DE2157799A1 - Schnellwechselfutter - Google Patents

Description

-'ⁿg-^H-^S _h ^trOh _if_n ^Chänk 22.11.1971 -SLa(S,

8 München 60

Musäuaetraße 5 1O7-97OP

Firma Stieber & iNebelmeier 8 München_J+5₂_Schleißheimer_Straße_37l

Schnellwechselfutter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellwechselfutter mit in radialen Schlitzen der Futterhülse gelagerten Sperrschiebern, die an ihren äußeren Enden je mittels eines in tangentialer Richtung verlaufende Führungsflächen bildenden Führungsteils in einer nach dem werkzeugseitigen Futterende hin schräg nach außen führenden Ausnehmung geführt sind, die durch eine auf der Futterhülse unverdrehbar geführte Verriegelungshülse und eine äußere, gegenüber der Futterhülse verdrehbare und gemeinsam mit der Verriegelungshülse längsverschiebbare Greifhülse begrenzt ist, wobei die Sperrschieber durch eine antriebsseitig an der Futterhülse und werkzeugseitig an oer Verriegelungshülse abgestützte Feder über die Ausnehmung in ihre zum Verriegeln einer in die Futterhülse einsetzbaren, das Werkzeug tragenden Einsatzhülse dienende Sperrstellung nach innen vorgespannt und durch ein axiales Ver- " schieben der Greifhülse entgegen der Federkraft in ihre Freigabestellung nach außen verschiebbar sind.

Bei einem solchen bekannten Wechselfutter sind die Sperrschieber an ihren radial aus eier Futterhülse herausragenden, äußeren Enden in tangentialer Richtung des Futters von je einem ein Führungsteil bildenden ^ylinderstift durchsetzt, der in einem schräg nach dem werkzeugseitigen Ende des Futters and zugleich nach außen verlaufenden Schrägschlitz der Verriegelungshülse geführt

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ist. Während beide Seitenwände und das antriebsseitige Ende jedes Schrägschlitzes durch die Verriegelungshülse gebildet werden, wird jeder Schlitz an seinem werkzeugseitigen offenen Ende durch die gegenüber der Futterhülse und der Verriegelungshülse verdrehbare Greifhülse begrenzt. Durch ein axiales Verschieben der Greifhülse unter Mitnahme der Verriegelungshülse werden auch die Schrägsehlitze parallel zu sich selbst verschöben, wodurch die Sperrschieber über die Zylinderstifte nach außen in ihre Entriegelungsstellung oder nach innen in die Verriegelungsstellung mitgenommen werden sollen. Da sich die Zylinderstifte jedoch radial außerhalb der in der Futterhülse befindlichen Führungsschlitze befinden und durch die Schrägschlitze je nach der Bewegungsrichtung der Verriegelungshülse stets auch in axialer Richtung wirkenden Betätigungskräften unterworfen sind, besteht bei diesen Weqhselfuttern und auch bei allen anderen bekannten Schnellwechself uttern mit Sperrschiebern der Mangel, daß aie letzteren bei ihrer Betätigung zugleich Kippmomenten ausgesetzt sind, die zu ihrer Verklemmung und damit zu einer Unbrauchbarkeit des Wechselfutters führen können.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Schnellwechselfutter so zu vervollkommnen, daß an den Sperrschiebern bei der Betätigung des Futters möglichst überhaupt keine Kippmomente mehr¹ vorkommen können und damit auch jegliche Gefahr eines Ausfalles des Futters durch Verkleidungen ausgeschlossen wird.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Futterhülse an der SfcelLe jedes radialen Schlitzes eine von diesem nach α em werkzeugseitigen Futterende hin verlaufende äußere Längsnute aufweist, in die ein gegenüber der Nute kürzerer, innen etwa bis in die Mitte des Schlitzes ragender innerer Ansatz.der Verriegelungshülse eingreift, uessen antriebsseitiges Ende die werkzeugseitige Seitenwand der Schrägausnehmung bildet, dadurch,

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daß die Sperrschieber die Führungsteile an überwiegend noch im Bereich der radialen Schlitze befindlichen Stellen aufweisen, und dadurch, daß die antriebsseitige Seitenwand jeder Schrägausnehmung in an sich bekannter Weise durch einen bis unmittelbar an die Futterhülse führenden Innenkonus der Greifhülse gebildet ist.

Durch eine solche Maßnahme wird das obere Ende der die Sperrschieber steuernden Schragausnehmungeri bis zur Mitte der radialen Schlitze hin nach innen verlegt, was zur Folge hat, daß die auf die Führungsteile der Sperrschieber einwirkenden axialen Betätigung skomponent en nunmehr unmittelbar an den radialen Schlitzen abgestützt werden und keine Kippmomente mehr hervorrufen können. Die Folge ist, daß sich die erfindungsgemäßen Schnellwechselfutter sowohl beim Einschieben einer das Werkzeug tragenden Einsatzhülse im Einkuppelsinn als auch beim axialen Verschieben der Greifhülse im Auskuppelsinn jederzeit leicht gängig und zuverlässig betätigen lassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Sperrbolzen am Innenkonus der Greifhülse über eine an ihm gelagerte Kugel geführt, wodurch sich auch beim Betätigen der Greifhülse gegenüber einem noch umlaufenden Futter an der äußeren Abstützstelle des Führungsteils nur minimale Reibungskräfte ergeben können.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weitere vorteilhafte konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Schnellwechselfutters.

Bei bekannten Schnellwechselfuttern, die in den radialen Schlitzen der Futterhülse statt Sperrschiebern kippbare Sperrhebel aufweisen, wirken die radial außerhalb der Schlitze befindlichen, mit den Führungsteilen der eingangs genannten bekannten Sperrschieber vergleichbaren Enden der Sperrhebel mit inneren Konusflächen der Greifhülse zusammen, durch deren axiale Verschie-

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bung die jeweils gewünschte Kippung der Sperrhebel hervorgerufen wird. Wenn solche, beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 135 267 beschriebenen Schnellwechselfutter auch den"vorgenannten Mangel von Schnellwechselfuttern mit Sperrschiebern nicht aufweisen, so sind sie doch mit dem neuen Mangel behaftet, daß die jeweils in ihre Sperrstellung gekippten und dabei in eine keilförmige Ringnute der Einsatzhülse eingreifenden Sperrhebel nicht dazu in der Lage sind, die verriegelte Einsatzhülse zugleich in die Futterhülse axial hineinzuspannen. Mit der vorliegenden Erfindung haben solche Schnellwechselfutter im übrigen nichts zu tun.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 das Schnellwechselfutter in einem Axialschnitt (zur einen Hälfte in der Verrxegelungsstellung und zur anderen Hälfte in der EntriegelungsStellung);

Fig. 2 dasselbe Futter in einem gegenüber Fig. 1 um 90 gedrehten axialen Teilschnitt (in der Verriegelungsstellung) . .

Bei dem aargestellten Schnellwechselfutter weist eine an ihrem antriebsseitigen Ende in üblicher Weise einen Konusschaft tragende Futterhülse 1 in ihrem Hülsenbereich zwei gegenüberliegende Bohrungen 2 auf, in denen je ein im wesentlichen zylindrischer Sperrbolzen 3 verschiebbar geführt ist. Die Futterhülse dient zur Aufnahme und .drehfesten Verriegelung einer in der Zeichnung lediglich strichpunktiert angedeuteten Einsatzhülse H, die an ihrem freien Ende in üblicher, nicht dargestellter Weise zur Aufnahme eines Werkzeuges dient. Zur drehfesten Aufnahme der Einsatzhülse U dient ein üblicher Mitnehmer 5, der am inneren Ende der axialen Sackbohrung der Futterhülse 1 drehfest festgelegt ist.

Die Einsatzhülse H weist im übrigen eine in der Seitenansicht etwa keilförmig in den Außenumfang eingreifende Ringnute 6 auf,

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die bei der dargestellten, in der Futterhülse 1 verriegelten Stellung der Hülse gerade vor den diametral gegenüberliegenden inneren Öffnungen der Bohrungen 2 liegt. Die Sperrbolzen 3 sind an ihren inneren Enden dementsprechend keilförmig abgeschrägt und greifen mit diesen Enden gemäß ihrer in Fig. 1 links dargestellten Verrxegelungsstellung so in die Ringnute 6 ein, daß die Einsatzhülse 4 dadurch gegenüber einer Herausbewegung aus der Futterhülse 1 verriegelt und zugleich axial nach dem Mitnehmer 5 hin gespannt wird, bis sie an diesem spielfrei anliegt.

Die Futterhülse 1 ist in einem kurzen werkzeugseitigen Abstand von den Bohrungen 2 auf einen um etwa ein Drittel ihrer übrigen Wandstärke verringerten Außendurchmesser eingeschnürt und weist außerdem an der Stelle jeder Bohrung 2 eine von dieser nach dem werkzeugseitigen Futterende hin verlaufende, in das eigentliche Ende jedoch nicht mehr eingreifende äußere Längsnute 7 auf. Der eingeschnürte Teil ist von einer aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen Teilen zusammengesetzten Verriegelungshülse 8 umschlossen, die in ihrer dargestellten zusammengesetzten Lage durch einen sie umschließenden, hülsenförmig ausgebildeten Federteller 9 zusammengehalten wird. Der Federteller 9 stützt sich werkzeugseitig in einem in eine äußere Ringnute der Verriegelungshülse 8 eingesetzten Sprengring 10 ab.

Jede Halbschale der Verriegelungshülse 8 weist im Mittelbereich ihres Umfanges antriebsseitig des Wechselfutters einen gegenüber dem Durchmesser der Sperrbolzen 3 wesentlich schmaleren Ansatz 11 auf, der zugleich radial einwärts in jeweils eine der beiden Längsnuten 7 mit einer gegenüber diesen kürzeren axialen Länge eingreift. Das antriebsseitige Ende jedes Ansatzes 11 ist an seiner radial äußeren Seite schräg nach dem werkzeugseitigen Ende des Futters hin abgeschrägt und bildet damit die werkzeugseitige Seitenwand 12 einer Schrägausnehmung, deren andere, radial weiter außen gelegene, im dargestellten Längsschnitt des Futters

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parallel zur Seitenwand 12 verlaufende Seitenwand durch einen innen unmittelbar bis an die äußere Mantelfläche der Futterhülse 1 ragenden Innenkonus 13 einer auf der Futterhülse 1 längsverschiebbar und verdrehbar gelagerten Greifhülse 14 gebildet wird. Mit ihrem an den Innenkonus IS Werkzeugseitig anschließenden Teil übergreift die Greifhülse 14 auch den Federteller 9 und die Verriegelungshülse 8, die werkzeugseitig an einem am dortigen Ende der Greifhülse 14 befindlichen Innenbund über ein Axiallager 15 abgestützt ist. Der Federteller 9 dient zur Abstützung einer die Verriegelungshülse 8 umgebenden Schraubenfeder 16, die anderseits an einem weiteren Federteller 17 abgestützt ist, der antriebsseitig an der durch die beschriebene Einschnürung gebildeten Ringsehulter der Futterhülse 1 abgestützt ist. Durch die Schraubenfeder 16 werden die Verriegelungshülse 8 und die Greifhülse 14 gemäß der in Fig. 1 linken Darstellung nach dem werkzeugseitigen Ende der Futterhülse hin gespannt, wodurch in nachstehend noch erläuterter Weise die Sperrbolzen 3 zugleich in ihre Sperrstellungen radial einwärts gespannt werden.

Wie aus der linken Hälfte von Fig. 1 weiterhin hervorgeht, greifen die Ansätze 11 bei der letztgenannten Verriegelungsstellung der Verriegelungshülse 8 in die zugeordneten Bohrungen 2 ein, und zwar zugleich in je eine radiale Ausnehmung 18 des zugeordneten Sperrbolzens 3, deren radial zum Wechselfutter äußere Bodenfläche 19 gleich schräg wie die äußere Seitenwand 12 des Ansatzes 11 verläuft. Dadurch, daß die Ansätze 11 in nachstehend noch erläuterter Weise daran gehindert sind, sich ganz aus den Ausnehmungen 18 und damit aus den Bohrungen 2 herauszubewegen, sind die Sperrbolzen 3 durch die Ansätze 11 zugleich ständig unverdrehbar geführt.

Während die Bodenfläche 19 zugleich die radial innere Begrenzung eines Führungsteils jedes Sperrbolzens 3 bildet, wird die

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äußere Begrenzung jedes Führungsteils durch eine Kugel 20 gebildet, die in einer etwa halbkugelförmigen Ausnehmung am radial äußeren Ende des Sperrbolzens 3 gelagert ist. Mit dieser Kugel 20 ist der genannte Führungsteil zugleich-am Innenkonus 13 der Greifhülse 14 geführt. Bei der in Fig. 1 links dargestellten Verriegelungsstellung werden die Sperrbolzen 3 somit durch die Kraft der Schraubenfeder 16 über die Kugeln 20 radial einwärts in die Ringnute 6 der in die Futterhülse 1 eingesetzten Einsatzhülse gespannt und halten diese dadurch in der Futterhülse 1 fest.

Wie aus Fig» 1 weiterhin hervorgeht, ist der Mitnehmer 5 in der Schnittebene der Fig. 1 von einem Verriegelungsstück 21 durchsetzt, das in der Futterhülse 1 um einen kleinen Betrag "

längsverschiebbar und durch eine anderseits am Boden der Ausnehmung der Futterhülse 1 abgestützte Feder 22 nach dem Werkzeugseitigen Ende des Wechselfutters hin vorgespannt ist. Durch eine den Mitnehmer 5 radial bis in eine Längsnute 23 des Verriegelungsstückes 21 hinein durchsetzende Stiftschraube 24 ist die Verschiebbarkeit des VerriegelungsStückes jedoch in der genannten Weise begrenzt. An ihren in Fig. 1 sichtbaren gegenüberliegenden Außenseiten ist das Verriegelungsstück 21 mit je einer muldenförmigen Rastausnehmung 25 versehen, die bei der in Fig. 1 links dargestellten, bei in die Futterhülse 1 ganz eingeschobener Einsatzhülse H eingenommenen inneren Endstellung des Verriegelung sStückes 21 gerade vor einer radialen Bohrung 26 der Fut- ί terhülse 1 liegt, in der ein in dieser Stellung in die Rastausnehmung 25 eingreifender Verriegelungsbolzen 27 und weiter außen eine Verriegelungskugel 28 gelagert sind. Wie ersichtlich, schließt die Verriegelungskugel 28 in dieser in Fig. 1 links dargestellten Stellung bündig mit dem äußeren Ende der Bohrung 26 ab, vor der sich das obere Ende 3er Greifhülse 14 befindet, die damit in ihrer in Fig. 1 links dargestellten Stellung die Verriegelungsbolzen 27 in ihrer in die Rästausnehmungen 25 eingreifenden Verriegelungsstellung verriegelt.

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Wie aus der Zeichnung weiterhin hervorgeht, befindet sich in dem an die Ansätze 11 werkzeugseitig anschließenden Bereich jeder Längsnute 7 der Futterhülse 1 noch eine Paßfeder 29 ■, die den Auswärtshub des Ansatzes 11 und damit der Verriegelungshülse 8 und der Greifhülse 14 so begrenzt, daß der Eingriff der Ansätze 11 in die Ausnehmungen 18 der Sperrbolzen 3 und damit zugleich die unverdrehbare Führung der letzteren auch dann gesichert bleibt, wenn keine Einsatzhülse 4 in die Futterhülse 1 eingreifen sollte.

Wird die Greifhülse IH von Hand entgegen der Kraft der Schraubenfeder 16 nach der Antriebsseite des Futters hin verschoben, was infolge ihrer Verdrehbarkeit gegenüber dem Futter auch bei umlaufendem Futter möglich ist, dann werden dadurch die Sperrbolzen 3 von den schrägen äußeren Seitenwänden 12 der Ansätze her nach außen verschoben und geben die Einsatzhülse 4 damit frei. Dadurch, daß die Ansätze 11 an den Sperrbolzen 3 im Mittelbereich der Bohrungen 2 angreifen, ist jegliches Kippen oder sonstiges Klemmen der Sperrbolzen 3 während des Auskuppeins ausgeschlossen. Die Greifhülse 14 kann so weit nach der Antriebsseite der Futterhülse 1 hin verschoben werden, bis die freien Enden der Ansätze 11 am Grunde der Ausnehmungen 18 der Sperrbolzen 3 anschlagen. Bei der entsprechenden Stellung befindet sich die Greifhülse 14 gerade mit je einer inneren muldenförmigen Rastausnehmung 30 vor den beiden Bohrungen 26 der Futterhülse 1, so daß die Feder 22 nunmehr dazu in der Lage ist, das Verriegelungsstück 21 unter einer gleichzeitigen radialen Verschiebung der Verriegelungsbolzen 27 und der Verriegelungskugeln 28 nach außen axial nach der Einsatzhülse 4 hin zu verschieben. Dadurch wird nicht nur die Einsatzhülse 4 selbsttätig aus dem Schnellwechselfutter herausgestoßen, sondern zugleich die Greifhülse 14 in ihrer in Fig. 1 rechts dargestellten Freigabestellung festgehalten, bei der sich auch die Sperrbolzen 3 in ihrer äußeren, die Bohrung der Futterhülse 1 freigebenden Freigabestellung befinden.

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Wird bei der Freigabestellung der- Greifhülse 1 erneut eine Einsatzhülse 4 in die Futterhülse 1 so weit hineinbewegt, bis dadurch das Verriegelungsstück 21 entgegen der Kraft der Feder 22 wieder in seine in Fig. 1 links dargestellte innere Endstellung gelangt, dann hat dadurch die Schraubenfeder 16 erneut die Möglichkeit, über den Federteller 9 die Greifhülse 14 nach der Werkzeugseite des Futters hin au verschieben, da nunmehr die Verriegelungskugeln 28 und die Verriegelungsbolzen 27 in den Bohrungen 26 wieder radial einwärts verschoben werden können, bis die Verriegelungsbolzen 27 erneut in die Rastausnehmungen 25 des Verriegelungsstückes 21 eingreifen und damit nunmehr wieder das Verriegelungsstück 21 in'seiner in Fig. 1 links dargestellten ™ inneren Endstellung festhalten. Zugleich mit der axialen Verschiebung der Greifhülse 14 werden über die Kugeln 20 auch die Sperrbolzen 3 entlang den Bohrungen 2 radial einwärts verschoben, bis sie in die Ringnute 6. der eingeschobenen Einsatzhülse eingreifen und diese damit in der Futterhülse 1 verriegeln.

Das beschriebene Schnellwechselfutter ermöglicht somit sowohl beim Einführen als auch beim Herausnehmen der Einsatzhülse eine exakte Einhandbedienung, und zwar nicht nur bei stillstehender, sondern auch bei laufender Arbeitsspindel.

Die lediglich zur vollständigen Funktionsbeschreibung erläu- t terte Art der wechselseitigen Verriegelung zwischen der Greifhülse. 14 und einem Verriegelungsstück 21 des Wechselfutters bildet keinen Gegenstand der Erfindung und könnte auch durch irgendeine andere bekannte Verriegelung ersetzt werden.

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Claims (5)

1. f 1.)Schnellwechselfutter mit in radialen Schlitzen der Futterhülse gelagerten Sperrschiebern, die an ihren äußeren Enden je mittels eines in tangentialer Richtung verlaufende' Führungsflächen bildenden Führungsteils in einer nach dem werkzeugseitigen Futterende hin .schräg nach außen führenden Ausnehmung geführt sind, die durch eine auf der Futterhülse unverdrehbar geführte Verriegelungshülse und eine äußere, gegenüber der Futterhülse verdrehbare und gemeinsam.mit der Verrxegelungshülse längsverschiebbare Greifhülse begrenzt ist, wobei die Sperrschieber durch eine antriebsseitig an der Futterhülse und werkzeugseitig an der Verrxegelungshülse abgestützte Feder über die Ausnehmung in ihre zum Verriegeln einer in die Futterhülse einsetzbaren, das Werkzeug tragenden Einsatzhülse dienende Sperrstellung nach innen vorgespannt und durch ein axiales Verschieben der Greifhülse entgegen der Federkraft in ihre Freigabestellung nach außen verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, ö.a& die Futterhülse (1) an der Stelle jedes radialen Schlitzes (Bohrung 2) eine von diesem nach dem werkzeugseitigen Futterende hin verlaufende äußere Längsnute (7) aufweist, in die ein gegenüber der Nute kürzerer, innen etwa bis in die Mitte des Schlitzes (Bohrung 2) ragender innerer Ansatz (11) der Verrxegelungshülse (8) eingreift, dessen antriebsseitiges Ende die werkzeugseitige Seitenwand der Schrägausnehmung bildet, dadurch, daß die Sperrschieber (Sperrbolzen 3) die Führungsteile (Bodenflächen 19 und Kugeln 20) an überwiegend noch im Bereich der radialen Schlitze (Bohrungen 2>. befindlichen Stellen aufweisen, und dadurch, daß die antriebsseitige Seitenwand jeder Schrägausnehmung in an sich bekannter We.ise durch einen bis unmittelbar an die Futterhülse (1) führenden Innenkonus (13) der Greifhülse (I¹O gebildet ist.
2. 2. Futter nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sperrschieber (Sperrbolzen 3) am Innenkonus (13) der Greif-

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   hülse (It) über eine an ihm axial gelagerte Kugel (20) geführt
3. 3. Futter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Schlitze als Bohrungen (2) und die Sperrschieber als im wesentlichen zylindrische Sperrbolzen (3) ausgebildet sind. , '
4. 4. Futter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dall jeder Ansatz (11) in eine radiale Ausnehmung (18) des zugeordneten Sperrbolzens (3) eingreift.
5. 5. Futter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die in Umfangsrichtung geteilte Verriegelungshülse (8) von einem hülsenförmig ausgebildeten Federteller O) für die Schraubenfeder (16) umschlossen ist.

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