DE202012104969U1 - Zwischenbüchse - Google Patents

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Abstract

Zwischenbüchse zum Einsetzen in die zentrale Aufnahme eines Spannfutters (1) mit einem zylindrischen Büchsenkörper (8), der eine zentrale Spannbohrung (8a) aufweist, wobei in der Wandung des Büchsenkörpers (8) mehrere sich in Längsrichtung des Büchsenkörpers (8) erstreckende Schlitze (9) ausgebildet sind, und wobei in einer vorderen Stirnfläche (12) des Büchsenkörpers (8) wenigstens eine Vertiefung (13) ausgebildet ist, in deren Boden zumindest ein Teil der Schlitze (9) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (9) in der die Spannbohrung (8a) definierenden Innenfläche des Büchsenkörpers (8) ausgebildet und zur Außenfläche des Büchsenkörpers (8) geschlossen oder zumindest im Wesentlichen geschlossen sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zwischenbüchse zum Einsetzen in die zentrale Aufnahme eines Spannfutters mit einem zylindrischen Büchsenkörper, der eine zentrale Spannbohrung aufweist, wobei in der Wandung des Büchsenkörpers mehrere sich in Längsrichtung des Büchsenkörpers erstreckende Schlitze ausgebildet sind, und wobei in einer vorderen Stirnfläche des Büchsenkörpers wenigstens eine Vertiefung ausgebildet ist, in deren Boden zumindest ein Teil der Schlitze mündet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Spannfutter mit einem Futterkörper, in dem eine zentrale Aufnahme für ein zu spannendes Bauteil ausgebildet ist, und einem Kühlmittelzuführkanal, der sich zwischen dem maschinenseitigen Ende des Futterkörpers und der Aufnahme erstreckt, um einem in die Aufnahme eingeschobenen Werkzeug ein Kühlmittel zuzuführen, wobei in die Aufnahme eine Zwischenbüchse eingesetzt ist.
  • Spannfutter der vorgenannten Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden in der Praxis eingesetzt, um einen Werkzeugschaft wie beispielsweise einen Bohrer- oder Fräserschaft an der Arbeitsspindel einer entsprechenden Werkzeugmaschine zu fixieren. Bei den bekannten Spannfuttern, welche beispielsweise als Dehnspannfutter oder als Warmschrumpffutter ausgebildet sein können, ist der Spannweg sehr begrenzt, so dass die Durchmesser der Aufnahme einerseits und des zu spannenden Werkzeugs andererseits aufeinander abgestimmt werden müssen.
  • Um mit einem Spannfutter auch Werkzeuge zu spannen, die einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Spannfutteraufnahme besitzen, werden sogenannte Zwischenbüchsen in die Spannfutteraufnahme eingeschoben, um den Spanndurchmesser zu verringern. Diese Zwischenbüchsen besitzen einen zylindrischen Büchsenkörper mit einer zentralen Spannbohrung, wobei in dem Büchsenkörper mehrere die Wandung vom Außenumfang zum Innenumfang durchgreifende und sich in Längsrichtung des Büchsenkörpers erstreckende Durchgangsschlitze ausgebildet sind. Die Schlitze dienen dabei dazu, der Zwischenbüchse die erforderliche Elastizität zur Übertragung der Spannkräfte zu geben.
  • Die Zwischenbüchsen werden häufig auch in gattungsgemäßen Spannfuttern eingesetzt, die mit einem Kühlmittelzuführkanal versehen sind, durch welchen dem maschinenseitigen Ende eines gespannten Werkzeugs ein Kühlmittel zugeführt werden kann. Wenn Werkzeuge mit einer Innenkühlung eingesetzt werden, müssen die in die Aufnahme eingesetzten Zwischenbüchsen an ihrem werkstückseitigen vorderen Endbereich dicht ausgeführt sein, um zu verhindern, dass Kühlmittel an dem Werkzeug vorbeiströmt. Bei diesen Zwischenbüchsen enden die Schlitze entsprechend vor der vorderen Stirnfläche der Zwischenbüchse. Bei dem Spannen von Werkzeugen ohne Innenkühlung hingegen erstrecken sich die Schlitze bis zu der vorderen Stirnfläche, so dass die Werkzeuge über die Schlitze mit Kühlmittel versorgt werden (sogenannte Peripheriekühlung). Diese offene Art von Zwischenbüchsen ist zwar leicht zu fertigen, jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass das Kühlmittel insbesondere bei höheren Drehzahlen nur unzureichend an die Schneide gelangt, weil die Strahlausformung nicht optimiert ist. Zudem ist bei den durchgeschlitzten Zwischenbüchsen die Stabilität am vorderen Ende der Zwischenbüchse im Vergleich zu der dichten Variante verringert.
  • Aus der DE 20 2011 004 231 U ist eine Zwischenbüchse der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher in der vorderen Stirnfläche des Büchsenkörpers Vertiefungen vorgesehen sind, in welche die Schlitze münden.
  • Die Vertiefungen in der vorderen Stirnfläche des Büchsenkörpers vereinfachen die Fertigung. So können zunächst als Zwischenprodukte die Büchsenkörper mit der Ausnahme der Schlitze gefertigt werden. Bei der anschließenden Endbearbeitung werden dann lediglich noch die Schlitze in den Büchsenkörper beispielsweise in einem Erodiervorgang eingebracht. Durch eine geeignete Wahl der Länge dieser Schlitze können dann in einfacher Weise geschlossene Büchsen für Werkzeuge mit Innenkühlung oder offene Zwischenbüchsen für Werkzeuge mit Peripheriekühlung hergestellt werden. Im letzteren Fall werden die Schlitze in Richtung der vorderen Stirnfläche soweit durchgezogen, dass sie den Boden der Vertiefungen durchstoßen. Wenn die Schlitze bis in die Vertiefungen durchgezogen sind, wird eine offene Zwischenbüchse für Werkzeuge mit Peripheriekühlung bereitgestellt, die in ihrem vorderen Endbereich vergleichsweise stabil ist.
  • Die Bestrebungen gehen dahin, die Stabilität der Zwischenbüchsen weiter zu erhöhen, wobei eine ausreichende radiale Verformbarkeit gewährleistet sein soll.
  • Entsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Zwischenbüchse der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie eine hohe Stabilität insbesondere am vorderen Bereich besitzt, wobei eine ausreichende radiale Verformbarkeit gewährleistet sein soll. Des Weiteren sollen die Zwischenbüchsen insbesondere auch bei hohen Drehzahlen im Betrieb der innenliegenden Schneide ausreichend Kühlmittel zuführen. Im Übrigen soll eine effiziente Fertigung von offenen und geschlossenen Zwischenbüchsen möglich sein.
  • Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Schlitze in der die Spannbohrung definierenden Innenfläche des Büchsenkörpers ausgebildet und zur Außenfläche des Büchsenkörpers geschlossen oder zumindest im Wesentlichen geschlossen sind.
  • Der Erfindung liegt damit die Überlegung zugrunde, die Schlitze in dem Büchsenkörper, über welche im Betrieb Kühlmittel zugeführt wird, nicht als die Wandung des Büchsenkörpers vom Außenumfang zum Innenumfang durchgreifende Schlitze auszubilden, sondern vielmehr die Schlitze als Rillen oder Nuten an der Innenseite des Büchsenkörpers auszubilden, die nach außen hin geschlossen sind. Durch diese geschlossene Ausgestaltung wird die Stabilität der Zwischenbüchse erhöht, wobei sich gezeigt hat, dass bei geeigneter Tiefe bzw. Breite der rillen- bzw. nutenförmigen Schlitze weder die Kühlmittelzuführung, noch die radiale Verformbarkeit beeinträchtigt wird.
  • Zudem lassen sich die Längsschlitze, welche sich über die gesamte Länge des Büchsenkörpers erstrecken können, auch einfach herstellen. Beispielsweise können sie durch einen Erodiervorgang in einer Aufspannung mittels eines Erodierdrahtes, welcher den Büchsenkörper in seiner Längsrichtung durchgreift, hergestellt werden. Demgegenüber ist es zum Herstellen von die Wandung radial durchsetzenden Schlitzen mittels eines Erodierverfahrens erforderlich, jeden Schlitz in einem separaten Arbeitsgang herzustellen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Außenfläche des Büchsenkörpers axial benachbart zu dem Verbindungsbereich zwischen den Schlitzen und der wenigstens einen Vertiefung eine Ringnut ausgebildet ist, die radial bis in den Bereich der Schlitze reicht und diese miteinander verbindet. Diese Ringnut kann zur Aufnahme eines O-Rings oder eines sonstigen Dichtungselementes dienen, wobei er bevorzugt eine Tiefe von 0,5 mm, insbesondere von wenigstens 0,7 mm besitzt. Durch einen in die Umfangsnut eingelegten O-Ring werden die Schlitze an ihrem äußeren Randbereich verschlossen und somit die durch die Schlitze gebildeten Strömungskanäle für das Kühlmittel eingeschnürt. Diese Einschnürung hat zur Folge, dass der Kühlmittelstrom nach innen in Richtung der Werkzeugschneide gelenkt wird und im Wesentlichen vollständig auf diese trifft.
  • Wenn in die Ringnut ein Dichtungselement beispielsweise ein O-Ring eingelegt ist, können sämtliche Schlitze in die Vertiefungen münden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine gerade Anzahl und insbesondere sechs Schlitze in dem Büchsenkörper ausgebildet sind und nur jeder zweite Schlitz in eine Vertiefung mündet. Bei dieser Ausführungsform kann, muss aber kein Dichtungselement in die Ringnut eingelegt sein. Versuche haben gezeigt, dass sich aufgrund der teilweise geschlossenen Ausführung der Schlitze im Betrieb Kühlmittel in der Ringnut sammelt und diese kreisförmig durchströmt, wobei das zirkulierende Fluid dem axial die Schlitze durchströmenden Fluid ein Hindernis entgegensetzt mit der Folge, dass der Kühlmittelstrom im Bereich der Schlitze nach innen in Richtung der Werkzeugschneide gelenkt wird. Im Ergebnis lässt sich auch ohne ein Dichtungselement sicherstellen, dass das zugeführte Kühl- und/oder Schmiermittel im Wesentlichen vollständig auf die Schneide trifft.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tiefe der Schlitze vom hinteren zum vorderen Endbereich des Büchsenkörpers zunimmt. Dabei kann die Tiefe der Schlitze in Richtung des vorderen Endbereiches des Büchsenkörpers kontinuierlich zunehmen, so dass die Schlitze im Längsschnitt eine Konusform besitzen. Es hat sich gezeigt, dass sich bei dieser Ausgestaltung im Betrieb ein besonders gleichförmiger Kühlmittelstrom in den Schlitzen einstellt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schlitze zu mehreren Schlitzgruppen zusammengefasst sind, die jeweils einen oder mehrere Schlitze umfassen, wobei die Schlitzgruppen gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs der Spannbohrung angeordnet sind. Dabei können die Schlitzgruppen jeweils eine gleiche Anzahl von Schlitzen, beispielsweise zwei, drei oder vier Schlitze umfassen. Es ist jedoch auch möglich, den Schlitzgruppen unterschiedlich viele Schlitze zuzuordnen. Beispielsweise können im Wechsel ein Schlitz und zwei oder drei Schlitze vorgesehen sein. Es hat sich gezeigt, dass es grundsätzlich ausreichend ist, jeweils Fluidkanäle in Form eines singulären Schlitzes entlang des Umfangs der Spannbohrung vorzusehen. Wenn allerdings Gruppen mit mehreren relativ eng nebeneinanderliegenden Schlitzen vorgesehen werden, wird die radiale Verformbarkeit erhöht und außerdem im Betrieb der Fluidstrom durch die Schlitze verbessert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind sechs Schlitzgruppen mit jeweils drei Schlitzen in dem Büchsenkörper ausgebildet.
  • Dabei kann jeder Schlitzgruppe eine separate Vertiefung in der vorderen Stirnfläche des Büchsenkörpers zugeordnet sein, die mit den Schlitzen der Gruppe fluchtet. In diesem Fall können sämtliche Schlitze in die zugeordneten Vertiefungen münden. Alternativ können bei einer geraden Anzahl von Schlitzgruppen nur die Schlitze jeder zweiten Schlitzgruppe in die zugeordneten Vertiefungen münden.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vertiefungen zum Innenumfang des Büchsenkörpers offen, zum Außenumfang jedoch geschlossen sind. Dabei können die Vertiefungen als radiale Nuten in der Stirnfläche des Büchsenkörpers ausgebildet sein. Bevorzugter Weise besitzen sie dabei einen halbkreisförmigen Querschnitt und/oder werden an ihrem radial äußeren Ende durch eine Stirnfläche begrenzt, die jeweils im Längsschnitt durch die entsprechende Nut eine abgerundete und insbesondere eine viertelkreisförmige Kontur besitzt. Es hat sich gezeigt, dass sich durch diese Ausgestaltung der Nuten ein in Richtung der Schneide gerichteter Fluidstrom begünstigen lässt.
  • Anstelle mehrerer singulärer Vertiefungen kann alternativ in der vorderen Stirnfläche des Büchsenkörpers eine einzige, sich um die Spannbohrung erstreckende ringförmige Vertiefung ausgebildet sein.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Büchsenkörper aus einem niedrig legierten, verhärteten Vergütungsstahl besteht. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, Vergütungsstähle wie beispielsweise Werkstücke gemäß DIN 1.7225, 1.7227, 1.7045 oder 1.8159 einzusetzen, die günstiger sind als Warmarbeitsstähle und zudem gut zerspanbar sind. Wenn diese Materialien auf Temperaturen erhitzt werden, die höher liegen als die Härtungstemperatur, d.h. wenn sie überhitzt werden, bildet sich freier Kohlenstoff, welcher Voraussetzung dafür ist, den Vergütungsstahl durch Abschreckung zu härten. Die Abschreckung erfolgt vorzugsweise mittels eines Gases, insbesondere mittels eines Stickstoffgases oder Heliumgases. Hierbei wird zweckmäßigerweise ein Gasdruck von mehr als 6 bar und insbesondere 10 bis 12 bar eingesetzt. Durch die Gasabschreckung entsteht ein Zwischenstufengefüge mit Ferrit, Bainit und Martensit, welches eine Festigkeit von mehr als 800 N/mm2 hat.
  • In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass der gehärtete Vergütungsstahl gasnitiert ist, wobei der Nitiervorgang naturgemäß nach dem Abschrecken durchgeführt wird. In bevorzugter Weise erfolgte der Nitriervorgang bei einer Temperatur von 500 bis 600°C, insbesondere bei 550°C für eine Dauer von 6 bis 10 Stunden, insbesondere 7 bis 9 Stunden und besonders bevorzugt von 7 Stunden. Dabei wird das Grundgefüge angelassen und eine hohe Oberflächenhärte von 650 bis 750 HV1 (Vickers-Härte) mit einem entsprechenden Korrosionsschutz erzielt.
  • Zum optischen Verfeinern bzw. zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit kann die so hergestellte Anordnung gebläut bzw. oxidiert werden, wodurch sich eine quasi schwarzblaue Oberfläche ergibt.
  • Die so hergestellte Zwischenbüchse kann dann endbearbeitet werden, wobei sie aufgrund des Materialabtrages etwas Härte verliert.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie nachfolgende Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 im Längsschnitt ein Spannfutter mit einer ersten Ausführungsform einer Zwischenbüchse gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 den Ausschnitt X aus 1 in vergrößerter Darstellung,
  • 3 die Zwischenbüchse des Dehnspannfutters auf 1 in perspektivischer Darstellung,
  • 4 die Zwischenbüchse aus 3 in Vorderansicht,
  • 5 die Zwischenbüchse im Längsschnitt entlang der Linie V-V in 4,
  • 6 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung der Zwischenbüchse entlang der Linie VI-VI in 4 im Bereich einer Vertiefung,
  • 7 den Ausschnitt aus 6 in vergrößerter Darstellung,
  • 8 eine zweite Ausführungsform einer Zwischenbüchse gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung,
  • 9 die Zwischenbüchse aus 8 in Vorderansicht,
  • 10 die Zwischenbüchse im Längsschnitt entlang der Linie X-X von 9,
  • 11 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung der Zwischenbüchse entlang der Linie XI-XI in 9 im Bereich einer Vertiefung,
  • 12 den Ausschnitt von 11 in vergrößerter Darstellung,
  • 13 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung der Zwischenbüchse entlang der Linie XIII-XIII in 9 im Bereich einer Vertiefung,
  • 14 den Ausschnitt von 13 in vergrößerter Darstellung.
  • In der 1 ist ein Spannfutter gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Dieses Spannfutter besitzt einen Futterkörper 1 aus einem formsteifen Material, der an seinem einen Endbereich in an sich bekannter Weise einen Befestigungskonus 2 zur Einspannung an einer drehangetriebenen Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine aufweist. An dem anderen Ende des Futterkörpers 1 ist ein Anschlussschaft 3 mit einer zentralen Aufnahme 4 vorgesehen, und zwischen dem Befestigungskonus 2 und dem Anschlussschaft 3 liegt ein Mittelteil 5 vergrößerten Durchmessers.
  • Das dargestellte Spannfutter ist als Dehnspannfutter ausgebildet, d.h. die Aufnahme 4 wird durch eine dünne Wandung 6 des Futterkörpers 1 begrenzt, die außenseitig von einer Druckkammer 6a umgeben ist, welche mit einem Hydraulikmittel beaufschlagt werden kann, um in der Druckkammer 6a einen Druck aufzubauen und auf diese Weise die dünne Wandung 6 elastisch nach innen zu verformen und so ein in die Aufnahme 4 eingesetztes Bauteil zu spannen. Alternativ kann auch ein Warmschrumpffutter oder ein Spannfutter mit einem anderen Spannmechanismus vorgesehen sein.
  • Um mit dem Spannfutter 1 auch Schäfte von Werkzeugen spannen zu können, deren Durchmesser wesentlich kleiner als der Durchmesser der Aufnahme 4 ist, ist in die Aufnahme 4 eine Zwischenbüchse 7 eingesetzt. Diese Zwischenbüchse 7 besitzt einen zylindrischen Büchsenkörper 8, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser der Aufnahme 4 entspricht und der eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Spannbohrung 8a mit einem Durchmesser aufweist, welcher etwa dem Durchmesser des zu spannenden Werkzeuges entspricht.
  • Wie insbesondere in den 3 bis 7 erkennbar ist, weist die Zwischenbüchse 7 entlang ihres Innenumfangs verteilt Schlitze 9 in Form von Rillen oder Nuten auf, die sich von der die Spannbohrung 8a definierenden Innenfläche des Büchsenkörpers 8 nach außen erstrecken, wobei sie nach außen hin geschlossen sind, d.h. die Wandung des Büchsenkörpers 8 nicht durchsetzen. Die Schlitze 9 erstrecken sich über die gesamte Länge des Büchsenkörpers 8, wobei ihre Tiefe vom hinteren zum vorderen Endbereich des Büchsenkörpers 8 kontinuierlich zunimmt, so dass die Schlitze im Längsschnitt eine Konusform besitzen.
  • Insgesamt sind 18 Schlitze 9 vorgesehen, die in sechs Schlitzgruppen von jeweils drei Schlitzen 9, welche sich parallel zueinander erstrecken und eng beieinanderliegend positioniert sind, aufgeteilt sind.
  • Zur axialen Positionierung der Zwischenbüchse 7 bzw. eines in der Zwischenbüchse 7 gehaltenen Werkzeuges – hier eines Fräsers B – ist in der Aufnahme ein Axialanschlagelement 10 vorgesehen, das zum Futterkörper 1 axial verstellbar gehalten ist. Konkret ist das axiale Anschlagelement 10 in der dargestellten Ausführungsform als Voreinstellschraube ausgebildet, die in eine sich an die Aufnahme 4 maschinenseitig anschließende axiale Durchgangsbohrung 11 des Futterkörpers 1 eingeschraubt ist.
  • Die Voreinstellschraube 10 weist eine Durchgangsbohrung auf. Diese dient dazu, dem maschinenseitigen Endbereich der Aufnahme 4 über einen in dem Futterkörper 1 vorgesehenen Kühlmittelkanal ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. Der Kühlmittelkanal kann beispielsweise von einem Kühlmittelzuführrohr gebildet sein, das sich zwischen einem Übergabeelement der Arbeitsspindel und der Voreinstellschraube 10 erstreckt. Das der Aufnahme 4 zugeführte Kühl- und/oder Schmiermittel, das beispielsweise ein Luft/Öl-Gemisch in Form eines Ölnebels sein kann, wird der Schneide des gespannten Fräsers B über die Schlitze 9 der Zwischenbüchse 7 nach Art einer Peripheriekühlung zugeführt. Wie insbesondere in den 3 bis 7 gut erkennbar ist, sind die Schlitze 9 zu der vorderen Stirnfläche 12 der Zwischenbüchse 7 offen ausgebildet, so dass das Kühlmittel aus den Schlitzen 9 stirnseitig austreten kann. Dabei ist jeder Gruppe von jeweils drei Schlitzen 9 eine in der vorderen Stirnfläche 12 des Büchsenkörpers 8 vorgesehene Vertiefung 13 zugeordnet, in deren Boden die Schlitze 9 münden. Die Vertiefungen 13 sind als radiale Nuten mit einem halbkreisförmigen Querschnitt (siehe 7) ausgebildet, die zum Innenumfang des Büchsenkörpers 8 offen, jedoch zum Außenumfang geschlossen sind, wobei sie an ihrem radial äußeren Ende durch eine Stirnfläche 13a begrenzt werden, die im Längsschnitt durch die entsprechende Nut 13 eine abgerundete und insbesondere eine viertelkreisförmige Kontur besitzen (siehe 2).
  • Ferner ist in der Außenfläche des Büchsenkörpers 8 axial benachbart zu dem Verbindungsbereich zwischen den Schlitzen 9 und den radialen Nuten 13 in der Stirnfläche 12 des Büchsenkörpers 8 eine die Schlitze 9 miteinander verbindende Umfangsnut 14 ausgebildet. Diese Umfangsnut 14 dient zur Aufnahme eines O-Rings 15 und besitzt eine Tiefe von wenigstens 0,5 mm, insbesondere von wenigstens 0,7 mm. Durch den eingelegten O-Ring 15 werden, wie insbesondere in der vergrößerten Darstellung der 2 gut erkennbar ist, die Schlitze 9 an ihrem äußeren Randbereich verschlossen und somit die Strömungskanäle für das Kühlmittel eingeschnürt. Diese Einschnürung hat zur Folge, dass der Kühlmittelstrom nach innen in Richtung der Werkzeugschneide gelenkt wird und im Wesentlichen vollständig auf diese trifft, wie in der 2 angedeutet ist.
  • Neben der vorbeschriebenen Peripheriekühlung der Werkzeugschneiden können auch Werkzeuge mit einer Innenkühlung eingesetzt werden. Diese besitzen eine zentrale Durchgangsbohrung, die sich vom aufnahmeseitigen Ende bis zur Schneide des Werkzeuges erstreckt, um der Werkzeugschneide ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. Beim Einsatz solcher Werkzeuge mit Innenkühlung muss verhindert werden, dass das zugeführte Kühl- und/oder Schmiermittel an einem in die Spannbohrung der Zwischenbüchse eingesetzten Werkzeug vorbei über die Schlitze der Zwischenbüchse 7 aus dem Spannfutter austreten kann. In diesem Fall werden Zwischenbüchsen 7 eingesetzt, wie sie in den 8 bis 14 dargestellt sind.
  • Die Zwischenbüchse 7 besitzt den gleichen Aufbau wie die in den 1 bis 7 dargestellte und vorbeschriebene Zwischenbüchse 7. Insbesondere sind in der vorderen Stirnfläche 12 der Zwischenbüchse 7 insgesamt sechs Vertiefungen 13 in Form von radialen Nuten vorgesehen, denen sechs Gruppen bestehend aus jeweils drei Schlitzen 9 zugeordnet sind. Die Schlitze 9 erstrecken sich hier jedoch nicht alle über die gesamte Länge des Büchsenkörpers 8 und münden in die Vertiefungen 13. Vielmehr münden nur die Schlitze 9 jeder zweiten Schlitzgruppe in die Vertiefungen 13. In Richtung des maschinenseitigen hinteren Endes enden diese Schlitze 9 jedoch vor den Anfangsbohrungen 9a und sind somit so kurz, dass im Betrieb kein Kühlmittelfluid in diese Schlitze gelangen kann.
  • Die anderen drei Gruppen von Schlitzen 9 enden in Richtung des vorderen Endbereichs des Büchsenkörpers 8 vor den Vertiefungen 13. Dafür erstrecken sie sich in Richtung des maschinenseitigen Endes bis zu den Anfangsbohrungen 9a, so dass im Betrieb zwar Kühlmittelfluid in sie eintreten kann, jedoch nicht zur vorderseitigen Stirnfläche der Zwischenbüchse 7 gelangen kann. Damit ist die Zwischenbüchse 7 dicht.
  • Hergestellt werden die Schlitze 9 in den Zwischenbüchsen 7 vorzugsweise durch einen Erodiervorgang, bei dem ein Erodierdraht oder mehrere Erodierdrähte verwendet werden, welche den Büchsenkörper 8 axial durchgreifen. Der Erodierdraht wird dann jeweils gegenüber der Längsachse des Büchsenkörpers 8 so angestellt, dass die jeweils radial außenliegende Stirnfläche der zu stellenden Nut bzw. rillenförmigen Schlitze 9 die gewünschte Neigung erhält. Dabei können unmittelbar die offenen Zwischenbüchsen 7 hergestellt werden, welche in den 1 bis 7 dargestellt sind. Alternativ ist es möglich, zunächst die geschlossenen Zwischenbüchsen 7 herzustellen, welche in den 8 bis 14 dargestellt sind, da sich aus diesen die offenen Zwischenbüchsen nach den 1 bis 7 leicht herstellen lassen, indem die Schlitze 9 durch entsprechende Bearbeitungs-, insbesondere Erodiervorgänge in die gewünschte Endform gebracht werden. Damit stellen die geschlossenen Zwischenbüchsen der 8 bis 14 ein Vorprodukt der offenen Zwischenbüchsen gemäß den 1 bis 7 dar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202011004231 U [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 1.7225, 1.7227, 1.7045 oder 1.8159 [0020]

Claims (24)

  1. Zwischenbüchse zum Einsetzen in die zentrale Aufnahme eines Spannfutters (1) mit einem zylindrischen Büchsenkörper (8), der eine zentrale Spannbohrung (8a) aufweist, wobei in der Wandung des Büchsenkörpers (8) mehrere sich in Längsrichtung des Büchsenkörpers (8) erstreckende Schlitze (9) ausgebildet sind, und wobei in einer vorderen Stirnfläche (12) des Büchsenkörpers (8) wenigstens eine Vertiefung (13) ausgebildet ist, in deren Boden zumindest ein Teil der Schlitze (9) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (9) in der die Spannbohrung (8a) definierenden Innenfläche des Büchsenkörpers (8) ausgebildet und zur Außenfläche des Büchsenkörpers (8) geschlossen oder zumindest im Wesentlichen geschlossen sind.
  2. Zwischenbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenfläche des Büchsenkörpers (8) axial benachbart zu dem Verbindungsbereich zwischen den Schlitzen (9) und der wenigstens einen Vertiefung (13) eine Ringnut (14) ausgebildet ist, die radial bis in den Bereich der Schlitze (9) reicht und diese miteinander verbindet.
  3. Zwischenbüchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (14) zur Aufnahme eines O-Rings (15) ausgebildet ist.
  4. Zwischenbüchse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (14) eine Tiefe von wenigstens 0,5 mm und insbesondere von mindestens 0,7 mm aufweist.
  5. Zwischenbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Schlitze (9) vom hinteren zum vorderen Endbereich des Büchsenkörpers (8) zunimmt.
  6. Zwischenbüchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Schlitze (9) in Richtung des vorderen Endbereiches des Büchsenkörpers (8) kontinuierlich zunimmt und insbesondere die Schlitze (9) in ihrem Längsschnitt eine Konusform besitzen.
  7. Zwischenbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (9) zu mehreren Schlitzgruppen zusammengefasst sind, die jeweils einen oder mehrere Schlitze (9) umfassen, wobei die Schlitzgruppen gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs der Spannbohrung (8a) angeordnet sind.
  8. Zwischenbüchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzgruppen jeweils die gleiche Anzahl von Schlitzen (9), insbesondere 2, 3 oder 4 Schlitze (9) umfassen.
  9. Zwischenbüchse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Schlitzgruppen in dem Büchsenkörper (8) ausgebildet sind.
  10. Zwischenbüchse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schlitzgruppe eine separate Vertiefung (13) in der vorderen Stirnfläche (12) des Büchsenkörpers (8) zugeordnet ist, die mit den Schlitzen (9) der Gruppe fluchtet.
  11. Zwischenbüchse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schlitze (9) in die zugeordneten Vertiefungen (13) münden.
  12. Zwischenbüchse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl von Schlitzgruppen in dem Büchsenkörper (8) ausgebildet ist und nur die Schlitze (9) jeder zweiten Schlitzgruppe in die zugeordneten Vertiefungen (13) münden.
  13. Zwischenbüchse nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13) zum Innenumfang des Büchsenkörpers (8) offen, zum Außenumfang jedoch geschlossen sind.
  14. Zwischenbüchse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen als radiale Nuten (13) in der Stirnfläche (12) des Büchsenkörpers (8) ausgebildet sind.
  15. Zwischenbüchse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (13) einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen.
  16. Zwischenbüchse nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (13) an ihrem radial äußeren Ende durch eine Stirnfläche (13a) begrenzt sind, die jeweils im Längsschnitt durch die entsprechende Nut (13) eine abgerundete und insbesondere eine viertelkreisförmige Kontur besitzen.
  17. Zwischenbüchse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der vorderen Stirnfläche (12) des Büchsenkörpers (8) eine einzige, sich um die Spannbohrung (8a) erstreckende ringförmige Vertiefung (13) ausgebildet ist.
  18. Zwischenbüchse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schlitze (9) in die ringförmige Vertiefung (13) münden.
  19. Zwischenbüchse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl von Schlitzen (9) in dem Büchsenkörper (8) ausgebildet ist und nur jeder zweite Schlitz (9) in die Vertiefung (13) mündet.
  20. Zwischenbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Büchsenkörper (8) aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl besteht, der auf eine Temperatur oberhalb seiner Härtungstemperatur erhitzt worden ist.
  21. Zwischenbüchse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der niedrig legierte Vergütungsstahl ein Werkstoff gemäß DIN1.7225, 1.7227, 1.7045 oder 1.8159 ist.
  22. Zwischenbüchse nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Büchsenkörper (8) nitriert, insbesondere gasnitriert ist.
  23. Spannfutter mit einem Futterkörper, in dem eine zentrale Aufnahme (4) für ein zu spannendes Bauteil ausgebildet ist, und einem Kühlmittelzuführkanal, der sich zwischen dem maschinenseitigen Ende des Futterkörpers (1) und der Aufnahme (4) erstreckt, um dem maschinenseitigen Ende eines in die Aufnahme (4) eingeschobenen Werkzeugs ein Kühlmittel zuzuführen, wobei in die Aufnahme (4) eine Zwischenbüchse (7) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbüchse (7) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.
  24. Spannfutter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenfläche des Büchsenkörpers (8) axial benachbart zu deren vorderer Stirnfläche (12) eine die Schlitze (9) miteinander verbindende Ringnut (14) ausgebildet ist und in die Ringnut (14) ein Dichtungselement, insbesondere ein O-Ring (15) eingelegt ist, welches die Schlitze (9) in ihrem äußeren Randbereich verschließt.
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