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Die
Erfindung betrifft ein Spannfutter für ein Werkzeug nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 199 35 960
A1 ist ein Spannfutter für ein Werkzeug mit einer Vorrichtung
zur Zuführung eines
Kühl- bzw.
Schmiermediums von einer Spindel an ein Werkzeug mit einem Kühlkanal
bekannt. Weiterhin ist aus der TA 30 8243 01 der Firma bielomatik LEUZE
GmbH + Co, D-72637 Neuffen ein derartiges Spannfutter bekannt. Dieses
ist auch als Spannfutter für
Werkzeuge verwendbar, welche in unterschiedlicher Tiefe im Spannfutter
gehalten werden müssen und
hierzu mittels einer Schrumpfverbindung oder mittels eines Hydrodehnspannfutters
gehalten werden. Die Versorgung des Werkzeugs mit einem Kühl- bzw.
Schmiermittel erfolgt über
eine fest mit dem Futter verschraubte Hülse, welcher von der Spindel
das Schmiermittel zugeführt
wird, wobei in diese Hülse eine
Rohrdüse
eingepresst ist, die das Schmiermittel zu einer Stellschraube weiter
transportiert. Hierbei ist die Rohrdüse bzw. das Rohrelement in
der Stellschraube längsverschiebbar
geführt
und die Stellschraube ist mittels eines Drehschlüssels im Spannfutter ebenfalls
längsverstellbar,
so dass die Stellschraube auf Kontakt an das im Spannfutter gespannte
Werkzeug herandrehbar ist. Die Stellschraube findet auch Verwendung
zur manuellen Einstellung der Einstecktiefe des Werkzeugs, wobei
zum Verdrehen der Stellschraube die Rohrdüse und die Hülse vorübergehend
demontiert werden müssen. Diese
vorübergehende
Demontage ist auch erforderlich, wenn die Einstecktiefeneinstellung
mittels einer Lanze automatisiert erfolgt (siehe z.B. Induktives Schrumpfgerät GISS 3000
im Katalog der Fa. Gühring: "Präzisions-Schneidwerkzeuge" Ausgabe 2002, Seite
958), um die Stellschraube nach dem Einstellvorgang auf Kontakt
mit dem Werkzeug zu drehen, damit eine Verwirbelung der Kühl- bzw.
Schmiermittelströmung
in einem Freiraum zwischen der Stellschraube und dem Werkzeug vermieden
ist. Nachteilig am Stand der Technik ist somit die Notwendigkeit, die
in dem Spannfutter angeordnete Kühlmittelzuführung bei
jedem für
das Werkzeug erforderlichen Nachstellvorgang zu demontieren und
zu montieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es ein Spannfutter vorzuschlagen, welches die
Arbeitsschritte beim ersten und beim wiederholten Einstellen der
Einstecktiefe eines Werkzeugs vereinfacht bzw. reduziert.
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Die
Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind
vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen
angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Spannfutter
weist ein Rohrelement auf, welches in der Hülse längsverschiebbar ist, an einem
in der Hülse
befindlichen Ende durch ein Stellwerkzeug betätigbar ist und mit der Stellschraube
formschlüssig
und/oder kraftschlüssig
in Verbindung steht. Hierdurch ist es möglich die Stellschraube insbesondere
bei der Ausbildung eines geeigneten Eingriffs am Rohrelement direkt
mittels eines Stellwerkzeugs, welches durch die Hülse mit
dem Eingriff zusammen wirkt, unter Zwischenschaltung des Rohrelements
zu verdrehen, ohne das Rohrelement und die Hülse dazu demontieren zu müssen. Dies
bedeutet, dass die Stellschraube nach einem automatisierten Einstellen
der Einstecktiefe eines Werkzeugs, welche in einer speziellen Vorrichtung
mittels einer Lanze vorgenommen wird, ohne Demontage von Hülse und
Rohrelement an das Werkzeug herandrehbar ist. Ebenso ist es möglich bei
einer manuellen Einstellung der Einstecktiefe des Werkzeugs, bei
welcher statt der Lanze die Stellschraube als Anschlag für die Einstecktiefenbestimmung
des Werkzeugs dient, die Einstellschraube ohne Demontage der Hülse und
des Rohrelements mit dem Stellwerkzeug in die gewünschte Position
zu drehen. Diese Vorteile hat der Anwender auch dann, wenn das Werkzeug
in Folge der Abnutzung neu justiert, das heißt mit einer anderen Einstecktiefe
eingespannt werden muss.
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Weiterhin
sieht die Erfindung vor das Rohrelement mit der Stellschraube zu
verkleben oder drehfest zu verschrauben bzw. durch eine entsprechende Kontur
drehfest zu verbinden. Hierdurch lassen sich rasch Rohrelemente
unterschiedlicher Länge und/oder
unterschiedlicher Konstruktion mit der Stellschraube kombinieren.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, das Rohrelement und die Stellschraube einteilig und
insbesondere als Drehteil auszubilden. Eine einteilige Ausbildung
von Rohrelement und Stellschraube erlaubt eine besonders einfache
Handhabung der Bauteile, weiterhin kann hier der Übergang
des in dem Rohrelement angeordneten Kanals auf die Bohrung der Stellschraube
nach strömungstechnischen
Gesichtspunkten optimal gestaltet werden.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das Stellwerkzeug durch einen Kanal der Hülse hindurch
in den Eingriff des Rohrelements greift und hierbei in dem Kanal drehbar
ist. Dies erlaubt das einfache Verstellen der Stellschraube.
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Eine
erfindungsgemäße Ausführungsvariante
sieht vor, das Rohrelement in der Hülse und/oder in der Stellschraube
längsverschiebbar
zu lagern und die Stellschraube für die Betätigung durch ein Stellwerkzeug
zu gestalten, wobei das Stellwerkzeug von der dem Werkzeug entgegengesetzten
Seite durch die Hülse
und das Rohrelement eingreifen kann und gegenüber der Hülse und dem Rohrelement frei drehbar
ist. Hierdurch werden ebenfalls die bereits beschriebenen Vorteile
erreicht. Weiterhin erlaubt das direkte Zusammenwirken des Stellwerkzeugs
mit der Stellschraube eine Drehmomentübertragung, welche das Rohrelement
nicht belastet, so dass dieses schwächer und somit kostengünstiger
ausgelegt werden kann. Hierzu ist an der Stellschraube beispielsweise
ein Eingriff für
das Stellwerkzeug ausgebildet.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, bei der beschriebenen Ausführungsvariante die Hülse und
das Rohrelement einteilig auszubilden, um die Zahl der Kleinteile
zu reduzieren und die Handhabung bzw. den Einbau der Kleinteile
einfacher zu gestalten.
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Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Rohrdüse gegenüber der Hülse abzudichten. Hierdurch
ist ein ungewünschter
Kühl- bzw.
Schmiermittelaustritt in Freiräume
zwischen der Vorrichtung und dem Spannfutter vermieden.
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Insbesondere
ist es vorgesehen, das Rohrelement gegenüber der Hülse mittels einer Berührungsdichtung,
Lippendichtung oder wenigstens eines O-Rings abzudichten, wobei
der O-Ring in der Hülse
und/oder an dem Rohrelement gelagert ist. Eine derartige Abdichtung
erlaubt die Längsverschiebung
des Rohrelements in der Hülse
und auch ein wiederholtes Trennen und Kuppeln der Bauteile zu deren
Wartung.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, am Rohrelement oder an der Stellschraube einen Eingriff auszubilden,
welcher insbesondere als Aufnahme für einen Steckschlüssel, insbesondere
einen Sechskantschlüssel
auszubilden. Hierdurch kann das Stellwerkzeug direkt mit dem Rohrelement
oder der Stellschraube zusammenwirken. Mit einem Steckschlüssel steht
ein besonders schlankes Stellwerkzeug zur Verfügung, welches zielsicher durch
die Hülse
einführbar
ist.
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Weiterhin
sieht die Erfindung vor, die Hülse mit
einem Innendurchmesser zu versehen, welcher sich zu dem Rohrelement
hin wenigstens abschnittsweise verjüngt. Hierdurch wird der Kühl- bzw. Schmiermittelstrom
düsenartig
auf das Rohrelement zugeleitet, um das Entstehen von Wirbeln zu
vermeiden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Hülse mittels einer Gewindehülse bzw. Überwurfmutter
am Spannfutter zu verschrauben. Hierdurch ist eine sichere und dennoch
einfach lösbare
Verbindung geschaffen, welche die einfache Wartung aller Bauteile
erlaubt.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, die Hülse
mittels einer Ringdichtung gegenüber
dem Spannfutter abzudichten. Hierdurch wird mit einfachsten Mitteln eine
wirksame Abdichtung erreicht.
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Erfindungsgemäß ist es
auch vorgesehen, die Durchgangsbohrung der Stellschraube zum Werkzeug
hin trichterförmig
zu öffnen.
Eine derartige trichterförmige Öffnung zu
dem Werkzeug hin erlaubt eine optimale Anströmung und Versorgung der im Werkzeug
verlaufenden Kanäle
mit Kühl-
bzw. Schmiermittel.
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Die
Erfindung sieht weiter vor, die Hülse, das Rohrelement und die
Stellschraube aus Kunststoff und/oder Metall und/oder Keramik auszubilden
und die Hülse
und/oder das Rohrelement und/oder die Stellschraube mit einer Beschichtung
zu versehen. Hierdurch ist es möglich,
die einzelnen Bauteile optimale auf die an diese gestellten Anforderungen
auszulegen.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, die Hülse,
das Rohrelement und die Stellschraube so auszubilden, dass diese
von einem Verstellbolzen einer automatischen Vorrichtung zur Einstellung
der Position des Werkzeugs durchdringbar sind, wobei der Verstellbolzen
in Richtung der Längsachse
des Spannfutters, z.B. zur Positionierung eines Werkzeugs verschiebbar
ist.
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Weiterhin
sieht die Erfindung vor, das Rohrelement mittelbar oder unmittelbar
mit dem Stellwerkzeug zu verdrehen. Eine unmittelbare Verstellung
erlaubt den direkten Eingriff mit dem Stellwerkzeug in das Rohrelement
und somit eine genaue Einstellbarkeit des Rohrelements, da nur wenig
Spiel zwischen den zusammenwirkenden Komponenten vorhanden ist.
Der Einsatz eines Adapters zwischen dem Stellwerkzeug ermöglicht die
Ausbildung eines speziellen Eingriffs im Rohrelement bei gleichzeitiger
Anwendbarkeit von Standardwerkzeugen als Stellwerkzeug.
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Durch
den mehrteiligen Aufbau des Rohrelements aus Teilelementen, welche
aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, ist es möglich das Rohrelement
an unterschiedliche Anforderungen optimal anzupassen, so kann dass
Rohrelement im Bereich des Eingriffs für das Stellwerkzeug insbesondere
aus einem torsionsfesten Material wie Metal aufgebaut sein und im
Bereich seiner Stirnseite, welche im Betrieb am Werkzeug anliegt,
aus Kunststoff bestehen, um eine besonders gute Abdichtung zum Werkzeug
zu erhalten.
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Abschließend sieht
die Erfindung vor, das Rohrelement und die Hülse miteinander zu koppeln, um
eine mit dem Stellwerkzeug in die Hülse eingeleitete Drehbewegung
auf das Rohrelement zu übertragen.
Hierbei ist es vorgesehen, dass das Rohrelement gegenüber der
Hülse längsverschiebbar
ist, aber die Drehbewegung der Hülse
auf das Rohrelement übertragen
wird. Bei einer derartigen Ausbildung der beiden Bauteile ist es
insbesondere vorgesehen diese aus unterschiedlichen Materialien
herzustellen und so auf die jeweiligen Funktionen optimal anzupassen.
Beispielsweise ist die Hülse
aus Metall hergestellt, um ein optimales Zusammenwirken mit dem
Stellwerkzeug zu gewährleisten
und das Rohrelement ist aus Kunststoff ausgebildet, um einen optimal
abdichtenden Anschluss an das Werkzeug zu erhalten. Für die Drehmomentübertragung
sind Mitnehmer und Führungsschlitze
in der Hülse
bzw. im Rohrelement entsprechend den Werkstoffeigenschaften zu dimensionieren.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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Hierbei
zeigt:
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1:
einen Schnitt durch ein Spannfutter, bei welchem die Rohrdüse und die
Stellschraube einteilig ausgeführt
sind und
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2:
einen Schnitt durch das in 1 gezeigte
Spannfutter, mit einer Rohrdüse,
die mit einer Stellschraube verklebt ist.
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In 1 ist
ein Spannfutter 1 im Schnitt dargestellt. Das Spannfutter 1 weist
eine Längsachse 1 auf.
Entlang der Längsachse 1 durchläuft eine
Bohrung 2 das Spannfutter 1, welche abschnittsweise
unterschiedliche Durchmesser aufweist. Das Spannfutter 1 weist
einen Spannabschnitt 3, einen Mittelabschnitt 4 und
einen Kupplungsabschnitt 5 auf. Der Spannabschnitt 3 ist
dazu vorgesehen ein Werkzeug 6 (mit gestrichelten Linien
angedeutet) aufzunehmen, welches Mediumkanäle 7 zum Transport
von Kühl-
bzw. Schmiermedium an eine nicht dargestellte Werkzeugspitze aufweist,
die in einer Bodenfläche 8 münden. Im
Mittelabschnitt 4 ist in der Bohrung 2 eine Vorrichtung 9 zur
Zuführung
eines Kühl-
bzw. Schmiermediums an die Mediumkanäle 7 des Werkzeugs 6 angeordnet. Über den
Kupplungsabschnitt 5 erfolgt die Ankupplung des Spannfutters 1 an
eine nicht dargestellte Spindel einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine,
wobei von der Spindel über
eine Leitung 10 (gestrichelt dargestellt) das Kühl- bzw. Schmiermedium
der Vorrichtung 9 zugeführt
wird. Das Spannfutter 1 ist als sogenanntes Hydrodehnspannfutter
ausgebildet, bei welchem das Werkzeug 6 hydraulisch gespannt
wird, wobei der Druck auf das Werkzeug 6 über einen
Ringkanal 11 erzeugt wird, der im Spannabschnitt 3 des
Spannfutters 1 liegt. Das Erhöhen und Erniedrigen des Drucks
erfolgt über
eine Stellschraube (nicht dargestellt) welche in einer Bohrung 12 angeordnet
ist. Die Vorrichtung 9 besteht im Wesentlichen aus einer
Hülse 13,
einem Rohrabschnitt 14 und einer Stellschraube 15,
wobei das Rohrelement 14 und die Stellschraube 15 einteilig
als Rohrschraube 16 ausgebildet sind. Die Hülse 13 weist
eine Durchgangsbohrung 17 auf. In einem zum Werkzeug 6 hin
orientierten Endbereich 18 ist die Hülse 13 mit einem ringförmigen Absatz 19 versehen
und weist im Bereich der Durchgangsbohrung 17 eine O-Ringdichtung 20 auf.
Mittels einer Gewindehülse 21 mit
einem Außengewinde
G21 ist die Hülse 13 mit dem Spannfutter 1 verschraubt,
wobei die Hülse 13 von
der Gewindehülse 21 gegen
eine Wandung 22 des Spannfutters 1 gedrückt wird.
Hierbei übt
die Gewindehülse 21 auf
den Absatz 19 der Hülse 13 Druck
aus und der Absatz 19 stützt sich über eine O-Ringdichtung 23 gegen
die Wandung 22 ab. An einem weiteren Endabschnitt 24,
welcher zu der nicht dargestellten Spindel orientiert ist, mündet die Leitung 10 in
die Hülse 13.
Diese Verbindung von Hülse 13 und
Leitung 10 existiert jedoch nur, wenn das Spannfutter 1 an
die Spindel gekuppelt ist. Das Rohrelement 14 ist in die
Hülse 13 teilweise
eingesteckt und ist gegenüber
der Hülse 13 durch
die in der Hülse
gelagerte O-Ringdichtung 20 abgedichtet. An einem ersten
Endabschnitt 25, welcher von dem Werkzeug 6 weg
weist, ist ein vom Rohrelement 14 gebildeter Kanal 26 als
Eingriff 27 für
ein nicht dargestelltes Stellwerkzeug ausgebildet. Der Kanal 26 des Rohrelements 14 geht
in einem in Richtung des Werkzeugs 6 orientierten Endabschnitt 28 in
einen Kanal 29 über,
welcher die einteilig mit dem Rohrelement 14 ausgebildete
Stellschraube 15 in Richtung des Werkzeugs 6 durchläuft. Die
Stellschraube 15 ist mit einem Außengewinde G15 in
einem Innengewinde G2 der Bohrung 2,
welche das Spannfutter 1 durchläuft, verstellbar geführt. Aus
der in der 1 dargestellten Position ist
die Rohrschraube 16 in eine Pfeilrichtung z auf das Werkzeug 6 zu
verstellbar. Dieses Verstellen bzw. Längsverschieben erfolgt mit
Hilfe des nicht dargestellten Stellwerkzeugs, welches in die durch
den Eingriff 27 gebildete Aufnahme für einen Steckschlüssel greift
und die Rohrschraube 16 gegenüber dem Spannfutter 1 in
eine Drehrichtung w um die Längsachse 1 dreht.
Das Rohrelement 14 der Rohrschraube 16 wird bei
dieser Bewegung von der Stellschraube 15 in die Pfeilrichtung
x langsam aus der Hülse 13 herausgezogen
und die Stellschraube 15 bewegt sich auf die Bodenfläche 8 des
Werkzeugs 6 zu. Das Nachstellen der Stellschraube 15 bzw.
des Rohrelements 14 ist abgeschlossen, wenn eine Stirnseite 30 der
Stellschraube 15 dichtend mit dem Werkzeug 6 abschließt. Nach
dem Abschluss dieser Verstellbewegung ist die Rohrschraube 16 um
ein Maß a in
Richtung z verschoben, so dass das Rohrelement 14 nicht
mehr so tief in der Hülse 13 steckt.
Die für das
Nachstellen erforderliche Verlängerung
der Vorrichtung 1 erfolgt somit durch eine auseinanderziehen
der Hülse 13 und.
des Rohrelements 14. Durch eine der Drehrichtung w entgegengesetzte
Drehung des Steckschlüssels
im Eingriff 27 erfolgt ein Zurückziehen der Stellaschraube 15 in
die Pfeilrichtung z' und
ein Zusammenschieben bzw. Verkürzen
der Vorrichtung 9, was durch ein tieferes Einschieben des Rohrelements 14 in
die Hülse 13 erfolgt.
Anders ausgedrückt
ist die Rohrschraube 16 relativ zu dem Spannfutter 1 verschiebbar
in der Hülse 13 und
im Gewinde G2 angeordnet.
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Weiterhin
erlaubt die Vorrichtung 9 zur automatischen Einstellung
der Einspanntiefe des Werkzeugs 6 eine nur symbolisch angedeutete
Lanze 31 einer nicht dargestellten automatischen Werkzeugjustiervorrichtung
durch die Hülse 13,
das Rohrelement 14 und die Stellschraube 15 hindurch
zu führen, so
dass diese als Anschlag für
das Werkzeug 6 dient. Das heißt, das Werkzeug 6 wird
im entspannten Zustand des Hydrodehnspannfutters 1 an die
Lanze 31 herangeschoben und anschließend im Hydrodehnspannfutter 1 eingespannt,
so dass es in der durch die Lanze vorgegebenen Einspanntiefe gehalten wird.
Anschließende
wird die Vorrichtung 9 so verstellt, dass die Stellschraube 15 das
Werkzeug 6 kontaktiert.
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In
der 2 ist das in 1 gezeigte
Spannfutter 1 nochmals dargestellt, wobei die Rohrschraube 16 zweiteilig
ausgebildet ist. Die Rohrschraube 16 besteht hier aus einem
Rohrelement 14, welches mit einem Endabschnitt 28 in
einen Kanal 29 einer Stellschraube 15 steckt und
mit dieser verklebt ist. Somit sind das Rohrelement 14 und
die Stellschraube 15 drehfest miteinander verbunden. Eine
Drehung eines Steckschlüssels,
welcher in einen Eingriff 27 des Rohrelements 14 greift,
bewirkt eine gemeinsam Drehung und Verschiebung des Rohrelements 14 und
der Stellschraube 15. Im weiteren Unterschied zu der in
der 1 gezeigten Konstruktion des Kühl- bzw. Schmiermittelübergabesatzes 9,
weist das Rohrelement 14 eine O-Ringdichtung 32 auf
mit welcher dieses in der Durchgangsbohrung 17 der Hülse 15 verfahrbar
ist.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsvariante
ist es vorgesehen, einen Eingriff für einen Steckschlüssel in
der Stellschraube vorzusehen und den Kanal des Rohrelements und
die Durchgangsbohrung der Hülse
so zu bemessen, dass der Steckschlüssel durch diese hindurch in
den Eingriff eingreifen kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche.
Insbesondere ist es vorgesehen bei einer mehrteiligen Ausführung von
Einstellschraube und Rohrelement, Rohrelemente unterschiedlicher
Länge bereitzuhalten,
um Spannfutter mit unterschiedlichen Abmessungen erfindungsgemäß ausbilden
zu können.
Bei einer einteiligen Ausführung
von Stellschraube und Spannfutter sind entsprechend Bauteile unterschiedlicher Länge vorgesehen.
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- 1
- Spannfutter
- 2
- Bohrung
in 2
- 3
- Spannabschnitt
von 1
- 4
- Mittelabschnitt
von 1
- 5
- Kupplungsabschnitt
von 1
- 6
- Werkzeug
- 7
- Mediumkanal
in 6
- 8
- Bodenfläche von 6
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Leitung
(von der Spindel)
- 11
- Ringkanal
in 1
- 12
- Bohrung
in 1
- 13
- Hülse
- 14
- Rohrelement
- 15
- Stellschraube
- 16
- Rohrschraube
- 17
- Durchgangsbohrung
in 13
- 18
- Endbereich
von 13
- 19
- Absatz
an 13
- 20
- O-Ringdichtung
von 13
- 21
- Gewindehülse
- 22
- Wandung
- 23
- O-Ringdichtung
zwischen 13 und 1
- 24
- Endabschnitt
von 13
- 25
- Endabschnitt
von 14
- 26
- Kanal
von 14
- 27
- Eingriff
für Stellwerkzeug
in 13
- 28
- Endabschnitt
von 14
- 29
- Kanal
von 15
- 30
- Stirnseite
von 15
- 31
- Lanze
- 32
- O-Ringdichtung
an 14
- l
- Längsachse
von 1
- G2, G15, G21
- Gewinde