DE1919439C3 - Schnellspannfutter für einen Schaft aufweisende Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnellspannfutter gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Für genau arbeitende Werkzeugmaschinen insbesondere mit automatischem Arbeitsablauf, ist es erforderlich, daß die eingesetzten Werkzeuge auch nach einem Werkzeugwechsel sich stets in genau derselben axialen Lage befinden und um jeweils das genau gleiche Maß aus dem Futtei herausragen. Bei einem bekannten Schnellspannfutter der eingangs genannten Gattung (DE-GM 17 40 632) ist dies nicht möglich, da die Spannhülse zusammen mit dem eingesteckten Werkzeug erst im Zusammenwirken der Keilfläche und dem die Hülse beaufschlagenden Federdruck axial festgelegt wird, was im allgemeinen nicht zu einer axial genau bestimmten Lage des eingesetzten Werkzeuges führt. Ein weiterer Nachteil dieses und eines ähnlichen bekannten Schnellspannfutters (US-PS 33 98 965) besteh.¹ darin, daß die Kugeln die Spannhülse im Futterkörper halten müssen und daher durch eine radiale Bohrung in eine Nut im Futterkörper eingesetzt werden.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gafiungsgemäßes Schnellspannfütter für einen Schaft aufweisende Werkzeuge so auszubilden, daß die Spannhülse und damit das jeweils eingesetzte Werkzeug stets in einer axial genau festgelegten Position liegt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schnellspannfutter der eingangs genannten Gattung mit den Merkmaien des Kennzeichens des Hauptanspruchs

gelöst.

Da beim erfindungsgemäßen Schnellspannfutter die Keilfläche an einem gegenüber dem Futterkörper verschiebbaren Keilring angeordnet ist, braucht die Spannhülse zum Einsetzen und Lösen des Schaftes eines Werkzeuges nicht axial verschoben zu werden, so daß sie in ihrer normalen Betriebsposition im Futterkörper verriegeh werden kann. Die zum Festklemmen des eingeschobenen Werkzeugschaftes dienenden Kugeln ίο brauchen nicht auch die Spannhülse im Futterkörper zu halten, so daß sie einfach von außen in radiale Öffnungen der Spannhülse eingelegt werden können, bevor diese in den Futterkörper eingeschoben und in diesem verriegelt wird. Zur drehfesten Verbindung zwischen der eingesetzten Spannhülse und dem Futterkörper ist ein in den Aufnahmeteil des Futterkörpers eingesetzter Zapfen vorgesehen, der für eine wirksame Mitnahme des Futterkörpers und damit auch jedes eingesetzten Werkzeuges sorgt.

Das erfindungsgemäße Schnellspannfutter ist einfacher aufgebaut, leichter zu montieren und auch einfacher zu betätigen als bekannte Schnellspannfutter und arbeitet mit formschlüssiger Übertragung des Drehmomentes vom Futterkörper auf die Spannhülse. Daher kann die den Werkzeugschaft im Futter haltende Spannkraft auch nicht von dem übertragenen Drehmoment beeinträchtigt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspriiche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schnellspannfutters dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schnellspannfutters mit eingesetztem Schaft eines Werkzeuges,

Fig. 2 eine Ansicht auf das in Fig. 1 rechts dargestellte Stirnende des Schnellspannfutters,

Fig. 3 einen im Maßstab vergrößerten Teilschnitt, aus dem zu erkennen ist, wie dit 'um Halten eines eingesetzten Schaftes eines Werkzeuges dienenden Teile verstellt werden, wenn ein Schaft eingesetzt wird, und

Fig.4 einen ähnlichen Teilschnitt wie in Fig. 3, aus dem zu erkennen ist, wie der eingesetzte Schaft gegen Herausziehen a>.< dem Schnellspannfutter gehalten wird.

In Fig. 1 ist ein fliegend gelagertes Schnellspannfutter 1 dargestellt, dessen Futterkörper 2 an der Spindel einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine zu befestigen ist, während das äußere Ende 3 des Futterkörpers 2 einen hohlzylindrischen Aufnahmeteil 4 für einen Spannteil 5, mit dessen Hilfe ein eingesetzter Schaft T eines nicht dargestellten Werkzeuges festgehalten werden kann, aufweist.

Der Spannteil 5 umfaßt eine axial verschiebbar in den hohlzylindrischen Aufnahmeteil 4 eingepaßte Spannhülse 6, die formschlüssig über einen in den Aufnahmeteil 4 eingesetzten und radial nach innen ragenden Zapfen 7 mit dem Aufnahmeteil 4 verbunden ist. Der Zapfen 7 ragt in einen erweiterten Abschnitt eines von mehreren am inneren Ende der Spannhülse 6 befindlichen Schlitzen 8. Am Außenumfang Weist die Spannhülse 6 eine Ringnut 9 auf, in Welche drei oder mehr Verriegelungskugeln 10 ragen, die in radialen Öffnun* gen des Aufnahmeteils 4 radial verschiebbar untergebracht sind;

Auf dem Aufnahmeteil 4 sitzt axial verschiebbar eine Hülse 11, die von einer Feder" 12 gegen einen nähe dem

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äußeren Ende des Aufnahmeteils auf diesen angebrachten Anschlag gedrückt wird und an der Innenseite mit einer Ringnut 14 versehen ist Die Verriegelungskugeln 10 sind normalerweise von den radialen öffnungen des Aufnahmeteils 4 aufgenommen. Wird die Hülse U jedoch, in Fig. 1 gesehen, nach links verschoben, gelangt die Ringnut 14 direkt über die Verriegelungskugeln 10, so daß diese in die Ringnut 14 eintreten und der Spannteil 5 aus= dem Aufnahmeteil 4 herausgezogen und gegen einen anderen Spannteil ausgetauscht werden ι ο kann.

Die Spannhülse 6 enthält eine Bohrung 15 mit gleichem Durchmesser wie der Schaft T eines Werkzeuges. Ist das Werkzeug beispielsweise ein Spiralbohrer, greift das quadratische Ende des Schaftes Γ desselben in das mit den Schlitzen 8 versehene Ende der Spannhülse 6 ein, wodurch eine formschlüssige Verbindung sowohl zwischen dem Aufnahmeteil 4 des Spannfutters 1 und dem Spannteil 5 als auch zwischen dem Spannteil 5 und dem Werkzeugsdiaft erzielt wird. In eine Gewindebohrung Yi des Schneiispannfutters ί kann eine nicht dargestellte Stellschraube eingeschraubt sein, welche als Anschlag die Endlage des Schaftes T gegenüber dem Schnellspannfutter 1 bestimmt

Auf dem äußeren Ende der Spannhülse 6 ist ein Keilring 18 angeordnet, der von sich gegen eine Scheibe 20 abstützenden Federn 19 in Richtung zum Spannfutter 1 gedrückt wird. Dadurch werden in radialen öffnungen der Spannhülse 6 liegende Kugeln 21 auf den eingesetzten zylindrischen Schaft T des Werkzeuges so gepreßt Der Keilring 18 weist eine konische Bohrung 23 mit selbstverriegelndem Keilwinkel auf, wodurch eine große Kraftübersetzung erhalten wird, und das Werkzeug auch dann, wenn die Federn 19 verhältnismäßig schwach sind, sehr fest eingespannt wird.

Um den Schaft Taus dem Spannteil 5 zu lösen, wird der Keilring 18 — in Fig. 1 gesehen — entgegen dem Druck der Federn 19 nach rechts verschoben, wodurch ein größerer Durchmesser der Bohrung 23 über die Kugeln 21 gelangt und diese dementsprechend radial ausweichen können.

Ist der Schaft Γ aus der Spannhülse 6 gelöst, drücken die Federn 19 den Keilring 18 nach links, wodurch die Kugeln 21 so weit radial nach innen bewegt werden, bis sie an den sich kugelförmig verjüngenden inneren Enden der radialen öffnungen der Spannhülse 6 anliegen und in die Bohrung 15 hineinragen. Wird, wie in Fig.3 dargestellt, ein Schaft T von rechts in die Spannhülse 6 eingeschoben, werden die Kugeln 21 radial nach außen gedruckt, da zwischen diesen und der konischen Bohrung 23 zunächst ein Zwischenraum 24 vorhanden ist Kommen die Kugeln 21 mit der Bohrung 23 in Berührung, werden sie wegen des Reibungsschlusses mit dem Schaft T einerseits und der Bohrung andererseits im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch der Keilring 18 entgegen dem Druck der Federn 19 nach rechts verschoben wird. Dadurch gelangt ein immer größerer Durchmesser der Bohrung 23 in den Bereich der Kugeln 21, so daß diese weiter nach außen ausweichen können und der Schaft Tin die Spannhülse 6 vollständig eingeschoben werden kann.

Ist die Einschiebebewegung des Schaftes T beendet drücken die Federn 19 die Kugeln 21 über die konische Bohrung 23 radial gegen den Schaft T und halten denselben so fest, daß er nicht mehr aus der Spannhülse 6 herausgezogen werden kann. Aus Fig.4 ist zu erkennen, daß die Kugeln 21 bei .'«:m Versuch, den Schaft T in axialer Richtung aus tier Spannhülse 6 herauszuziehen, im Gegenuhrzeigersinn verdreht werden müßten, wodurch der Keilring 18 nach links gedruckt wird, was dazu führt, daß die Kugeln von der konischen Bohrung 23 noch fester gegen den Schaft T gedrückt werden. Deshalb ist es praktisch nicht möglich, den Schaft T aus der Spannhülse 6 herauszuziehen, obwohl die Kugeln 21 nur auf eine zylindrische Oberfläche des Schaftes Twirken.

Zum Lösen des Schaftes Tist es lediglich notwendig, den Keilring 18 nach rechts zu bewegen. Dann kann der Schaft Tonne weiteres herausgezogen und ein anderes Werkzeug eingesetzt werden. Ist der Schaft Γ jedoch innerhalb der Spannhülse 6 abgebrochen, kann es erwünscht sein, den gesamten Spannteil 5 vom Schnellspannfutter 1 zu entfernen. Dies erreicht man durch Verschieben der Hülse 11 gegen die Feder 12. Das abgebrochene Ende eines Schaftes Γ läßt sich au j dem herausgezogenen Spannteil 5 ohne weiteres entfernen, ebenso wie sich ein neues Werkzeug einsetzen läßt. Der so \ jrbereitete Spannteil 5 mit eingesetztem Werkzeug läßt sich dann wieder in das Schnellspannfutter 1 einsetzen. Somit braucht für einen Werkzeugwechsel oder das Entfernen eines abgebrochenen Werkzeugschaftes die mit dem Schnellspannfutter ausgerüstete Werkzeugmaschine nur sehr kurze Zeit angehalten zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schnellspannfutter für einen Schaft aufweisende Werkzeuge, mit einer als Aufnahme für den Werkzeugschaft dienenden, in einem hohlzylindrischen Aufnahmeteil der Futterkörpers aufgenommenen und gegen Verdrehen gesicherten Spannhülse, in deren Wandung auf den Umfang verteilt mehrere Kugeln größeren Durchmessers als die Wandstärke angeordnet sind, die unter dem Einfluß einer Federkraft mittels einer die Kugeln außen beaufschlagenden Keilfläche an den Werkzeugschaft andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (23) an einem an der Spannhülse (6) und im hohlzylindrischen Aufnahmeteil (4) axial geführten und mittels Druckfedern (19) gegenüber der Spannhülse abgestützten Keilring (18) angeordnet ist und daß die Spannhülse (6) am Umfang eine Ringnut (9) zur Aufnahme von im Aufnahmetül (4) radial verschiebbaren Verriegelungskugeln (10) sowie am inneren Ende wenigstens einen axialen Schlitz (8) für den Eingriff eines in den Aufnahmeteil (4) eingesetzten Zapfens (7) aufweist.

2. Schnellspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel der Keilfläche des Keilringes (18) kleiner als der Winkel gleitender Reibung der mit der Keilfläche zusammenwirkenden Kugeln (21) ist.

3. Schnellspannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (6) an ihrem inneren Ende mit einer vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Aufnahme für das in gleicher Weise ausgebildete ochaftende des Werkzeugs ausgebildet ist.