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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen.
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Es
sind sogenannte Zugspannzangen und auch Schnabelspannzangen zum
Spannen von Werkzeugschäften
bekannt, bei denen konisch geformte und geschlitzte Zangenköpfe durch
Axialzug in eine entsprechende konische Innenfläche eines Spannzangenflansches
gespannt werden (Firmenkatalog SCHAUBLIN S.A., Delémont,
CH, www.schaublin.ch, Seiten "Pinces
tirées – Zugspannzangen,
W, PI.29 und 30").
Die bei dieser herkömmlichen
Spannmethode eingesetzten Systeme sind aufgrund ihrer Zweiteiligkeit – Spannzange
und Spannzangenflansch – ziemlich
instabil und außerdem
mit einer Rundlaufgenauigkeit von nur 0,01 bis 0,03 mm relativ ungenau.
Dies trifft insbesondere auf die Schnabelspannzange zu. Daneben
hat man bei diesen Spannzangen in dem Bereich, in dem der Werkzeugschaft
aus der Werkzeugaufnahme heraustritt, relativ wenig Freiraum, es
sei denn, man würde
das Werkzeug sehr weit nach außen
spannen, d.h. die Wirkflächen
des Werkzeugs würden
in einem größeren Abstand
zur Werkzeugaufnahme liegen. Dies würde jedoch zu weiterer Ungenauigkeit
und Instabilität
führen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Schnabelspannzange besteht darin,
daß ihre
Lebensdauer relativ niedrig ist, da durch regelmäßiges Spannen der Werkzeuge
der Spanndurchmesser der Schnabelspannzange stark verformt und damit
ungenau wird.
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Aus
der Druckschrift
DE
42 14 838 C2 ist ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen, mit einer
Greifereinrichtung, bestehend aus einem an einer Werkzeugspindel
der Werkzeugmaschine anzubringenden Adapter und mit einer daran
dreh- und axialfest angeordneten einteiligen Spannzange bekannt.
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Die
bekannten Vorrichtungen haben noch einen weiteren Nachteil, nämlich den,
daß nur
für wenige
Spannzangen-Durchmesser ein und derselbe Spannflansch eingesetzt
werden kann. Nimmt man beispielsweise den Spanndurchmesserbereich
zwischen 3 bis 50 mm an, so sind hierfür bis zu fünf Spannflansche erforderlich.
Das Spannen der Spannzange erfolgt immer durch Ziehen der Spannzange
in dem Spannzangenflansch, d.h. der Aufnahme für die Spannzange z. B. mit
einem entsprechenden Spannschlüssel.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen
vorzuschlagen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
vermieden oder zumindest stark verringert werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einem Spannfutter gemäß Anspruch
1. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung
wird durch die einteilige Spannzange eine stabile Form eines Spannfutters
mit einer sehr hohen Rundlaufgenauigkeit bis zu 0,003 mm bei gleichzeitig
sehr großen
Freiräumen
erreicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß praktisch kein Verformen
und Aufgehen des Spanndurchmessers auftritt und dadurch eine geringe
Einspannlänge
für Werkzeugschäfte möglich ist.
Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß sie für sämtliche Spanndurchmesser
einen einzigen Adapter aufweist, der zusammen mit der jeweils mit
ihm gemäß dem erforderlichen
Durchmesser ausgewählten
Spannzange zu einer Greifereinrichtung zusammengesetzt ist, wobei
die Spannzange auf der zum Adapter zeigenden Seite einen Innenraum
hat, dem eine auf der gegenüberliegenden
Seite angeordnete Werkzeugaufnahme gegenüberliegt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt neben der manuellen Spannung auch einen automatischen Spannvorgang,
der wie folgt vor sich gehen kann: Auf den Adapter der Greifereinrichtung,
in den bereits die Spannereinrichtung eingesetzt ist, wird die ausgewählte Spannzange
aufgesetzt und in An eines Bajonettverschlusses so gedreht, daß die Greiferklauen
der Spannzange und die Spannklauen der Spannereinrichtung vollflächig aneinander
liegen. In dieser Stellung wird die Spannzange an dem Adapter befestigt.
Die Spannereinrichtung kann nun, nachdem der zu spannende Werkzeugschaft
in der Werkzeugaufnahme eingesetzt ist, über eine entsprechende Kupplung
mit der Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine verbunden in Richtung
der Maschine axial so angezogen werden, daß sich der geschlitzte Kopf
der Spannzange so zusammenzieht, daß der Werkzeugschaft gespannt
wird. Es ergeben sich dadurch vorteilhafterweise minimale Rüst- und
Wechselzeiten, wobei für
ein großes
Durchmesserspektrum von etwa 3 bis 50 mm Durchmesser jeweils dem Durchmesser
entsprechend nur ein einziges Bauteil ausgetauscht werden muß, nämlich die
entsprechende Spannzange. Der Adapter und die Spannereinrichtung
bleiben für
alle Durchmessergrößen dieselben.
Durch die schlanke und dabei doch stabile Ausführung ergeben sich große Freiräume beim
Bearbeiten von Werkzeugen, da die aufgrund der Erfidung mögliche schlanke
Bauweise z. B. ein tiefes Eintauchen in enge und tiefe Hohlräume eines
zu schaffenden Werkzeuges zuläßt, wobei
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Spannfutters mit hohen Drehzahlen gearbeitet werden kann. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist auf jedem Maschinentyp einsetzbar.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zum
leichteren Verständnis
der Erfindung wird diese nun in beispielhafter Weise anhand von Zeichnungen
kurz beschrieben.
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1 zeigt stark schematisch
im Querschnitt ein Spannfutter gemäß der Erfindung.
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2 zeigt die Draufsicht auf
das in 1 gezeigte Spannfutter.
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3 zeigt, ebenfalls stark
vereinfacht, die Spannereinrichtung, gesehen von der Seite.
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4 zeigt die Spannereinrichtung
nach 3 in der Draufsicht.
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5 zeigt den Adapter der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
dargestellt im Schnitt.
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1 zeigt das erfindungsgemäße Spannfutter,
dargestellt im Schnitt, wobei man sich dieses Spannfutter als an
eine nicht gezeigte längs
der Darstellung angeordnete Werkzeugspindel montiert vorstellen
möge. Das
Spannfutter bzw. sein Adapter 10 wird über Befestigungspunkte 17 an
einer nicht gezeigten Werkzeugspindel axial- und drehfest montiert.
Durch den Adapter 10 hindurchdringend angeordnet ist eine
Spannereinrichtung 30, die über einen Befestigungspunkt 36 mit
einer ebenfalls nicht gezeigten Zugvorrichtung der Werkzeugmaschine
befestigt werden kann. Ist nun der gewünschte Durchmesser eines zu
spannenden (nicht gezeigten) Werkzeugschaftes festgelegt, wird eine
entsprechende Spannzange 20 ausgewählt und (in der Darstellung nach 1 von rechts nach links)
auf die Spannereinrichtung 30 aufgeschoben und nach An
der Montage eines Bajonettverschlusses um ihre Axialachse gedreht,
so daß Greiferklauen 22 der
Spannzange 20 mit Spannklauen 32 der Spannereinrichtung 30 aneinanderliegen.
Um diese Position von außen
leichter erkennbar zu machen, werden in vorteilhafter Weise auf
den Zylinderaußenflächen des
Adapters sowie der aus 1 entnehmbaren
zylindrischen Außenflächen der
Spannzange an den mit 18 und 28 bezeichneten Stellen
entsprechende Markierungen angebracht. Danach wird über Befestigungspunkte 26 der
Spannzange 20 sowie 16 des Adapters 10 die Spannzange 20 an
den Adapter 10 dreh- und axialfest montiert. Hierbei wird
vorteilhafterweise die Spannzange 20 durch die Spannereinrichtung 30 radial
zentriert.
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Der
Spannvorgang geht dann wie folgt vor sich: Nachdem der (nicht gezeigte)
Werkzeugschaft in die Werkzeugaufnahme 24 eingesetzt ist,
wird die Spannereinrichtung 30 über eine (nicht gezeigte) maschineneigene
Längsverschiebeeinrichtung
zur Werkzeugspindel hingezogen, wobei sie die Spannzange 20 mit
der Werkzeugaufnahme 24 so in Richtung auf den Adapter
zieht, daß sich
der mit Schlitzen 23 versehene Kopf der Spannzange 20 verengt
und den Werkzeugschaft des entsprechenden Werkzeuges klemmt bzw.
spannt. Hierbei wird sich die Spannzange 20 insbesondere
auch im Bereich einer sog. Gelenklinie 29 geringfügig verformen.
Die Gelenklinie 29, die einen Bereich der Spannzange 20 mit
einer Wandstärke
von etwa 2,5 mm darstellt, liegt, wie in 1 gezeigt ist, etwa in einem Bereich außerhalb der
Spannklauen 32 der Spannereinrichtung 30 und ist
vorteilhafterweise auf der zum Innenraum 21 zeigenden Seite
in einem Radius ausgebildet.
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Das
Lösen des
Werkzeugschaftes geht so vor sich, daß die Spannereinrichtung 30,
die an der Außenseite
ihrer Spannklauen 32 mit Spreizkanten 37 versehen
sind, von der Werkzeugspindel in Richtung der Spannzange 20 (in 1 nach rechts) bewegt wird,
bis sie auf eine Spreizschräge 27 der Spannzange 20 trifft
und bei Weiterbewegung in diese Richtung dann die Spannzange 20 aufspreizt,
so daß sich
die Schlitze 23 soweit öffnen,
daß der
Werkzeugschaft gelöst
wird und aus der Werkzeugaufnahme 24 entnommen werden kann.
Die Schlitze 23 sind vorteilhafterweise nur etwa 0,2 mm
breit, beispielsweise drahterodiert, so daß ein (versehentliches) Spannen
der Spannzange 20 ohne eingesetzten Werkzeugschaft keine
negativen Folgen hat.
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2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 in Draufsicht, wobei die
Befestigungspunkte 26 sowie die Schlitze 23, die
jeweils in gleichmäßiger Verteilung
um die Zentralachse der Vorrichtung herum verteilt sind, zu erkennen
sind.
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3 zeigt eine schematische
Darstellung der Spannereinrichtung 30, die mit ihrem Spannklauen 35 tragenden
Teil in den hier nicht dargestellten Innenraum 21 der Spannzange 20 ragt.
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4 zeigt eine Draufsicht auf
die Darstellung der Spannereinrichtung 30 gemäß 3, wobei hier die gewölbten Kontaktflächen 35 der
Spannklauen 32 besonders gut zu erkennen sind.
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5 zeigt schließlich eine
Ausführungsform
eines Adapters 10 zur Befestigung an einer nicht gezeigten
Werkzeugspindel einer nicht gezeigten Werkzeugmaschine.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
unterscheidet sich insbesondere sehr vorteilhaft von den aus dem
Stand der Technik bekannten Vorrichtungen dadurch, daß die Spannereinrichtung 30 und
der Adapter 10 eine Einheit bilden. Das Lösen eines
zuvor gespannten Werkzeugschafts aus dem erfindungsgemäßen Spannfutter
geht so vor sich, daß die
eben beschriebenen Vorgänge
in umgekehrter Reihenfolge ablaufen. Wird ein Werkzeugschaft mit
einem anderen Durchmesser gewünscht,
so wird nur die auf dem Spannfutter sitzende Spannzange 20 durch
Axialbewegung der Spannereinrichtung 30 zur Spannzange 20 hin
gelöst,
die Spannzange 20 um die Axialachse gedreht, bis die Spannklauen 32 von
den Greiferklauen 22 gelöst werden können, dann abgezogen und eine
andere Spannzange mit einem anderen Durchmesser neu aufgesetzt und
in der beschriebenen Art und Weise montiert.