tools with internal coolant supply is provided a replaceable from the outside sealing body to prevent leakage of passing through the chuck coolant on the chuck. Such a sealing body has no guiding function for a clamped in the collet chuck tool.

Bei beengten Platzverhältnissen, bspw. auf der Revolverscheibe einer Revolverdreh- oder fräsmaschine, können nur Spannzangen mit kleinen Abmessungen (kleinen Größen) eingesetzt werden. In solchen Spannzangen kleinerer Größe können nur entsprechend kleine Schaftdurchmesser aufgenommen und gespannt werden. Werkzeuge oder Werkstücke mit einem Schaft verhältnismäßig kleinen Durchmessers neigen zu einem instabilen Betriebsverhalten, wenn sie mit einem ungenügenden Führungsverhältnis (Verhältnis von Spanndurchmesser zu Spannlänge) gespannt sind.In tight spaces, for example on the turret disk of a turret lathe or milling machine, only collets of small dimensions (small sizes) can be used. In such collets smaller size only correspondingly small shaft diameter can be added and stretched. Tools or workpieces with a relatively small diameter shaft tend to have an unstable operating behavior when tensioned with an insufficient guide ratio (ratio of clamping diameter to span length).

Ein Grund dafür liegt u. a. darin, dass ein in die Bohrung einer Spannzange eingesetzter Schaft nicht über seine gesamte Länge, d. h. über die gesamte axiale Länge der Spannzange gleichmäßig gespannt wird. Wegen unvermeidbarer Herstellungstoleranzen des Schaftes, der Spannzange und der Spannzangenaufnahme bildet sich beim Festziehen der Spannmutter ein Spannbereich in der Spannzange aus, der in Axialrichtung kleiner ist als die axiale Länge der Spannzange und der, wie festgestellt wurde, in einem bestimmten, von Spannzange zu Spannzange variierenden Abstand, von der der Vorderseite der Spannzangenaufnahme zugeordneten Stirnseite der Spannzange ausgehend sich in die Spannzange hinein erstreckt. Die Folge davon ist eine gegenüber der axialen Länge der Spannzange verkürzte Spannlänge, die noch dazu im axialen Abstand von der in der äußeren Stirnfläche der Spannzange liegenden Bohrungsberandung der Spannzange liegt, so dass der Schaft des gespannten Werkzeugs oder Werkstücks gerade an der kritischen Stelle beim Austritt aus der Bohrung der Spannzange nicht oder nur unvollkommen radial geführt ist.One reason for this is u. a. in that an inserted into the bore of a collet shaft is not over its entire length, d. H. is stretched uniformly over the entire axial length of the collet. Because of unavoidable manufacturing tolerances of the shank, the collet chuck and the collet forming a tightening the clamping nut in the collet, which is smaller in the axial direction than the axial length of the collet and, as was found in a particular, from collet to collet varying distance from which the front side of the collet receiving associated end face of the collet extends into the collet into it. The result of this is a shortened compared to the axial length of the collet clamping length, which is in addition to the axial distance from lying in the outer face of the collet Bohrungsberandung the collet, so that the shaft of the tensioned tool or workpiece just at the critical point at the exit out of the bore of the collet is not or only imperfectly guided radially.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung mit einer einen Schaft eines Werkzeugs oder Werkstücks aufnehmenden Spannzange und einer Spannzangenaufnahme der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch ein verbessertes Führungsverhältnis und damit eine stabile Spannung des Werkzeugs oder Werkstücks auszeichnet, ohne dass dazu aufwendige Maßnahmen oder Sonderanfertigungen für die Spannzange erforderlich wären.The object of the invention is therefore to provide a tool or workpiece clamping device with a shank of a tool or workpiece receiving collet chuck and a collet receptacle of the type mentioned, which is characterized by an improved guide ratio and thus a stable voltage of the tool or workpiece, without that would require complex measures or custom-made for the collet.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Spannvorrichtung gemäß der Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.To solve this problem, the clamping device according to the invention, the features of claim 1.

Bei der neuen Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung ist eine von der Spannzange unabhängige zusätzliche radiale Führung für einen in die Spannzange eingesetzten Schaft eines Werkzeugs oder Werkstücks vorhanden, die auf der der Vorderseite der Spannzangenaufnahme zugewandten Seite der Spannzange angeordnet ist.In the new tool or workpiece clamping device is independent of the collet additional radial guide for a used in the collet shank of a tool or workpiece is present, which is arranged on the front side of the collet receiving side facing the collet.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann dazu eine Durchgangsbohrung der Spannmutter als radiale Führung für den mit enger Passung eingesetzten Schaft wirkend ausgebildet sein. Die zusätzliche radiale Führung ist zweckmäßigerweise im axialen Abstand von der auf der Vorderseite der Spannzangenaufnahme liegenden Stirnfläche der Spannzange vorgesehen, wobei jedoch auch Ausführungsformen denkbar sind, bei denen diese zusätzliche Führung bis an den in der Stirnfläche liegenden Rand der Durchgangsbohrung der Spannzange reicht oder zumindest in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist. In a preferred embodiment, a through bore of the clamping nut can be designed to act as a radial guide for the shaft used with a tight fit. The additional radial guidance is expediently provided at an axial distance from the front face of the collet receiving end face of the collet, but also embodiments are conceivable in which this additional guide extends to the lying in the end face edge of the through hole of the collet or at least in whose immediate vicinity is arranged.

Die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche radiale Führung des in die Spannzange eingesetzten Schaftes ergibt, insbesondere bei schlechtem Führungsverhältnis, eine wesentliche Verbesserung der Stabilität der in der Spannzange gespannten Werkzeuge oder Werkstücke mit kleinem Spanndurchmesser. Diese Verbesserung der Spannverhältnisse wird erreicht, ohne dass dazu besondere Maßnahmen oder Vorkehrungen an der Spannzange selbst getroffen werden müssten, so dass für die Spannzange und die Spannzangenaufnahme die normgerechte Ausbildung erhalten bleibt. Wird, wie erwähnt, die zusätzliche radiale Führung in der Durchgangsbohrung der Spannmutter erzeugt, ergibt sich auch kein zusätzlicher Platzbedarf, während eine volle Austauschbarkeit mit einer bekannten normgemäßen Spannmutter gewährleistet ist. Diese Austauschbarkeit ist sowohl für Spannmuttern mit Innengewinde als auch für Spannmuttern mit Außengewinde gegeben.The inventively provided additional radial guidance of the shaft inserted into the collet results, especially in poor leadership ratio, a significant improvement in the stability of the tensioned in the collet tools or workpieces with a small clamping diameter. This improvement in the clamping conditions is achieved without special measures or precautions on the collet itself would have to be made so that the standard-fit training is maintained for the collet and the collet receiving. If, as mentioned, the additional radial guide produced in the through hole of the clamping nut, there is no additional space required, while a full interchangeability with a known standard clamping nut is ensured. This interchangeability is given for both internally threaded and externally threaded locknuts.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Further embodiments of the tool or workpiece clamping device according to the invention are the subject of dependent claims. In the drawings, embodiments of the subject matter of the invention are shown. Show it:

1 eine Spannvorrichtung gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt und in einer Seitenansicht mit einer Spannmutter mit Innengewinde, 1 a clamping device according to the invention, in axial section and in a side view with a clamping nut with internal thread,

2 die Spannvorrichtung nach 1, in entsprechender Darstellung mit einer Spannmutter mit Außengewinde, 2 the tensioner after 1 , in a corresponding representation with a clamping nut with external thread,

3 die Spannvorrichtung nach 1 mit der Spannzangenaufnahme und der schematisch dargestellten Spannzange im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung der Spannmutter nach 1 in einem unteren Halbschnitt und einer bekannten Spannmutter nach DIN 6499 in einem oberen Halbschnitt, jeweils in einer Darstellung entsprechend 1, 3 the tensioner after 1 with the collet holder and the collet schematically illustrated in axial section, in a side view, illustrating the clamping nut according to 1 in a lower half-section and a known clamping nut according to DIN 6499 in an upper half section, each corresponding to a representation 1 .

4 eine Spannvorrichtung gemäß der Erfindung in einer abgewandelten Ausführungsform, in einer Darstellung entsprechend 1 mit schematisch dargestellter Spannzange, 4 a tensioning device according to the invention in a modified embodiment, in a representation corresponding to 1 with schematically illustrated collet,

5 eine Spannvorrichtung gemäß der Erfindung in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform, in einer Darstellung entsprechend 1 mit schematisch dargestellter Spannzange und 5 a tensioning device according to the invention in a further modified embodiment, in a representation corresponding to 1 with schematically illustrated collet and

6 die Spannvorrichtung nach 5, in einer schematischen Draufsicht. 6 the tensioner after 5 in a schematic plan view.

Die in 1 dargestellte Spannvorrichtung dient zur Spannung eines als Fräswerkzeug dargestellten Werkzeugs 1 an einer koaxialen Spindel 2, die feststehend oder angetrieben sein kann. An der Spindel 2 ist eine Spannzangenaufnahme 3 ausgebildet, die einen Innenkonus 4 in Gestalt einer Innenkegelfläche aufweist, die bspw. nach DIN 6499 bemessen ist. Der Innenkonus 4 erweitert, d. h. öffnet sich zu einer Vorderseite 5 der Spannzangenaufnahme 4 hin. In ihn ist eine Spannzange 6 eingesetzt, die beispielsweise nach DIN 6499 gestaltet ist. Die Spannzange 6 ist in an sich bekannter Weise in Gestalt einer radial geschlitzten Hülse mit einer äußeren Kegelfläche 7 und einer zylindrischen Durchgangsbohrung 8 gestaltet, in die der zylindrische Schaft 9 des Werkzeugs 1 eingeschoben ist.In the 1 illustrated clamping device is used to tension a tool shown as a milling tool 1 on a coaxial spindle 2 which can be fixed or powered. At the spindle 2 is a collet holder 3 formed, which has an inner cone 4 in the form of an inner cone surface, which is dimensioned, for example, according to DIN 6499. The inner cone 4 extended, ie opens to a front 5 the collet holder 4 out. In it is a collet 6 used, which is designed according to DIN 6499, for example. The collet 6 is in a conventional manner in the form of a radially slotted sleeve with an outer conical surface 7 and a cylindrical through hole 8th designed in which the cylindrical shaft 9 of the tool 1 is inserted.

Auf ein Außengewinde 10 eines der Spannzangenaufnahme 4 zugeordneten zylindrischen Fortsatzes der Spindel 2 ist eine Spannmutter 11 mit einem entsprechenden Innengewinde 12 aufgeschraubt. Die Spannmutter 11 stützt sich mit einer Innenkegelfläche 13 auf einer Außenkegelfläche 14 der Spannzange 6 ab. Die Außenkegelfläche 14 ist dabei in der aus 1 ersichtlichen Weise, ausgehend von der dem Werkzeug 1 zugewandten Stirnseite 15 der Spannzange zu der Kegelfläche 7 hin sich erweiternd ausgebildet, wie dies an sich bekannt ist.On an external thread 10 one of the collet holder 4 associated cylindrical extension of the spindle 2 is a clamping nut 11 with a corresponding internal thread 12 screwed. The clamping nut 11 supports itself with an inner cone surface 13 on an outer cone surface 14 the collet 6 from. The outer cone surface 14 is in the process 1 apparent way, starting from the tool 1 facing end face 15 the collet to the conical surface 7 formed widening out, as is well known.

Zum Spannen des mit seinem Schaft 9 in die Spannzange 6 eingesetzten Fräswerkzeugs 1 wird die auf das Gewinde 10 aufgeschraubte Spannmutter 11 festgezogen. Dadurch wird die Spannzange 6 über die Kegelflächen 13, 14 in Achsrichtung in den Innenkonus 4 eingedrückt, mit der Folge, dass die mit Schlitzen 16 versehene Spannzange 6 radial zusammengedrückt und der Schaft 9 in der Durchgangsbohrung 8 der Spannzange 6 kraftschlüssig gespannt wird.To tighten the with his shaft 9 in the collet 6 used milling tool 1 will be on the thread 10 screwed on clamping nut 11 tightened. This will cause the collet 6 over the conical surfaces 13 . 14 in the axial direction in the inner cone 4 dented, with the result that with slits 16 provided collet 6 radially compressed and the shaft 9 in the through hole 8th the collet 6 clamped non-positively.

Die Spannmutter 11 ist mit einer als Führungsbohrung wirkenden koaxialen zylindrischen Durchgangsbohrung 17 für den Schaft 9 des aus der Überwurfmutter 11 auf deren Vorderseite vorragenden Fräswerkzeugs 11 ausgebildet, deren Durchmesser so bemessen ist, dass der Schaft 9 mit enger Passung in der Durchgangsbohrung 17 aufgenommen ist. Damit ist der Schaft 9 durch die Innenwandung der Durchgangsbohrung 17 der Spannmutter 11 radial abgestützt und geführt.The clamping nut 11 is with a coaxial cylindrical through bore acting as a guide bore 17 for the shaft 9 of the union nut 11 on the front projecting milling tool 11 formed, whose diameter is dimensioned such that the shaft 9 with close fit in the through hole 17 is included. This is the shaft 9 through the Inner wall of the through hole 17 the clamping nut 11 radially supported and guided.

Der Schaft 9 des Fräswerkzeugs 1 ist somit nicht nur in der Durchgangsbohrung der Spannzange 6 gespannt und radial geführt, sondern er ist mit einer zusätzlichen Führung in der Durchgangsbohrung 17 der Spannmutter 11 ausgestattet, die im axialen Abstand von der Stirnseite 15 der Spannzange 6 und damit näher der wirksamen Schneide des Fräswerkzeuges 1 wirkend vorgesehen ist. Aus dieser doppelten radialen Führung an zwei axial voneinander beabstandeten Stellen erhält das Fräswerkzeug 1 eine zusätzliche Stabilität, so dass sich auch bei hohen Belastungen im Bereich der Schneide des Fräswerkzeugs einwandfreie Rundlaufverhältnisse ergeben.The shaft 9 of the milling tool 1 is thus not only in the through hole of the collet 6 strained and guided radially, but he is with an additional guide in the through hole 17 the clamping nut 11 equipped at the axial distance from the front side 15 the collet 6 and thus closer to the effective cutting edge of the milling tool 1 acting is provided. From this double radial guide at two axially spaced locations receives the milling tool 1 an additional stability, so that even at high loads in the area of the cutting edge of the milling tool give perfect concentricity.

Dies gilt auch für die Ausführungsform nach 2, die sich von der erläuterten Ausführungsform nach 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass die Spannmutter 11a mit einem Außengewinde 12a versehen ist, das in ein Innengewinde 10a im Bereich der Spannzangenaufnahme 3 eingeschraubt ist. Im Übrigen sind mit 1 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass sich eine nochmalige Erläuterung insoweit erübrigt. Der Durchmesser der zylindrischen Durchgangsbohrung 17a ist auch hier so bemessen, dass der Schaft 9 des Fräswerkzeugs 1 mit enger Passung, d. h. im Schiebesitz, darin so aufgenommen ist, dass die Wandung der Durchgangsbohrung 17 als zusätzliche radiale Führung für das Fräswerkzeug 1 wirkt.This also applies to the embodiment according to 2 , which differs from the illustrated embodiment 1 only differs in that the clamping nut 11a with an external thread 12a is provided in an internal thread 10a in the area of the collet holder 3 is screwed. Incidentally, are with 1 like parts with the same reference numerals, so that a further explanation is unnecessary in this respect. The diameter of the cylindrical through-hole 17a is also sized here so that the shaft 9 of the milling tool 1 with close fit, ie in the sliding seat, it is accommodated in that the wall of the through hole 17 as an additional radial guide for the milling tool 1 acts.

Sowohl bei der Ausführungsform nach 1 als auch bei jener nach 2 ist die Spannmutter 11 bzw. 11a zu der bei 18 angedeuteten Achse der Spannzangenaufnahme 3 im angezogenen Zustand spielfrei exakt zentriert. Diese Zentrierung erfolgt über die zu der Stirnfläche 15 der Spannzange 6 hin sich verjüngende Außenkegelfläche 14 der in der Spannzangenaufnahme 3 über den Innenkonus 4 zentrierten Spannzange 6, deren Außenkegelfläche 14 mit der Innenkegelfläche 13 der Spannmutter 11 bzw. 11a zusammenwirkt. Insbesondere bei Verwendung von Spannzangen, die keine oder keine zur Zentrierung der Spannmutter geeignete Kegelfläche 14 aufweisen, kann die Spannmutter zu der Spannzangenaufnahme 3 auch auf andere Weise zentriert werden, indem beispielsweise ein in 3 bei 19 angedeuteter Zentrierflansch vorgesehen ist, der in eine entsprechende eng tolerierte Zentriernut 20 an der Spannzangenaufnahme 3 eingreift. Es gibt auch Anwendungsfälle, bei denen die Gewinde 10, 12 bzw. 10a, 12a so genau gearbeitet sind, dass sich eine zusätzliche Zentrierung der Spannmutter 11 bzw. 11a erübrigt.Both in the embodiment according to 1 as well as with that 2 is the clamping nut 11 respectively. 11a to the at 18 indicated axis of the collet receiving 3 exactly centered in the tightened state without backlash. This centering is done via the to the end face 15 the collet 6 tapered outer cone surface 14 in the collet holder 3 over the inner cone 4 centered collet 6 , whose outer cone surface 14 with the inner cone surface 13 the clamping nut 11 respectively. 11a interacts. Especially when using collets that have no or no suitable for centering the clamping nut conical surface 14 can, the clamping nut to the collet receiving 3 be centered in another way, for example by an in 3 at 19 indicated centering flange is provided in a corresponding tightly tolerated centering 20 at the collet holder 3 intervenes. There are also applications where the threads 10 . 12 respectively. 10a . 12a worked so precisely that an additional centering of the clamping nut 11 respectively. 11a unnecessary.

Die durch die Erfindung erzielte Verbesserung der Stabilität des in der Spannzange 3 gespannten Fräswerkzeugs 1 ist insbesondere aus der vergleichsweisen Darstellung der Spannverhältnisse in 3 ersichtlich:
3 zeigt, jeweils im Halbschnitt unterhalb der Achse 18 die erfindungsgemäße Spannvorrichtung nach 1 und oberhalb der Achse eine entsprechende Werkzeugspannvorrichtung wie sie aus DIN 6499 bekannt ist. Die bekannte Spannvorrichtung weist eine Spannmutter 11b auf, die als Überwurfmutter ausgebildet und mit ihrem Innengewinde 12 auf das Außengewinde 10 im Bereich der Spannzangenaufnahme 3 aufgeschraubt ist. Im Gegensatz zu der Spannmutter 11 bzw. 11a der 1, 2 ist aber die Spannmutter 11b nicht mit einer den Schaft 9 des gespannten Fräswerkzeugs 1 mit enger Passung aufnehmenden Durchgangsbohrung 17 ausgebildet, sondern ihre Innenkegelfläche 13 verläuft unmittelbar zu der Stirnseite 15 der in die Spannzangenaufnahme 3 eingesetzten Spannzange 6 hin, die in dieser Darstellung lediglich mit ihrem Umriss, d. h. ohne die Schlitze 16 veranschaulicht ist.The improvement achieved by the invention, the stability of the collet 3 tensioned milling tool 1 is in particular from the comparative representation of the clamping conditions in 3 seen:
3 shows, each half section below the axis 18 the tensioning device according to the invention 1 and above the axis a corresponding tool clamping device as known from DIN 6499. The known clamping device has a clamping nut 11b on, which formed as a union nut and with its internal thread 12 on the external thread 10 in the area of the collet holder 3 is screwed on. In contrast to the clamping nut 11 respectively. 11a of the 1 . 2 but is the clamping nut 11b not with a the shaft 9 of the tensioned milling tool 1 with tight fitting receiving through bore 17 trained, but their inner cone surface 13 runs directly to the front side 15 the in the collet holder 3 inserted collet 6 in this illustration, only with its outline, ie without the slots 16 is illustrated.

Unter der Annahme, dass der Hauptspannbereich des Schaftes 9 in der Spannzange 6 etwa in der Mitte der axialen Länge der Spannzange 6 liegt, wie dies durch die Linie 21 angedeutet ist, ist die für die radiale Führung des Fräswerkzeugs 1 maßgebliche Spannlänge etwa durch den Führungsabstand x₁ bestimmt, der ausgehend von der Linie 21 etwa zu einer Linie 22 reicht, die quer zu der Achse 18 in geringem axialen Abstand von der Stirnseite 15 der Spannzange 6 verläuft. Der Abstand zu der Stirnseite 15 ist dadurch bedingt, dass in unmittelbarer Nähe der Öffnungsberandung der Durchgangsbohrung 8 der Spannzange 6 die radiale Führung des Schaftes 9 unbestimmt ist.Assuming that the main clamping area of the shaft 9 in the collet 6 approximately in the middle of the axial length of the collet 6 lies like this through the line 21 is indicated, which is for the radial guidance of the milling tool 1 decisive span length determined by the guide distance x ₁ , starting from the line 21 about to a line 22 that's right across the axis 18 at a small axial distance from the front side 15 the collet 6 runs. The distance to the front side 15 is due to the fact that in the immediate vicinity of the opening boundary of the through hole 8th the collet 6 the radial guidance of the shaft 9 is undetermined.

Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung der Schaft 9 des Fräswerkzeuges 1 in der als Führungsbohrung wirkenden, eng tolerierten Durchgangsbohrung 17 der erfindungsgemäßen Spannmutter 11 zusätzlich außerhalb der Spannzange 6 radial abgestützt. Da die zusätzliche Abstützung in der Durchgangsbohrung 17 im axialen Abstand von der Stirnseite 15 der Spannzange 6 angeordnet ist, ergibt sich ein im Vergleich zu x₁ wesentlich vergrößerter Führungsabstand x₂, was zu einer beträchtlichen Erhöhung der Stabilität des Fräswerkzeugs 1 im Betrieb führt. Die Größe des Führungsabstands x₂ kann bei der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung durch entsprechende Gestaltung der Spannmutter 11 auf die speziellen Erfordernisse des zu spannenden Werkzeugs oder Werkstücks in einfacher Weise abgestimmt werden. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die die zusätzliche Führung bewirkende Durchgangsbohrung 17 der Spannmutter 11 nicht als durchgehende zylindrische Bohrung konstanten Durchmessers, sondern davon abweichend, so gestaltet ist, dass der Schaft 9 in einem Bereich radial geführt ist, der sich nicht über die gesamte axiale Länge der Durchgangsbohrung 17 erstreckt.In contrast, in the tool clamping device according to the invention, the shaft 9 of the milling tool 1 in the guide hole acting, narrow tolerated through hole 17 the clamping nut according to the invention 11 in addition outside the collet 6 radially supported. Because the additional support in the through hole 17 at the axial distance from the front side 15 the collet 6 is arranged, resulting in a comparison with x ₁ substantially enlarged guide distance x ₂ , resulting in a considerable increase in the stability of the milling tool 1 in operation. The size of the guide distance x ₂ can in the tool clamping device according to the invention by appropriate design of the clamping nut 11 be tailored to the specific needs of the exciting tool or workpiece in a simple manner. There are also embodiments conceivable in which the additional guide causing through hole 17 the clamping nut 11 not as a continuous cylindrical bore of constant diameter, but deviating from it, so designed that the shank 9 is guided radially in an area that does not extend over the entire axial length of the through hole 17 extends.

Aus 3 ist auch ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung abzulesen: Die erfindungsgemäße Spannmutter 11 kann ohne weiteres anstelle einer bekannten Spannmutter 11b auf das Außengewinde 10 im Bereich der Spannzangenaufnahme 3 aufgeschraubt werden, ohne dass irgendwelchen Änderungen an der Spannzangenaufnahme 3 oder der Spannzange 6 vorgenommen werden müssten. Wenn die Betriebsbedingungen und/oder die Art des zu spannenden Werkstücks oder Werkzeugs eine radiale zusätzliche Stabilisierung desselben erforderlich erscheinen lassen, braucht lediglich die bekannte genormte Spannmutter 11b durch eine erfindungsgemäße Spannmutter 11 ausgetauscht zu werden, was in gleichem Maße natürlich für die Spannmutter 11a nach 2 gilt.Out 3 is also a further significant advantage of the tool clamping device according to the invention read: The clamping nut according to the invention 11 can easily be used instead of a known clamping nut 11b on the external thread 10 in the area of the collet holder 3 be screwed on without any changes to the collet holder 3 or the collet 6 would have to be made. If the operating conditions and / or the nature of the workpiece or tool to be clamped require radial additional stabilization of the same, all that is required is the known standardized clamping nut 11b by a clamping nut according to the invention 11 to be replaced, which is of course the same for the clamping nut 11a to 2 applies.

In 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Werkzeugspannvorrichtung nach 1 veranschaulicht. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich durch die Gestaltung der Spannmutter. Gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht nochmals erläutert.In 4 is a modified embodiment of the tool clamping device according to 1 illustrated. The two embodiments differ only by the design of the clamping nut. The same parts are therefore denoted by the same reference numerals and not explained again.

Die Spannmutter 11c der Ausführungsform nach 4 ist ebenfalls als Überwurfmutter mit einem Innengewinde 12 ausgebildet. Im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Spannmutter 11 der 1 ist aber die den Schaft 9 zusätzlich radial führende Durchgangsbohrung 17 nicht in der Überwurfmutter 11c selbst, sondern in einem eigenen Führungselement 22 ausgebildet, das exakt zentriert in eine entsprechende konische Aufnahmebohrung 23 der Spannmutter 11c eingesetzt ist. Das Führungselement 22 ist auf seiner Außenfläche 24 entsprechend konisch gestaltet und kann von innen her in die Aufnahmebohrung 23 eingesetzt werden. Diese Ausführungsform erlaubt es, durch entsprechende Wahl der Führungselemente 22 eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser des Schaftes 9 und entsprechende Spannzangen zu erzielen und den Führungsabstand x₂ (3) zu verändern, ohne die Spannmutter 11c selbst austauschen zu müssen.The clamping nut 11c the embodiment according to 4 is also as a union nut with an internal thread 12 educated. In contrast to the conditions in the clamping nut 11 of the 1 but that's the shaft 9 additionally radial leading through hole 17 not in the union nut 11c itself, but in a separate leadership element 22 formed, exactly centered in a corresponding conical receiving bore 23 the clamping nut 11c is used. The guide element 22 is on its outer surface 24 designed conically and can from the inside into the mounting hole 23 be used. This embodiment allows, by appropriate choice of the guide elements 22 an adaptation to different diameters of the shaft 9 and corresponding collets to achieve and the guide distance x ₂ ( 3 ), without the clamping nut 11c to exchange yourself.

In den 5, 6 schließlich ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Werkzeugspannvorrichtung nach 1 veranschaulicht. Die beiden Ausführungsformen sind weitgehend gleich, so dass auch hier gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert sind.In the 5 . 6 Finally, another modified embodiment of the tool clamping device is after 1 illustrated. The two embodiments are largely the same, so that the same parts are provided with the same reference numerals and are not explained again here.

Abweichend von der Ausführungsform nach 1 ist die Spannmutter 11d im Bereich ihrer freien Stirnfläche mit einer konkaven, kegelförmigen Anformung 25 versehen, die sich zu der Schneide des Fräswerkzeugs 1 hin verjüngt und die den Späneabfluss von dem Fräswerkzeug 1 verbessert. Die die zusätzliche radiale Führung des Fräswerkzeuges 1 bewirkende Durchgangsbohrung 17 ist im Bereich der Anformung 25 im axialen Abstand von der Stirnseite 15 der hier ebenso wie in 4 lediglich mit ihrem Umriss angedeuteten Spannzange 6 angeordnet. Zusätzlich ist die Spannmutter 11d mit einer Kühlmittelzuführung für das Fräswerkzeug 1 versehen. Zu diesem Zwecke ist im Bereich der Anformung 25 wenigstens ein Kühlmittelkanal vorgesehen, der in einer Ausführungsform durch eine sich zu der Durchgangsbohrung 17 hin öffnende Axialnut 26 gebildet ist. Dieser am Umfang der Führungsbohrung 17 ausgebildeten Axialnut 26 wird, wie durch einen Pfeil 27 angedeutet, Kühlmittel durch die in 5 nicht weiter dargestellten Schlitze 16 (1) der Spannhülse 6 zugeführt, wobei das äußerst geringe Führungsspiel des Führungsdurchmessers der Durchgangsbohrung 17 einen Staudruck in der Kühlmittelzuführung zu der Werkzeugschneide erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühlmittelzuführung auch über einen Kühlmittelkanal in Gestalt einer Bohrung 28 erfolgen, die durch die Spannmutter 11d in Richtung der Schneide des Fräswerkzeugs 1 führt und die, beispielsweise bei feststehenden Werkzeugen, in einer besonderen Lage bezüglich der Schneide des Werkzeugs angeordnet sein kann.Notwithstanding the embodiment according to 1 is the clamping nut 11d in the region of its free end face with a concave, conical Anformung 25 provided, which is to the cutting edge of the milling tool 1 Tapered down and the chip discharge from the milling tool 1 improved. The additional radial guidance of the milling tool 1 effecting through-hole 17 is in the area of molding 25 at the axial distance from the front side 15 here as well as in 4 merely indicated by its outline collet 6 arranged. In addition, the clamping nut 11d with a coolant supply for the milling tool 1 Mistake. For this purpose is in the field of Anformung 25 at least one coolant channel is provided which, in one embodiment, extends through to the throughbore 17 towards opening axial groove 26 is formed. This on the circumference of the guide bore 17 trained axial groove 26 becomes like an arrow 27 indicated coolant through the in 5 not shown slots 16 ( 1 ) of the clamping sleeve 6 supplied, wherein the extremely small guide clearance of the guide diameter of the through hole 17 generates a back pressure in the coolant supply to the tool cutting edge. Alternatively or additionally, the coolant supply also via a coolant channel in the form of a bore 28 done by the clamping nut 11d towards the cutting edge of the milling tool 1 leads and which, for example, with fixed tools, can be arranged in a particular position with respect to the cutting edge of the tool.

Entsprechende Kühlmittelkanäle können im Übrigen auch bei den Spannmuttern 11, 11a, 11c der Ausführungsformen nach den 1, 2 und 4 vorgesehen sein.Corresponding coolant channels can incidentally also in the clamping nuts 11 . 11a . 11c the embodiments of the 1 . 2 and 4 be provided.

Die Spannmuttern 11, 11a, 11c, 11d sind mit hier nicht weiter zu erläuternden Einrichtungen zur Betätigung (Spannen und Lösen), beispielsweise in Gestalt von Stiftlöchern, Riffelungen oder einem Außensechskant 29 (vgl. 6), versehen.The clamping nuts 11 . 11a . 11c . 11d are with not further to be explained devices for operation (clamping and releasing), for example in the form of pin holes, corrugations or an external hexagon 29 (see. 6 ), Mistake.

Eine Werkzeug- oder Werkstückspannvorrichtung mit einer einen Schaft eines Werkzeugs oder Werkstücks aufnehmenden Spannzange 6 und mit einer die Spannzange aufnehmenden Spannzangenaufnahme 3 ist mit einer von der Spannzange unabhängigen zusätzlichen radialen Führung für einen in die Spannzange eingesetzten Schaft 9 ausgebildet, die auf der der Vorderseite der Spannzangenaufnahme 3 zugewandten Seite 15 der Spannzange 6 vorzugsweise im axialen Abstand von dieser angeordnet ist.A tool or workpiece clamping device with a collet receiving a shank of a tool or workpiece 6 and with a collet receiving the collet receiving 3 is with an independent from the collet additional radial guide for a shaft inserted into the collet 9 formed on the front of the collet holder 3 facing side 15 the collet 6 is preferably arranged at an axial distance from this.

Claims

Tool or workpiece clamping device with a shaft ( 9 ) of a tool or workpiece receiving collet ( 6 ) and a collet receiving the collet ( 3 ), one with a conical surface ( 7 ) of an inserted collet ( 6 ) together acting inner cone ( 4 ), which extends to a front side ( 5 ) of the collet receptacle opens and with a on the collet receptacle ( 3 ) screw-on clamping nut ( 11 ) provided with a passage for a shaft inserted into the collet ( 9 ) is formed, characterized in that one of the collet ( 6 ) independent additional radial guide for a shaft inserted into the collet ( 9 ), which on the front ( 5 ) of the collet holder ( 3 ) facing side of the collet ( 6 ) is arranged.

Tool or workpiece clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping nut ( 11 ) opposite the collet ( 6 ) is centered.

Tool or workpiece clamping device according to claim 2, characterized in that the clamping nut ( 11 ) on her the collet ( 6 ) facing side a centering surface ( 13 ) carrying a co-operating centering surface ( 14 ) on the collet or the collet holder ( 3 ) assigned.

Tool or workpiece clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that a through-bore ( 17 ) of the clamping nut as an additional radial guide for the tightly inserted into it shank ( 9 ) is formed acting.

Tool or workpiece clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the additional radial guide at one with the clamping nut ( 11c ) associated guide element ( 22 ), which has a shaft (as a radial guide for the tight fit) ( 9 ) acting through bore ( 17 ) contains.

Tool or workpiece clamping device according to claim 5, characterized in that the guide element ( 22 ) with respect to the collet ( 6 ) is centered.

Tool or workpiece clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the additional radial guide at an axial distance from the end face ( 15 ) in the collet holder ( 3 ) inserted collet ( 6 ) is arranged.

Tool or workpiece clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping nut ( 11d ) one of the collet ( 6 ) pointing the way to rejuvenating ( 25 ) having.

Tool or workpiece clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping nut ( 11d ) at least one coolant channel ( 26 ; 28 ) contains.

Tool or workpiece clamping device according to claims 5 and 9, characterized in that the guide element ( 22 ) contains at least one coolant channel.

Tool or workpiece clamping device according to claim 9 or 10, characterized in that the coolant channel at least over part of its length as one to the through hole ( 17 ) opening groove ( 26 ) is trained.