DE2305861A1 - Schnellwechsel-spannfutter mit einer zweiteiligen mutternanordnung - Google Patents

Description

Schnellwechsel-Spannfutter mit einer zweiteiligen Mut t e manordnung.

Die Erfindung betrifft ein Schnellwechsel-Spannfutter für eine zur Aufnahme eines Werkzeughalters mit einer Bohrung versehene kraftangetriebene Spindel, auf der ein länglicher zylindrischer Körper mit einer gleichförmigen Bohrung, der sich über das freie Ende der Spindel hinaus erstreckt, gelagert und mit dieser verschraubt ist, wobei auf dem Körper eine zum freien Spindelende hin verschiebbare, unter der Kraft einer Feder stehende Hülse beweglich ist, die mit einer inneren, axial sich erstreckenden Kegelfläche versehen ist.

Bei dem Spannfutter nach einem älteren Vorschlag der Anmelder (Patentanmeldung P 22 56 019.0) besteht die Gefahr, daß sich die am freien Ende der Spindel liegende Haltemutter

unter bestimmten Umständen zufällig von den Sperr- oder Haltewas
kugeln lösen kann,γζ.B.durch quergerichtete, exzentrische, auf den Werkzeughalter entweder von einer Stellschraube ausgeübte Kräfte oder durch andere Faktoren, die die Tendenz zu einer nolchon radial und quer!gerichteten »jchwenkbewegung

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der Mutter gegenüber den Kugeln unter bestimmten Bedingungen haben, hervorgerufen werden kann,·

Ferner ist bei dem Spannfutter nach dieser Patentanmeldung der äußere Endabschnitt einer Außenmuffe, die als länglicher zylindrischer Körper ausgebildet ist, mit einem nach innen gerichteten Flansch versehen, der gegen das freie Ende der Spindel anliegt. Insofern ist eine hohe Genauigkeit für die Teile erforderlich, damit die radiale Stellschraube, die die Muffe an ihrem Platz hält, in geeigneter Weise durch ihre Feder— oder Halteplatte undyihr zugeordnetes Gewindeloch am Spindelschaft geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die erwähnten Nachteile bei einem Spannfutter der eingangs genannten Gattung zu beseitigen, so daß die Schwierigkeit, die radiale Stellschraube zur Befestigung der Muffe an der Spindel genau plazieren zu müssen, wegfällt. Ferner soll vermieden werden, daß sich die Haltemutter zufällig von der Spindel bzw. dem darin festgelegten Werkzeughalter lösen kann..

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Schnellwechsel-Spannfutter der eingangsgenannten Gattung gekennzeichnet durch eine mit einem Innengewinde versehene, den in den länglichen zylindrischen Körper hineinragende und gegen die Innebohrung der Spindel sich anlegenden Werkzeughalter aufnehmende. IJutterahordnung und durch eine Anzahl von mit Abstand zueinander angeordneten, im zylindrischen Körper aufgenommenen Kugeln, von denen Abschnitte radial einwärts hervorstehen und sich haltend gegen die Mutteranordnung anlegen sowie Abschnitte radial nach außen hervorstehen und eine betriebliche Verbindung mit der inneren Kegelfläche der Hülse bilden, so daß eine Vorwärtsbewegung der Hülse den Zusammenbau und den Ausbau des Werkzeughalters und der<Mutternanordnung ermöglicht.

Vorzugsweise besteht die Mutternanordnung aus einem länglichen, mit einem Innengewinde versehenen Mutterteil und einem Feststell-Winkelring mit einer einwärts gerichteten, in dem Mutterteil gegen axiale Bewegung festgelegten Sperrverbindung

wobei das Mutterteil gegenüber dem Winkelring radiale Schwenkbewepungen ausführen kann. Die mit den Kugeln zusammenwirkende Außenoberfläche des Winkelringes wird kegelförmig ausgebildet. Danit wird irgendwelchen auf das Werkzeug oder dessen Halter wirkenden, auswärts gerichteten Kräften durch verstärkte Haltekräfte entgegengewirkt, die vom V/inkelring herrühren, der Teil der den Werkzeughalter festlegenden Mutternanordnunp; ist. Hieraus resultiert ein verstärkter, auf die Mutternanordnung wirkender Druck, der diese fest gegen eine auswärts wirkende Verschiebung verankert.

"Durch öie vom zylindrischen Körper getragenen und von der verschiebbaren Hülse einwärts gedrückten Kugeln können quer gerichtete Schwenkbewegungen des Futterteils, die die Konzontrizität ver·- lassen, nicht dahin wirken, daß ciie f^rutternanordrun?: gelöst wird. Irgendeine zufällige Vorwärtsbewegung der Hutternanordnung von der Kombination Spindel-Körper-Hülse wird verhindert.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile werden für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Erfinaunp;sgegenstandes deutlich.

Fig. 1 ist eine perspektivische schematische Frontansicht

(teilweise aufgebrochen gezeichnet) eines Schnellwechsel-Hpannfutters gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Kräfte, die bestrebt sind, den werkzouKhalter gegen eine zufällige, nach außen gerichtete Freigabebewegung zurückzuhalten.

Das ochneliwechsel-Spannfutter Il enthält eine kraftangetriebene Spindel 13 mit einer InneSSohrung 15 und eine Fut". er anordnung pus zwei Teilen, in die der Werkzeughalter 19, der eine konisch oder andersartig ausgebildete Bohrung 21 zur lösbaren Aufnehme nines Werkzeugs T aufweist, mit einem Gewinde tr.t werfen kann. Das Werkzeug T kann ein Bohrer, Cenker,

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-4-Gewindebohrer, Hohlbohrer oder ein anderes Schneidwerkzeug sein»

Der an der Spindel IJ befestigte und diese umgebende längliche zylindrische Körper 23 hat eine gleichförmige Bohrung und überragt d s vordere Ende der Spindel, um die zweiteilige' Einstellmutter 17 aufzunehmen.

Durch die Wand des Körpers 23 zieht sich einelängliche Öffnung 25, in der die flexible Sieherungsscheibe 27, die ein mittiges Loch zur Aufnahme der Kopfschraube 29 hat, liegt. Diese Schraube 29 greift in.die radiale Gewindebohrung 30 oder Spindel 13 ein und hält somit den zylindrischen Körper 23 an der Spindel 13. Die Scheibe 27 kann länglich oder rund sein.

Der zylindrische Körper 23 hat an seinem vorderen Ende eine Anzahl von auf den Umfang mit Abstand zueinander verteilten Öffnungen 32, in denen eine entsprechende Anzahl von Kugeln beweglich gelagert sind. Diese Kugeln arbeiten mit der Hülse zusammen und können sich gegen die Einstellmutter 17, diese zurückhaltend, anlegen.

Die Hülse 35 hat ein Paar von Innenschultern 37 und. 39,. die einen Längsabstand zueinander haben. Ein aufgeschnittener oder andersartig ausgebildeter Ring 41 ist an dem zylindrischen Körper 23 in einer entsprechenden Eindrehung befestigt und kann sich gegen die Schulter 37 haltend anlegen.

Der zylindrische Körper 23 ist von einer Schrauben-Druckfeder umgehen, die an ihrem einen Ende am Ring 41 anliegt, während ihr anderes En&elan der Innenschulter 39 der Hülse 35 anliegt, um die Hülse in die in Pig. 1 gezeigte Stellung mit Bezug"auf den zylindrischen Körper 23 zu drücken.

Die Hülse 35 hat an ihrer Vorderseite innen eine kegel- oder keilförmige umlaufende Fläche 51, deren Abschrägung nach rückwärts und auswärts verläuft und mit den Kugeln 33 zur Anlage zu bringen ist«,

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Die zweiteilige <:ut:ernanordnung 17 hat ein längliches Llutterteil 53 mit einem Innengewinde 55» in dem der Werkzeughalter 19 einschraubbar gehalten ist. Eine radial gerichtete Feststellschraube 59 geht durch das f.-utterteil 53 und endet in einer inneren ringförmigen Nut 57· Diese Schraube kann gegen den Werkzeughalter 19 z-u dessen Halten zur Anlage kommen.

Das Mutterteil 53 weist eine äußere ringförmige Ausnehmung 61 auf, wobei der nach rückwärts von deren Kante aus verlaufende Ringabschnitt des Mutterteils sich verjüngt, um einen freien Raum gegenüber dem Feststell-Winkelring 4-5 zu schaffen.

Der Winkel ring 45 hat an seinem vorderen Ende einen einwärts gerichteten umlaufenden Bund, der in die Ausnehmung 61 des Mutterteils 53 eingreift. Der Winkelring 4-5 ist, im Längsschnitt gesehen, keilförmig, wobei die Außenoberfläche 65 vom vorderen zum rückwärtigen, der Spindel 13 zugewandten Ende ansteigt. Diese ansteigende Fläche 65 arbeitet mit den Kugeln 33 zusammen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung der Teile liegt die innere Kegelfläche der Hülse 35 an den Kugeln 33 an und arbeitet mit diesen zusammen, während die Kugeln 33 die äußere Kegelfläche 49 des Feststell-Winkelrings 4-5 festhalten.

Obwohl die Ke^i:;elflächen 49 und 51 zu ihrem richtigen Arbeiten parallel zueinander sein können, zeigt die dargestellte Ausführun» sform, daß sie leicht zueinander rückwärts konvergieren, d.h. 7,ur Spindel 13 hin, was die Haltewirkung verbessert und steigert. Das Lutterteil 53 liegt mit seinem inneren Ende am r,itz 63 am äußeren Ende der Spindel 13 an.

/ie Fi,". 2 erkennen läßt, bewirkt irgendeine auswärts gerichtete Kraft am Werkzeug Q? oder Werkzeughalter 19 mit entsprechenden, auf das L'.utterteil 53 und den Winkelring 4-5 wirkenden Kräften, daß die Kugeln 33 i* Uhrzeigersinn drehen. Die unter Reibung

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gegen die Hülse 35 anliegenden Kugeln sind bestrebt, die Hülse 35 axial einwärts zu zwingen, wie der Pfeil zeigt. Das führt dazu, daß die Haltekraft an den Kugeln erhöht wird, so daß das Mutterteil gegen eine Verschiebung fester verankert wird.

Irgendeine vorwärts wirkende Kraft oder Bewegung am Mutterteil 53 und dem zugehörigen Winkelring 4-5 läßt die Kugeln nach einwärts rollen, so daß eine festere Verankerung, der Mutternanordnung erfolgt. Dadurch, daß die Mittenabstände des Einges 45 und der Hülse 35 nach rückwärts hin leicht vermindert sind) wird eine erhöhte Haltekraft zur Verankerung und Festlegung der Mutter gegen einezufällige Verschiebung vom Körper 23 gehalten.

Bei der vorliegenden Ausbildung ist der Feststell-Winlce] ring 4-5 angemessen zentralisiert. Er wird- nicht durch etwqige Exentrizität oder radiale Kippbewegungen des Mutterteils 53 in bezug auf den Feststell-Winkelring 4-5 beeinflußt. Das ist wegen der Lockerheit zwischen dem Winkelring 4-5 und der Außenoberfläche des Mutterteils 53 möglich» Auf diese Weise können quer gerichtete Kippbewegungen des Mutterteils in Bezug auf die Längsachse der Spindel auftreten, ohne irgendwie die Halte- und Festlegekraft des Winkelrings 4-5 zu beeinflussen.

Wenn im normalen Gebrauch die Feststellschraube 59 mit Bezug auf den Werkzeughalter.19 angezogen worden ist, so ist das Bestreben zu einer Verschiebung der Mutterachse gegenüber der Werkzeughalterachse vorhanden, was zu einer gewissen Exentrizität und Parallelverschiebung zur Spindelachse führt. Wenn die Mutter aus einem Stück besteht, wie das bei der eingangs erwähnten Ausführungsform der Fall ist, führt eine solche Exentrizitat, die aufgrund der öchraubanlage der Mutter mit Bezug auf den Werkzeughalter auftritt, wenn eine geringe Lockerheit oder Nachlässigkeit auftritt, zu ungleichen Kräften an den Kugeln 33, so daß hier die Möglichkeit einer

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zufälli -en Lösung der Gutter gegenüber dem Körper an der Spindel oder eines Ausfalls der Kugeln im Verankern und Halten der Mutter und des zugeordneten Werkzeughalters bestand.

YJenn bei der vorliegenden Ausführunrrsform die Achse des inneren Liutterteils auch eine gewisse ^.xentrizität oder einen gewissen Schlag hat, so beeinflußt des nicht die zentralisierte Lage les festste! 1-Winkelrings 4-5. Damit sind die auf die Kugeln iurch die Hülse ausgeübten Druckkräfte kontinuierliche Kräfte, und es kann kein zufälliges Lösen des V/erkzeughalters und der Lütter vom f-.pindelhauptteil eintreten.

Patentansprüche

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Claims (6)

1. Dockes 1672-G-

   Patentansprüche

   ( 1. jSchnellwechsel-Spannfutter für-eine zur Aufnahme eines ^—'"Werkzeughalters mit einer Bohrung versehene kraftangetriebene Spindel, auf der ein länglicher zylindrischer Körper mit einer gleichförmigen Bohrung, der sich über das freie Ende der Spindel hinaus .erstreckt, gelagert und mit dieser verschraubt ist, wobei auf dem Körper eine zum freien Spindelende hin verschiebbare, unter der Kraft einer Feder stehende Hülse beweglich ist, die mit einer inneren, axial sich erstreckenden Kegelfläche versehen ist, gekennzeichnet durch eine mit einem Innengewinde (55)

   den
   versehene den inVLänglichen zylindrischen Körper (23) hineinragenden und gegen die Innenbohrung (15) der Spindel (13) sich anlegenden Werkzeughalt ei? (19) aufnehmende Mutternanordnung (17) und durch eine Anzahl von mit 'Abstand zueinander angeordneten, im zylindrischen Körper (23) aufgenommenen Kugeln (33)* von denen Abschnitte radial einwärts hervorstehen und sich haltend gegen die Mutternanordnung (17) anlegen sowie Abschnitte radial nach außen hervorstehen und eine betriebliche Verbindung mit der inneren Kegelfläche (51) der Hülse (35) bilden.
2. 2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutternanordnung (17) aus einem länglichen, mit dem Innengewinde (55) versehenen Mutterteil (53) und einem Feststell-Winkelring (45) mit einer einwärts gerichteten, in dem Mutterteil (53) gegen axiale Bewegung festgelegten Sperrverbindung (47) besteht, wobei das Mutterteil (53) gegenüber dem Winkelring (45) radiale Schwenkbewegungen ausführen kann, und daß die mit den Kugeln (33) zusammen-' arbeitende Außenoberfläche (4-9) des Winkelringes (45) kegelförmig ist.

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3. 3· Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die innere Kegelfläche (51) der Hülse (35) parallel ' zur äußeren Kegelfläche (49) des Winkelringes (45) verläuft.
4. 4. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kegelfläche (51) der Hülse (35) zur äußeren Kegelfläche (49) des Winkelringes (45) in Richtung auf das angetriebene Ende der Spindel (13) konvergiert.
5. 5. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Mutternanordnung (17) aus einem mit dem Innengewinde (55) versehenen länglichen Mutterteil (53)» dessen Außenwand eine zum angetriebenen Ende der Spindel (13) sowie zu deren Achse hin gerichtete Konizität (65) aufweist, und einem Feststell-Winkelring (45) mit einer einwärts gerichteten, in dem Mutterteil (53) gegen axiale Bewegung festgelegten Sperrverbindung (47) besteht, wobei das Mutterteil (53) gegenüber dem Winkelring (45) radiale Schwenkbewegungen ausführen kann, daß die mit den Kugeln (33) zusammenarbeitende Außenoberfläche (49) des Winkelringes (45) kegelförmig ist und daß die Sperrverbindung zwischen dem Mutterteil (53) sowie dem Winkelring (45) aus einer äußeren ringförmigen Ausnehmung (61) im Mutterteil (53) und einem einwärts gerichteten, ringförmigen, in der Ausnehmung (61) aufgenommenen Bund (47) besteht.
6. 6. Schnellwechsel-Spannfutter an einer kraftangetriebenen, eine Inneabohrung aufweisenden Spindel mit einem daran befestigten, das freie Spindelende überragenden länglichen zylindrischen Körper und mit einer unter dem Druck einer Feder stehenden verschiebbaren Hülse an dem zylindrischen Körper, gekennzeichnet durch an dem zylindrischen Körper (23) angebrachte, sich betrieblich gegen die Hülse (35) anlegende Kugeln (33)» durch eine einen in den zylindrischen Körper (23) hineinragenden, gegen die Spindel (13) anliegenden

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   Werkzeughalter (19) in einem Gewinde aufnehmende Mutternanordnung^?) > durch radial einwärts vorstehende, gegen ■ die Mutternanordnung (17) haltend anliegende Abschnitte der Kugeln (33) , die bei einer Bewegung der Hülse in Richtung vom angetriebenem Ende der Spindel (13) hinweg freigegeben werden und den Ein- oder Ausbau der Mutternanordnung (17) ermöglichen, durch ein mit Innengewinde (55) versehenes, Bestandteil der Mutternanordnung (17) bildendes Mutterteil (53)» durch einen mit einer inneren Sperrverbindung (4-7) auf dem Mutterteil (53) gegen axiale Relativbewegung festgelegten Feststell-Winkelring (4-5)» dessen Außenoberfläche (4-9) abgeschrägt ist sowie mit den Kugeln (33) zusammenarbeitet und dem gegenüber das Mutterteil (53) in radialer Richtung Schwenkbewegungen ausführen kann_e

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