DE20119008U1

DE20119008U1 - Spannsystem für die Werkzeugaufnahme von Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE20119008U1
Application number: DE20119008U
Authority: DE
Original assignee: Rego Fix AG
Current assignee: Rego Fix AG
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2011-11-23

Description

Spannsystem für die Werkzeugaufnahme von Werkzeugmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein abrutschsicheres Spannsystem bestehend aus einer dem Einspannen von Werkzeugschäften in eine Spindel einer Werkzeugmaschine mittels Spannzange dienende Spannmutter, die auf ihrer Stirnseite mit radial angeordneten Nuten mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt versehen ist, und aus einem dem Anziehen oder Lösen der Spannmutter dienenden Schlüssel mit einem Schlüsselkopf, der mit Haken versehen ist, die der Anordnung der Nuten entsprechend kreisförmig angeordnet sind und einen an die Nuten angepassten schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzen.

Ein solches Spannsystem ist aus der DE 299 07 998 Ul bekannt. Die Stirnfläche der Spannmutter ist mit vier gleichmassig über ihren Umfang verteilten Nuten versehen, die so angeordnet sind, dass ihre Mittelebenen sich in der Achse der Spannmutter unter einem Winkel von 90° schneiden. Die Längskanten der schrägen Seitenflächen der Nuten sind zu den jeweiligen Mittelebenen parallel. Der Schlüssel besitzt drei ebenfalls um 90" zueinander versetzte Haken, deren Längskanten ebenfalls zu ihrer auf die Mittelachse der Schlüsselöffnung zu gerichteten Mittelebene parallel sind.

Diese Anordnung hat mehrere Nachteile. Wegen des für das Einsetzen des Schlüssels notwendigen Spiels muss der Schlüssel um einen kleinen Winke;.!· gedreht werden, bevor eine Kraftübertragung zum Anziehen oder zum Lösen der Spannmutter möglich ist. Diese Drehung bewirkt, dass kein formschlüssiger Eingriff des Schlüssels in die Nuten stattfinden kann. Mit anderen Worten liegen beim Anziehen oder Lösen der Spannmutter die schrägen Seitenflächen der Haken nicht flächig, sondern nur entlang einer Kante an den Seitenflächen der Nuten an. Dies führt zu Deformationen der

Seitenflächen der Nuten und damit zum vorzeitigem Verschleiss der Spannmutter.

Ausserdem kann der Schlüssel trotz der schwalbenschwanzförmigen Ausbildung der Nuten und Haken unter Belastung abrutschen. Durch das bereits erwähnte Spiel des mittleren Hakens kann sich der Schlüssel während des Anziehens oder des Lösens der Mutter radial verschieben. Dadurch kann bei seiner ungefähren Mittellage der mittlere Haken durch eine axiale Kraftkomponente aus seiner Nut herausrutschen und der Schlüssel somit kippen oder seitlich herausgleiten. Dies birgt ein erhebliches Verletzungsrisiko und führt ebenfalls zur Beschädigung der Mutter und des Schlüssels.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung dieses Problems aufzuzeigen und ein Spannsystem bereitzustellen, bei dem Bruch- und Abrutschgefahr weitestgehend eliminiert sind.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch gelöst, dass die inneren Kanten der Nuten in radialer Richtung verlaufen und sich die Nuten somit zur Mitte der Spannmutter hin gleichmässig verjüngen.

Vorzugsweise ist die Spannmutter auf ihrer Stirnseite mit einem ringförmigen Kragen mit zylindrischen Innen- und Aussenflächen versehen, in dem die Nuten angeordnet sind.

Die Längskanten der Haken des Schlüssels stehen vorzugsweise unter einem Winkel zu ihrer Mittelebene, und verlaufen insbesondere radial oder laufen zur Achse des Schlüsselkopfes hin auseinander.

Gemäss einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Form sind die Seitenflächen und -kanten der Nuten kegel- bzw. kreisförmig gekrümmt.

Im folgenden sind anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die Figuren zeigen jeweils eine Frontansicht und einen Schnitt entlang der jeweils angegebenen Linie A-A. Ausserdem sind in den Figuren gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen

Fig. 1 eine Spannmutter mit sechs Nuten; Fig. 2 einen Schlüssel mit drei Haken Fig. 3 eine Spannmutter mit drei Nuten Fig, 4 eine andere Form einer Spannmutter mit sechs Nuten

Fig. 5 eine weitere Form einer Spannmutter mit sechs Nuten

einen Schlüssel für die Spannmutter gemäss Fig. 4 Fig. 7 einen Schlüssel für die Spannmutter gemäss Fig. 5 eine Spannmutter mit gewölbten Nutenseitenflächen
eine weitere Form einer Spannmutter

Die in Fig. la in Frontansicht und in Fig. Ib im Schnitt entlang der Linie A-A geschnitten gezeigte Spannmutter 1 besitzt, wie von herkömmlichen Spannmuttern bekannt, einen Innenkonus 2 für das zentrierte Erfassen der Spannzange, ein Gewinde 3 zum Einschrauben in die Aufnahme einer Werkzeugmaschinenspindel oder eines Werkzeugs und Ausnehmungen 5 für den Ansatz eines Spannschlüssels 8.

Auf ihrer Stirnseite besitzt die Spannmutter 1 einen konzentrischen ringförmigen Kragen 4 mit zylindrischen Innen-

Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9

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und Aussenflachen. Die Ausnehmungen 5 sind gleichmässig verteilt über die Stirnseite der Spannmutter 1. Bei sechs Ausnehmungen sind sie gegeneinander um 60° winkelversetzt,

Die Ausnehmungen 5 haben die Form von radial durch den Kragen 4 verlaufenden Nuten mit einem schwalbenschwanzförmigen Querschnitt in der Richtung senkrecht zur radialen Richtung. Der Querschnitt ist in Fig. Ic gut erkennbar, die eine vergrösserte Ansicht einer einzelnen Ausnehmung zeigt.

Die inneren Kanten 6 der Seitenflächen der Nuten liegen auf einer Geraden, welche die Achse 7 der Spannmutter schneidet.

Der in Fig. 2a in Frontansicht und in Fig. 2b in Seitenansieht gezeigte Schlüssel 8 besitzt einen Kopf 9 und einen Aufnahmeschaft 10 für einen Griff oder einen Drehmomentschlüssel etc. Der Kopf 9 hat die Form eines Zylindersektors von 240° mit einer Oeffnung 11 und einer im wesentlichen ebenen vorderen Stirnfläche 12. An den beiden Enden zu beiden Seiten der Oeffnung 11 und in der Mitte ist die Stirnfläche 12 mit vorspringenden Haken 14 versehen, deren äussere Kanten 15 auf Geraden 16 liegen, welche die Achse 17 des Zylindersektors schneiden. Die Haken 14 greifen bei eingesetztem Schlüssel in die Hinterschneidungen der schwalbenschwanzförmigen Nuten 5 ein. Dadurch, dass sowohl die inneren Kanten 6 der Seitenflächen der Nuten als auch die äusseren Kanten 15 der Haken auf die jeweiligen Achsen 7,17 zulaufen erfolgt der Eingriff formschlüssig, d.h. die äusseren Kanten 15 der Haken liegen über ihre volle Länge an den inneren Kanten 6 der Nuten an. Dadurch ist der Schlüssel geringem Verschleiss und minimalen Bruchspannungen ausgesetzt.

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Eine kleinere Spannmutter hat, wie in Fig. 3 gezeigt, vorzugsweise nur drei Nuten 5, die mit Winkelabständen von 120° gegeneinander versetzt in einem hohlzylindrischen Kragen 4 angeordnet sind. Bei dieser Spannmutter laufen die inneren Längskanten &bgr; der Nuten 5 ebenfalls auf die Achse 7 der Spannmutter zu_r wie durch die strichpunktierten radialen Linien 18 gezeigt ist. Ein Schlüssel zum Anziehen und Lösen dieser Spannmutter ist bis auf seinen Kopfdurchmesser mit dem in Fig. 2 gezeigten Schlüssel identisch.

Die in Fig. 4 gezeigte Spannmutter besitzt sechs um 60° gegeneinander winkelversetzte Nuten 5 in einem ringförmigen Kragen 4, dessen zylindrische Aussenflache stärker gegenüber der Aussenfläche der Spannmutter zurückversetzt ist, so dass ein Absatz 19 gebildet ist. Zum Anziehen und Lösen dieser Spannmutter dient der in Fig. 6 gezeigte Schlüssel, der einen hohlzylindrischen Kopf 20 besitzt, dessen eine Stirnseite 21 mit zwei einander gegenüberliegenden Haken 22 und mit zwei symmetrisch zu den Haken angeordneten vorspringenden Ringsegmenten 23 versehen ist. Die Haken besitzen einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt. Ihre äusseren Längskanten 24 verlaufen unter einem spitzen Winkel zu ihrer Mittelebene 25 und zwar so, dass sie in Richtung auf die Achse des Kopfes 20 auseinanderlaufen. Der Winkel, den die Hakenkanten mit der Mittelebene bilden entspricht dem Winkel, um den die inneren Längskanten von parallel gefrästen Nuten gegenüber der radialen Richtung versetzt sind, so dass mit diesem Schlüssel wiederum ein formschlüssiger Eingriff in die Nuten erfolgt. Die Ringsegmente 23 umfassen bei eingesetztem Schlüssel die beim Absatz 19 zurückversetzte Aussenfläche des Kragens der Spannmutter und verhindern sicher eine radiale Verschiebung und ein axiales Abrutschen .

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Die in Fig. 5 gezeigte Spannmutter ist der in Fig. 4 gezeigten ähnlich und unterscheidet sich von ihr lediglich dadurch, dass nicht die Aussenflache, sondern die Innenfläche des Kragens zurückversetzt ist und innen einen Absatz 26 bildet. Ein dazu passender Schlüssel ist in Fig. 7 gezeigt. Bei diesem Schlüssel sind die Haken 22 genau gleich ausgebildet, wie bei dem in Fig. 6 gezeigten Schlüssel. Im Unterschied zu letzterem besitzt er aber mit seiner Innenfläche bündige vorspringende Ringsegmente 27, die beim Einsetzen in die Spannfutter in den innen angeordneten Absatz 26 eingreifen und das Verschieben und Abrutschen des Schlüssels verhindern.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform einer Spannmutter sind die Nuten 5 nicht mit ebenen, sondern mit konvex gewölbten Seitenflächen 28 versehen. Die Längskanten 29 der Nuten sind dementsprechend kreissegmentfö'rmig gebogen. Wenn ein Schlüssel mit ebenflächigen Haken in diese Nuten eingreift, liegen zwar die Hakenlängskanten nur an einem Punkt an den inneren Nutenlängskanten an aber der Berührungspunkt liegt etwa in der Mitte der Nuten und somit an einer für die Kraftübertragung günstigen Stelle.

Um das seitliche Verschieben oder Herausgleiten des Schlüssels aus den Nuten zu vermeiden, ist bei einer weiteren in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ein den Kragen 4 umgebender Sicherungsring 30 vorgesehen. Ansonsten ist die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform mit der gemäss Fig. 1 identisch.

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Claims

1. Spannsystem bestehend aus einer dem Einspannen von Werkzeugschäften in eine Spindel einer Werkzeugmaschine mittels Spannzange dienende Spannmutter, die auf ihrer Stirnseite mit radial angeordneten Nuten mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt versehen ist, und aus einem dem Anziehen oder Lösen der Spaanmutter dienenden Schlüssel mit einem Schlüsselkopf, der mit Haken versehen ist, die der Anordnung der Nuten entsprechend kreisförmig angeordnet sind und einen an die Nuten angepassten schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Kanten (6) der Nuten (5) in radialer Richtung verlaufen und sich die Nuten somit zur Mitte der Spannmutter (1) hin gleichmässig verjüngen.

2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmutter (1) auf ihrer Stirnseite mit einem ringförmigen, hohlzylindrischen Kragen (9) versehen ist, in dem die Nuten (5) angeordnet sind.

3. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Kanten (15) der Haken (14) in radialer Richtung verlaufen und sich die Haken somit zur Mitte des Schlüsselkopfes (9) hin gleichmässig verjüngen.

4. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten der Haken auf Geraden liegen, welche zur Achse des Schlüsselkopfes (9) hin auseinanderlaufen.

5. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (28) und -kanten der Nuten kegel- bzw. kreisförmig gekrümmt sind.

6. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten in einem ringförmigen Kragen angeordnet sind, der mit einem Sicherungsring (30) umgeben ist.