DE2061565C3

DE2061565C3 - Spannfutter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft

Info

Publication number: DE2061565C3
Application number: DE2061565A
Authority: DE
Inventors: Walter Frankenmuth Mich. Baturka (V.St.A.)
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Stanwich Industries Inc Greenwich Conn Us
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1980-08-21
Also published as: GB1295699A; US3652100A; DE2061565B2; JPS5621526B1; CA926598A; DE2061565A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, mit einem eine Axialbohrung zur Aufnahme einer an ihrer Außenfläche konisch ausgebildeten Spannzange aufweisenden Futtergehäuse, einer auf das Futtergehäuse axial aufschraubbaren Spannmutter, durch welche die Spannzange über einen ballig an der Spannzange anliegenden Zwischenr ing und durch zwischen der Spannmutter und dem Zwischenring angeordnete Lagerelemente beaufschlagbar ist.

Bei einem solchen, durch die US-PS 33 65 204 bekannten Spannfutter sind die an piner Verstellung der Spannzange mitwirkenden Bauteile derart angeordnet, daß der Zwischenring bei einer Verstellung der Spannmutter durch die Lagerelemente in Axialrichtung belastet wird, während die Spannzange radial zusammengedrückt werden soll. Durch die infolgedessen erforderliche Umsetzung der von der Spannmutter auf den Spannring ausgeübten axialen Kraft in eine die Spannzange radial belastende Kraft ergeben sich an dem Zwischenring beträchtliche Scherkräfte, die insbesondere bei übermäßig festem Anziehen des Spannfutters zu Verformungen und Brüchen des Zwischenringes führen.

Durch die US-PS 33 85 606 ist auch schon ein Spannfutter bekannt, bei dem der Zwischenring sowohl an der Spannmutter als auch an der Spannzange mit zwischen der Axial- und der Radialrichtung liegenden Schrägflächen anliegt, von denen einige ballig sein können. Abgesehen davon, daß hierbei auf die Einordnung von Lagerelementen verzichtet werden muß, mit deren Hilfe die Reibungskräfte bei der Betätigung der Spannzange vermindert w.-rden, wird auch hierbei der Zwischenring beträchtlienen Scherkräften ausgesetzt, die ihn bei übermäßigem Anziehen der Spannmutter leicht zerstören können.

Schließlich ist durch die DE-GM 19 07 655 auch schon eine Spannvorrichtung bekannt, bei der eine äußere Druckhülse durch eine innere Spannmutter axial gegen eine Laufbüchse eines Fräsdornes angedrückt wird und zwischen der Spannmutter und der Druckhülse ein Kugelkranz angeordnet ist, der neben einer axialen Kraftkomponente auch eine radiale Kraftkomponente überträgt Aber auch bei dieser Spannvorrichtung tritt bei einem übermäßigen festen Anziehen der Spannmutter sehr leicht eine Verformung oder Zerstörung der Druckhülse auf, da diese durch den Kugelkranz auch sehr stark im Sinne einer Aufweitung belastet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß der Spannring bei der Übertragung der Einspannkräfte von der Spannmutter auf die Spannzange im wesentlichen nur Druckkräften ausgesetzt ist und dadurch größere Kräfte aufnehmen kann als beim Auftreten von Scherkräften, so daß auch ein sehr starkes Anziehen der Spannmutter nicht schädlich werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlagen von Spannmutter, Lagerelementen, Zwischenring und Spannzange jeweils auf einer Linie liegen, die sich unter einem Winkel von 45° gegenüber der Drehachse der Spannmutter erstreckt.

Bei dieser Anordnung der an der Belastung der Spannzange beteiligten Bauelemente werden über den Zwischenring im wesentlichen nur Druckkräfte übertragen, während eine Belastung durch Scherkräfte nicht erfolgt. Da der üblicherweise aus einem Stahl hergestellte Zwischenring Druckkräfte in wesentlichen höherem Maße aufnehmen kann als Scherkräfte, lassen sich allein durch die erfindungsgemäße Maßnahme ohne eine Material- oder Dimensionierungsänderung Verformungen und Brüche vermeiden, die sonst bei einem übermäßig festen Anziehen der Spannmutter häufig auftreten.

Es empfiehlt sich da^°i, die Ldgerflächen von Spannmutter und Zwischenring in Richtung der wirkenden Kraft im Querschnitt an die als Kugeln ausgebildeten Lagerelemente anschmiegend auszubilden. Hierdurch wird einerseits die Reibungskraft bei der Betätigung des Spannfutters gering gehalten und andererseits die Anzugskraft der Spannmutter über relativ große Oberflächenbereiche der kugelförmigen Lagerelemente übertragen, so daß ein punktförmiger Verschleiß vermieden wird. Außerdem lassen sich auf diese Weise Kippbewegungen des Zwischenringes und auch der Spannmutter bei der Übertragung der Einspannkräfte wirkungsvoll unterbinden.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters in teilweise weggebrochener Schnittansicht dargestellt.

Das Spannfutter 10 weist ein Gehäuse 11, eine Spannzange 12, eine Spannmuitcr 13, einen Zwischenring 14, eine Reihe als Kugeln ausgebildeter Lagerelemente 15, und einen Halterungsring 16 auf.

Das Gehäuse 11 weist eine konische Axialbohrung 17 auf, gegen welche die Spannzange 12 anliegt. Das Gehäuse 11 ist ferner mil einem Gewinde 18 verschen, in das lose ein Gewinde 19 der Spannmuiter 13 eingreift. Dieser lose Eingriff wird dadurch erreicht, daß der Teilkreisdurchmesser des inneren Gewindes 19 etwas kleiner gewählt ist, als er üblicherweise unicr Berück-

*>o sichtigung des Gewindes 18 ausgebildet würde. Dadurch ist es möglich, dall die Spannmuticr 13 sich leicht verschwenken kann, wenn die Spannmutter 13 in das Gewinde 18 eingeschraubt wird.

Die Spannzange 12 ist von gegenüberliege.iden Enden aus geschlitzt, so daß sie radial /usammendrückiKir ist. Das Zusammendrücken der Spannzange 12 wird dadurch erreicht, daß sie in axialer Richtung beaufschlagt wird, wobei die konische Axialbohrung 17 am

Gehäuse mit einer entsprechend geformten Oberfläche 20 an den verschiedenen Abschnitten der Spannzange 12 zusammenwirkt und sie zu einer geringeren Größe zusammendrückt, in der sie einen Schpft 21 eines Werkzeugs, wie beispielsweise eines Bohrers oder eines Räumwerkzeugs sicher erfassen kann.

Die Spannzange 12 weist eine Umfangsnut 22 auf, an der eine ballige Oberfläche 23 und eine kegelstumpfförmige Oberfläche 24 ausgebildet ist

Die Spannmutter 13 weist eine Nut auf, von der der Halterungsring 16 in ausbaubarer Weise aufgenommen wird. Die Spannmutter 13 weist ferner einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 25 mit einer Lagerlauffläche 26 für die Lagerelemente 15 auf. ·

Der Zwischenring 14 weist eine konische Ringfläche 27 auf, die normalerweise an der balligen Oberfläche 23 der Spannzange 12 anliegt. Der Zwischenring 14 weist ferner eine weitere konische Ringfläche 28 auf, die sich gegen die kegelstumpfförmige Wandung 24 der Spannzange 12 anlegen kann. Die Ringflächen 27 und 28 des Zwischenringes 14 erstrecken sich in die Nut 22 hinein. Der Zwischenring 14 weist einen radial nach außen sich erstreckenden Flanschabschnitt 29 auf, der mit einer Lagerlauffläche 30 versehen ist, gegen die eine Reihe von Lagerelementen 15 anliegt. Am axialen inneren Ende wird der Zwischenring 14 von dem Halterungsring 16 erfaßt, der dazu dient, den Zwischenring 14 und die Lagerelemente 15 innerhalb der Spannmutter 13 zu halten. Bei diesem Aufbau sind die Lagerelemente 15 bezüglich der Drehachse des Spannfutters 10 in gleicher axialer Höhe wie die Nui 22 angeordnet. Der Flansch 29 des Zwischenringes 14 überlappt radial den Flansch 25 der Spannmutter 13, wobei die Lagerlauffläche 26 radial weiter außen liegt als die Lagerlauffläche 30. Wenn bei diesem Aufbau die Spannmutter 13 festgezogen wird, so wird davon ausgehend eine Kraft übertragen, und zwar durch die Lagerelemente 15 auf die Lagerlauffläche 30 und durch den Zwischenring 14 auf die ballige Oberfläche 23. Der Zwischenring 14 wird lediglich auf Druck beansprucht und die Richtung dieser Druckkraft verläuft im wesentlichen unter einem Winkel von 45° zur Drehachse des Spannfutters 10. Die axiale Komponente dieser Kraft drückt die Spannzange 12 in axialer Richtung, wodurch diese zusammengedrückt wird. Die radiale Komponente dieser Kraft unterstützt die Halterungswirkung der Spannzange. Wenn ein derartiges Zusammendrücken stattfindet, paßt sich der Zwischenring 14 im erforderlichen Ausmaß dadurch an, daß dieser sich etwas verschwenkt, um einen Abgleich zu schaffen oder um die Anlegestelle zu verschieben, wobei es sich hierbei um eine Kontaktlinie handelt, die die Drehachse umgibt.

Wenn die Spannmutter 13 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, so bewirkt der Halterungsring 16, daß über den Zwischenring 14 und die Ringflächen 28 und 24 die Spannzange 12 axial nach außen verschoben wird.

Es können verschiedene Abänderungen im Aufbau des dargestellten Ausführungsbeispiels vorgenommen werden. Beispielsweise ist es nicht von Bedeutung, ob die Gewinde 18 Innengewinde oder Außengewinde sind. Obwohl die dargestellt': Ausführungsform bevorzugt wird, kann die Beziehung zwischen den Ringflächen 23 und 27 abgeändert werden und zwar so weit, daß sich eine tangentiale Kontaktlinie ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannfutter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, mit einem eine Axialbohrung zur Aufnahme einer an ihrer Außenfläche konisch ausgebildeten Spannzange aufweisenden Futtergehäuse, einer auf das Futtergehäuse axial aufschraubbaren Spannmutter, durch welche die Spannzange über einen ballig an der Spannzange anliegenden Zwischenring und durch zwischen der Spannmutter und dem Zwischenring angeordnete Lagerelemente beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagen von Spannmutter (13) Lagerelementen (15), Zwischenring (14) und Spannzange (12) jeweils auf einer Linie liegen, die sich unter einem Winkel von 45° gegenüber der Drehachse der Spannmutter (13) erstreckt.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen von Spannmutter (13) und Zwischenring (14) in Richtung der wirkenden Kraft im Querschnitt an die als Kugeln ausgebildeten Lagerelemente (15) anschmiegend ausgebildet sind.