DE10302529A1

DE10302529A1 - Spannsystem für die Werkzeugaufnahme von Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE10302529A1
Application number: DE10302529A
Authority: DE
Inventors: Ernst Gerber
Original assignee: Rego Fix AG
Current assignee: Rego Fix AG
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: DE10302529B4; US7347126B2; US7152510B2; US20030145691A1; US20070074609A1; CH695424A5

Abstract

Das abrutschsichere System besteht aus Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelementen mit stirnseitig angeordneten Nocken oder Nuten (4) und aus einem ebenfalls mit Nocken (16, 17, 18) versehenen Schlüssel (13) zu deren Anziehen und Lösen. Die Seitenflanken (8, 9) der Nocken bzw. Nuten weisen ein S-förmiges Profil auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein abrutschsicheres System aus Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelementen mit stirnseitig angeordneten Nocken oder Nuten und aus einem ebenfalls mit Nocken versehenen Schlüssel zu deren Anziehen und Lösen. Unter Schraubverbindungselementen werden im Rahmen dieser Anmeldung Schrauben und Muttern verstanden. Im Besonderen soll der Begriff auch Spannmuttern zum Einspannen von Werkzeugschäften in eine Werkzeugaufnahme einer. Werkzeugmaschine mittels Spannzange umfassen. Unter Schraubverschlußelementen werden auf- bzw. eingeschraubte Abdeckungen, Schraubdeckel und dergl. verstanden.

Aus DE 299 07 998 U ist ein System bekannt, bei dem die Spannmutter mit stirnseitigen, radial ausgerichteten Nuten mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt versehen ist, in die ein Schlüssel mit Stiften bzw. Nocken mit ebenfalls schwalbenschwanzförmigem Querschnitt zum Spannen und Lösen der Spannmuttern eingreift. Die Schwalbenschwanzverbindung zwischen Schlüssel und Spannmutter soll ein unbeabsichtigtes Abrutschen des Schlüssels beim Spannvorgang verhindern.

Ein Nachteil des schwalbenschwanzförmigem Querschnitts der Nuten und der Nocken besteht in der hohen auftretenden Kerbwirkung in den Ecken und der dadurch bestehenden Gefahr der Beschädigung oder sogar des Abreißens der Nocken vom Schlüssel oder von Teilen der Mutter. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man an den scharfen Kanten mit Kleidungsstücken hängen bleiben oder sich verletzen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung dieses Problems aufzuzeigen und ein Spannsystem bereitzustellen, das diese Nachteile nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die Seitenflanken der stirnseitigen Nocken bzw. Nuten ein S-förmiges Profil aufweisen. Unter S-förmig wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Profil verstanden, das im Gegensatz zum Z- förmigen sog. Schwalbenschwanzprofil im wesentlichen aus zwei gleichmäßig aneinander anschließenden, gegenläufig gekrümmten Teilen besteht. Dabei können die beiden Krümmungen entweder direkt ineinander übergehen oder es kann ein schmaler ebener Übergangsbereich zwischen den gekrümmten Flächen liegen.

Im folgenden sind anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Spannmutter mit sechs Nocken und zwar a) eine axiale Draufsicht, b) einen Schnitt entlang der Linie A-A und c) eine vergrößerte Teilansicht eines Nockens in der mit Y bezeichnet Richtung.
Fig. 2 einen Schlüssels mit drei Nocken und zwar a) eine Draufsicht und b) eine Seitenansicht.
Fig. 3-6 alternative Formen der Nockenanordnung in Spannmuttern, jeweils in Draufsicht und Schnitt.
Fig. 7-9 verschiedene Ausführungsformen von Muttern.
Fig. 10-11 Ausführungsformen von Schrauben.
Die in Fig. 1a in axialer Draufsicht und in Fig. 1b im Schnitt entlang der Linie A-A geschnitten gezeigte Spannmutter 1 besitzt, wie von herkömmlichen Spannmuttern bekannt, einen Innenkonus 2 für das zentrierte Erfassen einer Spannzange und ein Gewinde 3 zum Einschrauben in die Aufnahme einer Werkzeugmaschinenspindel oder in eine Werkzeugaufnahme.
Auf der Stirnseite der Spannmutter 1 sind sechs axial vorspringende Nocken 4 angeordnet. Die Nocken besitzen eine ebene Oberfläche 5, die in axialer Draufsicht die Form eines Vierecks mit gekrümmten Kanten hat, und vier Seitenflanken 6, 7, 8, 9. Die in radialer Richtung inneren und äußeren Seitenflanken 6, 7 sind entsprechend dem jeweiligen Radius der Spannmutter zylindrisch gekrümmt. Die jeweils beiden anderen Seitenflanken 8, 9 sind in Bezug auf die durch die Achse 10 der Spannmutter definierten Mittelebenen 11 der Nocken symmetrisch und besitzen, wie gut an dem vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1b ersehbar ist, ein S-förmiges Profil, welches sich tangential an die Oberflächen 5 und an die Stirnseite der Spannmutter anschließt. Das Profil besteht aus zwei gegenläufig gekrümmten Flächen, die gleichmäßig, d. h. ohne Knick, ineinander übergehen. Der Krümmungsradius der oberen konvexen Fläche ist im vorliegenden Fall etwas kleiner als der Krümmungsradius der unteren konkaven Fläche. Die Krümmungsradien können sich zueinander aber auch umgekehrt verhalten oder gleich sein.
Die beiden Krümmungen des Profils können, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, entweder direkt ineinander übergehen oder es kann ein schmaler ebener Übergangsbereich zwischen den gekrümmten Flächen liegen.
Die Nocken 4 sind gleichmäßig über die Stirnseite der Spannmutter 1 verteilt, d. h. sie sind gegeneinander um 60° winkelversetzt.
Je nach der Breite der Nocken 4 in Drehrichtung bzw. dem Verhältnis zwischen der Breite der Nocken und der Breite der Zwischenräume 12 zwischen den Nocken könnten letztere auch als Nuten in einem ringförmigen von der Spannmutter axial vorstehenden Kragen definiert werden. In diesem Fall würden die Nuten, in welche der Schlüssel eingreift, Seitenflanken mit S-förmigem Profil aufweisen.
Der in Fig. 2a in Frontansicht und in Fig. 2b in Seitenansicht gezeigte Schlüssel 13 besitzt einen Kopf 14 und einen Griff 15. Der Kopf hat die Form eines Ringsegments von ca. 270°. Wie bei Schlüsseln üblich, ist der Kopf zum Griff unter einem Winkel von 15° versetzt angeordnet. Es wäre auch eine Versetzung unter einem anderen Winkel oder eine symmetrische Anordnung möglich. An den beiden Enden des Ringsegments und in dessen Mitte sind beidseitig axial vorspringende Nocken 16, 17, 18 angeordnet, die bei eingesetztem Schlüssel in die S-förmigen Seitenflanken 8 bzw. 9 der Nocken 4 der Spannmutter eingreifen. Die Seitenflanken der Schlüsselnocken, welche in die Seitenflanken der Nocken der Spannmutter eingreifen, besitzen ein entsprechendes S- Profil.
Die Seitenflanken der Nocken 4 sind bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform einer Spannmutter zusätzlich zur S- förmigen Krümmung auch noch in radialer Richtung von der Mittelebene 11 weg konvex gekrümmt. Bei anderen Ausführungsformen, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, ist in radialer Richtung keine Krümmung vorhanden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die jeweils einen Zwischenraum 12 begrenzenden Seitenflanken zueinander parallel, während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 alle S-förmigen Seitenflanken radial angeordnet, d. h. zum Zentrum hin gerichtet, sind. Bei einer weiteren in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind die jeweils einen Zwischenraum 12 begrenzenden Seitenflanken parallel, während die Mittelebenen der Nuten nicht durch die Achse der Spannmutter verlaufen sondern seitlich dazu versetzt sind. Schließlich sind bei einer weiteren, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform die Seitenflanken der Nocken 4 zusätzlich zur S-förmigen Krümmung in radialer Richtung zur Mittelebene 11 hin konkav gekrümmt.
Selbstverständlich ist auch eine andere Zahl von Nocken pro Mutter als sechs möglich. Vorzugsweise beträgt die Zahl aber drei, sechs, neun, zwölf etc.
Das vorstehend für Spannmuttern gezeigte Spannprinzip ist auch für Muttern mit Innengewinde geeignet. Einige Ausführungsformen sind in den Fig. 7 bis 9 gezeigt. Diese Muttern besitzen eine zylindrische Außenfläche. Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform besitzt drei gleichmäßig über ihre Stirnseite verteilte Nuten, deren Seitenflanken ein S- förmiges Profil aufweisen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist im wesentlichen eine Art Kronenmutter, bei der die Nocken sowohl zum Anziehen bzw. Lösen, als auch zum Sichern der Mutter dienen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 hat eine durchgehende schlitzförmige Nut mit Seitenflanken mit S-förmigem Profil.
Schrauben können in gleicher Weise mit Nuten mit S-förmigem Profil versehen werden. In Fig. 10 ist eine Schraube gezeigt, in deren Kopf drei um 120° zueinander versetzte Nuten angeordnet sind, deren Flanken ebenfalls ein S-Profil aufweisen. Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform mit einer durchgängigen Nut deren Flanken ein S-Profil besitzen.
Auch bei Verschlußelementen, wie Abdeckkappen, Deckeln etc. besteht häufig das Problem, daß für das Anziehen oder Lösen hohe Drehmomente nötig sind und die Verletzungsgefahr beim Abrutschen des Schlüssels entsprechend groß sein kann. Auch für diese Elemente eignet sich das Prinzip der Nuten oder Nocken mit S-förmigem Profil.
Diese Formen der Muttern und entsprechender Schlüssel haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Formen. Sie sind sicher für die Bedienungspersonen, da keine scharfen Kanten vorhanden sind, an denen Kleidungsstücke hängen bleiben oder Verletzungen geschehen können. Die Festigkeit der Nocken an Muttern und Schlüsseln ist höher als bei der Schwalbenschwanzform, da durch die Radien keine Kerbwirkung auftritt. Auch die Abrutschsicherung ist im vergleich zur Schwalbenschwanzform besser wegen des größeren Winkels des Hinterschnitts. Dadurch, daß die Nocken nicht im Gewindebereich der Muttern angeordnet sind, wird dessen Beschädigung vermieden. Schließlich wird durch den oberen Radius der Seitenflanken das Einführen des Schlüssels erleichtert.

Claims

1. Abrutschsicheres System aus Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelementen mit stirnseitig angeordneten Nocken oder Nuten (4) und aus einem ebenfalls mit Nocken (16, 17, 18) versehenen Schlüssel (13) zu deren Anziehen und Lösen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken (8, 9) der Nocken bzw. Nuten ein S- förmiges Profil aufweisen.

2. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Nocken bzw. Nuten in radialer Richtung von der Mittelebene (11) weg konvex oder zu ihr hin konkav gekrümmt sind.

3. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Nocken bzw. Nuten ein Vielfaches von 3 beträgt.

4. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelement eine Schraube ist.

5. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelement eine Mutter ist.

6. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelement eine Spannmutter zum Einspannen von Werkzeugschäften in eine Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine mittels Spannzange ist.

7. Abrutschsicheres System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubverbindungs- oder Schraubverschlußelement eine ein- bzw. aufgeschraubte Abdeckkappe ist.