DE1777171B2

DE1777171B2 - Spannfutter zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen

Info

Publication number: DE1777171B2
Application number: DE1777171A
Authority: DE
Inventors: Eric Oerebro Jahrl (Schweden)
Original assignee: Handelsbolaget Eminent Sven Hultman & Co Torshaella (schweden)
Current assignee: Handelsbolaget Eminent Sven Hultman & Co Torshaella (schweden)
Priority date: 1967-09-15
Filing date: 1968-09-16
Publication date: 1978-08-10
Also published as: BE720852A; SU751313A3; GB1230213A; NL159901B; US3583715A; NL159901C; SE316967B; DE1777171A1; JPS5131393B1; FR1579900A; NL6813176A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen, mil; in einer Spannbuchse angeordneten Verriegelungskörpern, vorzugsweise Kugeln, die durch axiale Verschiebung einer außen gelegenen, mit einem konischen Innenflankenteil ausgestatteten Griffhülse in ihre Verriegelungslage bewegbar sind, in der sie in Ausnehmungen eines in die Spannbuchse eingesetzten, das Werkzeug tragenden konischen Spanneinsatzes festgehalten werden, wobei auf die Griffhülse durch eine an der Spannbuchse abgestützte Feder ein nach vorn weisender axialer Druck ausgeübt wird und wobei der konisehe Innenflankenteil der Griffhülse verhältnismäßig schwach geneigt ist und seine Länge die axiale Abmessung der von ihm radial nach innen gedrückten Verriegelungskörper überschreitet.

Ein aus der US-Patentschrift 2926020 bekanntes Spannfutter zum schnellen Auswechseln von im Betrieb rotierenden Werkzeugen in der vorstehend angeführten Ausbildung ist nur mit einer einzigen, im Kreis angeordneten Gruppe von kugeligen Verriegelungskörpern ausgestattet. Zwischen dem Spanneinsatz des Werkzeugs und der außen gelegenen Griffhülse befindet sich eine mit dem Antriebsschaft verbundene Zwischenhülse, in der die als Kugeln ausgebildeten Verriegelungskörper auf einer kurzen radialen Bahn verschiebbar sind. Durch eine axiale Ver-Schiebung der auf ihrer Innenfläche schwach konischen Griffhülse können die Verriegelungskugeln radial verschoben und zur Anlage an die Rückwand je einer Ausnehmung des Spanneinsatzes, des Werkzeugs gebracht werden. Eine axiale Verschiebung der Verriegelungskugeln wird durch die axiale Verschiebung der Griffhülse nicht bewirkt und ist überhaupt nicht vorgesehen. Eine zwischen der Zwischenhülse und der Griffhülse vorgesehene Schraubenfeder hält die Griffhülse in ihrer unteren Lage fesi, in der die Verriegelungskugeln den Spanneinsatz des Werkzeugs über die Zwischenhülse mit dem Antriebsschaft kuppeln.

Der Spanneinsatz des Werkzeugs und die Zwischenhülse liegen mit zwei Kegelflächen mit verhältnismäßig großer Neigung aneinander. E>ies ist eine Doppelbestimmung, die zu einem unbestimmten und daher wackeligen Sitz des Spanneinsatzes des Werkzeugs führen kann. Die nur in einer Gruppe vorgesehenen Verriegelungskugeln müssen sowohl das Arbeitsdrehmoment übertragen, als auch die axiale Ausrichtung des Spannelnsatzes des Werkzeugs gegenüber dem Antriebsschaft übernehmen und werden daher sehr hoch beansprucht, was zu ihrem raschen Verschleiß führen kann.

Des weiteren sind auch Spannfutter zum schnellen Auswechseln von rotierenden Werkzeugen bekannt, die zwei Gruppen von Verriegelungsku|;eln aufweisen, von denen die Kugeln der einen Gruppe den Spanneinsatz des Werkzeugs drehfest in der antreibenden Spannbuchse festhalten, während die Kugeln der zweiten Gruppe den Spanneinsatz axial ausrichten.

Bei einer bekannten ersten Ausführungsform wer-

den die in radial verlaufenden Kanälen der Spannbuchse befindlichen Kugeln der ersten Gruppe durch das Verschieben einer außen befindlichen Griffhülse in Mitnehmertaschen des Spanneinsatzes des Werkzeugs hineingedrückt, wodurch dieser Spanneinsatz '> drehfest mit der antreibenden Spannbuchse verbunden wird. Durch das Einschieben der Kugeln der zweiten Gruppe in eine umlaufende Rille der Spannbuchse wird der Spanneinsatz des Werkstücks in tier Spannbuchse festgehalten oder freigegeben (DE-PS 813789).

Bei einer zweiten bekannten Ausführungsform hat der Spanneinsatz des Werkzeugs eine konisch geformte Umfangsfläche, die in eine sich nach hinten entsprechend verjüngende öffnung der Spannbuchse ι ^r> hineinragt. Bei einer sich schnell drehenden Spannbuchse kann das mitrotierende Werkzeug nicht ausgewechselt werden, weil die Griffhülse nur beschränkt drehbar angeordnet ist.

Die Forderung, daß hier die um die Spannbuchse -'< > umlaufende Rille gegenüber den Kugeln der zweiten Gruppe geringfügig nach oben versetzt sein soll, erfordert eine genaue Einhaltung der Längenabmessungen (DE-PS 949381).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein r> Spannfutter zum schnellen Auswechseln von rotierenden Werkzeugen so zu gestalten, daß durch einen durchgehenden Konus eine spielfreie Anlage des Spanneinsatzes des Werkzeugs an der Spannbuchse der Antriebsvorrichtung erreicht wird und daß außer- μ dem die Verriegelungskörper bei der Drehmitnahme entlastet werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß bei der eingangs beschriebenen Bauart eines Spannfutters r>

a) zwei Gruppen von Verriegelungskörpern vorgesehen sind, wobei die Verriegelungskörper der einen Gruppe den Spanneinsatz drehfest in der Spannbuchse festhalten,

b) die Verriegelungskörper der zweiten Gruppe auf den Spanneinsatz einen nach hinten gerichteten Axialdruck ausüben,

c) der Spanneinsatz nur eine konisch geformte Umfangsfläche aufweist und in eine entsprechend sich nach hinten konisch verjüngende öffnung der Spannbuchse hineinpaßt,

d) der konische Innenflankenteil der Griffhülse nur auf die Verriegelungskörper der zweiten Gruppe einwirkt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des w Spannfutters nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der das Spannfutter teils in Ansicht und teils im Schnitt dargestellt ist.

Das in der Zeichnung gezeigte Spannfutter ist zum Einsetzen in eine Werkzeugmaschine mit einem Schaft 1 versehen, der an seinem vorderen Ende eine aus einem Stück mit ihm bestehende Spannbuchse 2 aufweist. Die Spannbuchse 2 ist von einer äußeren Griffhülse 3 umgeben, die gegenüber der Spannbuchse 2 axial verstellbar und drehbar ist und an ihrem bo dem Schaft 1 zugewendeten Ende einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist, so daß zwischen der Spannbuchse 2 und der Griffhülse 3 ein Ringraum 4 gebildet ist, in dem eine die Griffhülse 3 zum Werkzeug hin belastende Feder 5 angeordnet ist. Die Fe- b5 der 5 stützt sich am hinteren Ende gegen einen Anschlagring 6 ab, der durch einen in eine Ringnut der Spannbuchse 2 eingelegten Sicherungsring 7 gehalten ist. Die Vorwärtsbewegung der Griffhul.se 3 kann durch einen Anschlag z. B. in Form einer Innenschulter begrenzt sein. Die Spannbuchse 2 ist mit einer sich konisch nach vorn erweiternden öffnung 8 versehen, die zur Aufnahme eines entsprechend konisch ausgebildeten Spanneinsatzes 9 als Halter für ein Werkzeug 10 dient. Der Spanneinsatz 9 kann durch einen Werkzeughalter mit beispielsweise einem Bohrer, einer Drehbankspitze od. dgl. gebildet sein, bei der dargestellten Ausführungsform dient er als Halter für ein in Form eines Bohrers ausgebildetes Werkzeug 10.

Die Verriegelungsvorrichtung weist zwei Gruppen von Verriegelungskörpern auf, die bei der dargestellten Ausführungsform als Sperrkugeln 11 und 12 ausgebildet sind, die in axialem Abstand voneinander in der Spannbuchse 2 so angeordnet sind, daß sie in ihrer Verriegelungs- bzw. Sperrstellung teilweise in die konische öffnung 8 der Spannbuchse hineinragen, aber aus ihrem Sitz in der Spannbuchse nicht ganz in die öffnung 8 eintreten können. Die eine Gruppe der Sperrkugeln 12 ist zum Eingriff in Ausnehmungen 13 bestimmt, die in dem Spanneinsatz 9 so angeordnet sind, daß sie den Spanneinsatz 9 gegenüber der Spannbuchse 2 drehsteif festlegen. Diese Kugeln werden in ihrer Sperrstellung durch eine Schulter 16 der Griffhülse 3 gehalten. Die andere Gruppe der Sperrkugeln 11 arbeitet mit ihrem inneren Teil mit dem Rand einer als äußere Ringnut ausgebildeten Eingriffsausnehmung 14 des Spanneinsatzes 9 derart zusammen, daß sie in diese durch einen konischen innenflankenteil 15 der Griffhülse 3 unter der Wirkung der die Hülse belastenden Feder 5 gedruckt werden, wobei sie zugleich eine Drehung ausführen, durch die der Spanneinsatz 9 nach innen in die konische öffnung 8 der Spannbuchse 2 hineingedrückt wird. Die dargestellte Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung ist konstruktiv vorteilhaft, kann aber im Rahmen der Erfindung auch durch eine andere Ausführungsform und z. B. eine andere Verteilung der Verriegelungskörper ersetzt werden.

In der Freigabestellung ist die Griffhülse 3 auf den Schaft 1 zu zurückgeschoben, während in der Sperrstellung die Griffhülse 3 durch die Feder 5 zum Werkzeug hin verschoben ist. Die Sperrkugeln 12 haben einen etwas kleineren Durchmesser als die Sperrkugeln 11, so daß sie sich, wenn die Griffhülse zurückgeschoben wird, an dem konischen Innenflankenteil 15 frei nach außen bewegen können. Statt dessen könnten auch die Sperrkugeln beider Gruppen die gleiche Größe haben oder die Sperrkugeln 12 größer sein als die Sperrkugeln 11, wobei dann die Griffhülse 3 zwischen dem Schulteransatz 16 und dem konischen Innenflankenteil 15 mit einer besonderen Ausnehmung zur Aufnahme der Sperrkugeln 12 in deren Freigabestellung versehen sein müßte. Die Sperrkugeln 11 werden in ihrer Freigabestellung in einer vor dem konischen Innenflankenteil 15 angeordneten Ausnehmung 17 aufgenommen. Gleichzeitig mit der Sperrung der Sperrkugeln 12 durch den Schulteransatz 16 werden die Sperrkugeln 11 durch den konischen Innenflankenteil 15 in ihre Sperrstellung verlagert. Damit vermieden wird, daß die Sperrkugeln 12 die Sperrkugeln 11 darin hindern, den Spanneinsatz 9 in die öffnung 8 hineinzudrücken, sind die Ausnehmungen 13 des Spanneinsatzes 9 in axialer Richtung länglich ausgebildet.

Die Wirkungsweise des Spannfutters ist derart, daß zum Einsetzen des Spanneinsatzes 9 in das Spannfut-

ter die Griffhülse 3 entgegen der Wirkung der Feder 5 nach hinten bzw. oben geschoben wird, worauf der Spanneinsatz 9 in die Spannbuchse 2 eingeführt wird und dabei die Sperrkugeln beiseite gedrückt werden. Sodann wird die Griffhülse 3 freigegeben, so daß sie sich unter der Wirkung der Feder 5 nach vorn schiebt und hierbei die Sperrkugeln 11 und 12 in die jeweiligen Ausnehmungen 13 und 14 des Spanneinsatzes 9 hineinpreßt. Hierdurch wird der Spanneinsatz 9 du: die Gruppe der Sperrkugeln 12 drehfest mit Spannbuchse 2 verbunden, während die Sperrkug 11 der anderen Gruppe in der bereits erwähn Weise den Spanneinsatz 9 in die konische öffnun der Spannbuchse 2 hineinpressen. Die Griffhülse vorzugsweise mit als Handgriffe dienenden, geril Ringwulsten 18 versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannfutter zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen, mit in einer Spannbuchse angeord- > neten Verriegelungskörpern, vorzugsweise Kugeln, die durch axiale Verschiebung einer außen gelegenen, mit einem konischen Innenflankenteil ausgestatteten Griff hülse in ihre Verriegelungslage bewegbar sind, in der sie in Ausnehmungen m eines in die Spannbuchse eingesetzten, das Werkzeug tragenden konischen Spanneinsatzes festgehalten werden, wobei auf die Griff hülse durch eine an der Spannbuchse abgestützte Feder ein nach vorn weisender axialer Druck ausgeübt wird und wobei der konische Innenflankenteil der Griffhülse verhältnismäßig schwach geneigt ist und seine Länge die axiale Abmessung der von ihm radial nach innen gedrückten Verriegelungskörper überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwei Gruppen von Verriegelungskörpern (11; 12) vorgesehen sind, wobei die Verriegelungskörper (12) der einen Gruppe den Spanneinsatz (9) drehfest in der Spannbuchse (2) festhalten,

b) die Verriegelungskörper (11) der zweiten Gruppe auf den Spanneinsatz (9) einen nach hinten gerichteten Axialdruck ausüben,

c) der Spanneinsatz (9) nur eine konisch ge- jo formte Umfangsfläche aufweist und in eine entsprechend s"ich nach hinten konisch verjüngende Öffnung (8) der Spannbuchse (2) hineinpaßt,

d) der konische Innenflankenteil (15) der Griffhülse (3) nur auf die Verriegelungskörper (11) der zweiten Gruppe einwirkt.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, bei dem die Verriegelungskörper als Sperrkugeln ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkugeln (12) der ersten Gruppe, die in axialer Richtung hinter den Sperrkugeln (11) der zweiten Gruppe angeordnet sind, einen kleineren Durchmesser als diese aufweisen und in der Freigabestellung des konischen Innenflankenteils (15) der Griffhülse (3) unmittelbar gegenüberliegen, wobei sie aus den Ausnehmungen (13) des Spanneinsatzes (9) seitlich herausbewegbar sind und in der Griffhülse (3) zusätzliche Ausnehmungen (17) angeordnet sind, die in der Freigabestellung den Sperrkugeln (11) der zweiten Gruppe unmittelbar gegenüberliegen.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffhülse (3) auf der Spannbuchse (2) dieser gegenüber drehbar angeordnet ist, vorzugsweise derart, daß die Innenflächen des inneren Schulteransatzes bzw. der Schulteransätze (16) der Griffhülse (3) als Gleitfläche dienen.

4. Spannfutter nach einem der vorhergehenden ω Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) des Spanneinsatzes (9) für den Eingriff der Verriegelungskörper (12) der ersten Gruppe als in axialer Richtung längliche Einzelausnehmungen ausgebildet und die Eingriffsausnehmung (14) für die Verriegelungskörper (11) der zweiten Gruppe in an sich bekannter Weise als sich über dem Umfang des Spanneinsatzes (9) erstreckende Ringnut ausgebildet ist.