DE2841744A1

DE2841744A1 - Schnellwechselfutter, insbesondere fuer eine das werkzeug aufnehmende stellhuelse

Info

Publication number: DE2841744A1
Application number: DE19782841744
Authority: DE
Inventors: Otto Fauth; Lothar Hoefle
Original assignee: Otto Bilz Werkzeugfabrik GmbH and Co
Current assignee: Bilz Werkzeugfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1980-04-03
Also published as: IT1123337B; FR2437261A1; GB2031310A; FR2437261B1; US4309042A; JPS5839619B2; GB2031310B; DE2841744C2; IT7925997A0; JPS5548547A; BR7906147A

Description

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Patentanwälte

Kratzsch Mülbergerstr. 6S Dipi.-Ing. Volkhard Kratzsch

Schulz D-7300 Esslingsn Dipl.-Iny. Klaus Schulz

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Telefon Stuttgart (0711) 35 9992 Deutsche Bank Esslingen 210906 cable «krapatent» esslingenneckar Postscheckamt Stuttgart 10004-701

Otto BiIz, 21. 9. 1978

Werk ζ eu g fabri k

7302 Ostfildern 2 Anwaltsakte 2600

Schnellwechselfutter, insbesondere für eine das Werkzeug aufnehmende Stellhülse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellwechselfutter, insbesondere für eine das Werkzeug aufnehmende Stellhülse, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Ein Schnellwechselfutter dieser Art ist bekannt (DE-PS 12 99 488). Dabei ist in eine zylindrische Schafthülse die das Werkzeug aufnehmende Stellhülse einschiebbar, die darin in üblicher Weise durch Nut und Feder in Drehrichtung mitgenommen wird. Die Schafthülse ist z.B. Bestandteil des maschinenseitigen Spindelkopfes, z.B. Bohrspindelkopfes, auf den das Schnellwechselfutter aufgesetzt werden kann. Statt dessen kann die Schafthülse auch am rückwärtigen Ende einen Schaft tragen, der z.B. als Morsekegelschaft, Steilkegelschaft oder sonstwie gearteter Sonderschaft gestaltet ist, oder die Schafthülse ist mit Schaft Bestandteil eines Adapters, der seinerseits im maschinenseitigen Spindelkopf aufnehmbar ist. Das Schnellwechselfutter eignet sich zum Bohren, Senken, Reiben u. dgl. auf Transferstraßen, Sondermaschinen, Gelenkspindelbohrmaschinen und Mehrspindel-Bohrköpfen, deren Spindelenden z.B. für die Aufnahme von Stellhülsen ausge-

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bildet sind, wobei die Schafthülse dann unmittelbar den Spindelkopf bildet. Auch die anderen, eingangs schon erläuterten Gestaltungen sind möglich. Bei aufgesetztem Schnellwechselfutter und eingestecktem Werkzeug, z.B. Bohrer, wird der Bohrdruck über die Stellmutter und das Schnellwechselfutter direkt auf die freie, ringförmige Stirnfläche der Schafthülse übertragen. Von Vorteil ist insbesondere das erreichte einfache und schnelle Kuppeln der Stellhülsen durch Axialverschiebung der Schalthülse. Dadurch sind die Rüst- und Wechselζeiten wesentlich reduziert, und zwar auch bei engen Spindelabständen und schlecht zugänglichen Spindeln. Einher geht damit eine Verbesserung der Ausnutzung der Maschine. Das beschriebene, bekannte Schnellwechselfutter hat sich also durchaus bewährt. Es ist ein guter Rundlauf der Stellhülsen erreicht, da letztere nicht exzentrisch geklemmt werden. Dies führt zu gutem Rundlauf des Werkzeuges.

Zum Einstecken der Stellhülsen mit enthaltenem Werkzeug und Kuppeln letztgenannter ist es notwendig, die Schalthülse von Hand gegen die axiale Rückstellfeder in die Freigabe— stellung zu ziehen, d.h. im Betrieb axial nach unten hin, und während des Einsteckens der Stellhülse gegen die Federkraft in dieser Freigabestellung zu halten. Nach Einstecken der Stellhülse kann die Schalthülse losgelassen werden, die dann über die Federkraft von selbst in ihre Sperrstellung zurückverschoben wird, mit einhergehendera Eindrücken der Sperrkugeln radial in die Ringnut der Stellmutter. Dies erfordert den Einsatz beider Hände, nämlich denjenigen z.3. der linken Hand, die die Schalthülse in die Freigabestellung zieht und in dieser hält, und ferner denjenigen der rechten Hand, die die Stellhülse mit darin eingebrachtem Werkzeug in die Schafthülse einsteckt. Diese Handhabung ist recht aufwendig. Dadurch ist für Reduzierung der Rüst- und Wechselzeiten eine Grenze gesetzt. Mitunter ist diese Handhabung

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auch besonders beschwerlich, z.B. bei Mehrspindel-Bohrköpfen mit engen Spindelabstanden und schlecht zugänglichen Spindeln. Dann ist mitunter wenig Platz vorhanden, um mit der einen Hand die Schalthülse zu betätigen und mit der anderen Hand die Stellhülse zu halten und einzustecken bzw. bei Freigabe zu halten und herauszuziehen. Gewisse Probleme ergeben sich ferner bei auftretenden, Werkzeugseitigen Vibrationen und bei stärkeren, werkzeugseitig auf das Futter einwirkenden Axialzugkräften. Hier kann mitunter die Gefahr der Lockerung der Stellhülse in der Schafthülse oder gar des selbsttätigen, axialen Herausziehens der Stellhülse bestehen, mit einhergehenden Folgeschäden für die Maschine, deren Spindel, das Werkstück, ,die Bedienungsperson etc. Vom Werkzeug her wirkender Axialzug überträgt sich nämlich über die Stellhülse und deren Stellmutter auf die Sperrkugeln des Futters, die dabei von der Ringnutflanke der Stellmutter, die mit den Sperrkugeln in Berührung steht, evtl. radial nach außen gezwungen werden, dem sich die Schalthülse im Bereich ihres Endabschnittes und der dortigen Auflauffläche und Aufnahme nicht widersetzen kann, so daß die Schalthülse dabei in Axialrichtung von ihrer Sperrstellung in Richtung ihrer Frexgabestellung bewegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnellwechselfutter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung zu schaffen, das ein noch einfacheres und vor allem schnelleres Kuppeln und Entkuppeln der Stellhülsen ohne zwingenden Einsatz beider Hände der Bedienungsperson ermöglicht, vor allem auch bei engen Spindelabständen und schlecht zugänglichen Spindeln, und das damit die Handhabung noch weiter vereinfacht und eine weitere Reduzierung der Rüst- und Wechselzeiten möglich macht.

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Die Aufgabe ist bei einem Schnellwechselfutter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung gemäß der Erfindung gelöst durch eine Rastvorrichtung zwisehen der Schalthülse und der Kugelhülse, mittels der die Schalthülse selbsttätig gegenüber der Kugelhülse in ihrer axialen Freigabestellung gegen selbsttätiges, unter der Wirkung der Feder verursachtes Zurückfallen in die Sperrstellung verrastbar ist und welche insbesondere beim Einbringen der Stellhülse mittels äußerem, von Hand und/oder über die Stellmutter aufbringbarem Axialdruck auf die Schalthülse überrastbar ist mit nachfolgender, selbsttätiger Axialverschiebung der Schalthülse über die Feder in ihre Sperrstellung. ■

Letzteres führt zu einer echten Einhandbedienung. Soll eine eingesteckte Stellhülse mit Werkzeug gelöst und entnommen werden, so braucht lediglich mit einer Hand die Schalthülse von ihrer Sperrstellung axial nach vorn hin gegen die Wirkung der Feder in ihre Freigabestellung verschoben zu werden, in der die Schalthülse über die Rastvorrichtung selbsttätig verrastet und fixiert bleibt. Einher geht mit dieser Verschiebebewegung der Schalthülse ein Lockern bis endgültiges Entkuppeln der Stellhülse mit Stellmutter und eingestecktem Werkzeug. Letztere werden bei Axialverschiebung der Schalthülse von der Sperrstellung in die Freigabestellung mit der gleichen Hand als Einheit erfaßt, die die Schalthülse verschiebt. Die genannte Einheit fällt dabei also nicht etwa aus der Schafthülse heraus. Nach Entnahme der Stellhülse aus der Schafthülse verbleibt das Futter in der Freigabestellung. Es ist zur Aufnahme der Einheit, bestehend aus Stellhülse, Stellmutter und eingebrachtem Werkzeug, bereit. Die letztgenannte wird zum Einstecken ebenfalls mit nur einer Hand erfaßt, z.B. der rechten, und in die Schafthülse eingesteckt. Sobald sich beim Einstecken die Ringnut der Stellmutter etwa in axialer Höhe der Sperrkugeln befindet

und letztere darin einrasten können, wird die verrastete Freigabestellung der Schalthülse durch Axialdruck auf letztere überrastet, die Rastung also gelöst. Dies kann entweder durch von Hand auf die Schalthülse aufgebrachten Axialdruck geschehen, der z.B. vom Daumen derjenigen Hand aufgebracht wird, die die Stellhülse einsteckt und hält. Auch dazu ist die Hinzunahme der anderen Hand nicht notwendig. Statt dessen kann der Axialdruck auf die Schalthülse, was besonders vorteilhaft ist, auch unmittelbar von der Stellmutter her beim Einstecken auf das zugekehrte Ende der Schalthülse wirken. Die so entrastete Rastvorrichtung gibt dann die Schalthülse frei. Letztere wird über die Wirkung der sich axial entspannenden Feder selbsttätig in gleicher Richtung, wie die Stellhülse eingesteckt wurde, von der Freigabestellung in die Sperrstellung verschoben. Dabei überläuft die Auflauffläche der Schalthülse die Sperrkugeln, die dabei radial nach innen in die Ringnut der Stellmutter eingedrückt werden. Letztere, und damit die Stellhülse mit enthaltenem Werkzeug, ist dann axial sicher verrastet. Somit werden das Kuppeln und Entkuppeln der Stellhülsen wesentlich vereinfacht und beschleunigt. Die Rüst- und Wechselzeiten werden dadurch noch weiter verkürzt. Die Handhabung ist gänzlich unproblematisch, insbesondere deswegen, weil beim Einstecken der Stellhülse keinerlei Augenmerk mehr darauf zu richten ist, daß die Schalthülse noch axial in der Freigabestellung von Hand gehalten und rechtzeitig dann losgelassen wird, wenn sich die Ringnut der Stellmutter im Axialbereich der Sperrkugeln befindet. Dieser besondere, bisher notwendige Beobachtungsauxvjand entfällt somit gänzlich. Die Einhandbedienung erleichtert das Kuppeln und Entkuppeln der Stellhülsen vor allem auch bei engen Spindelabständen und schlecht zugänglichen Spindeln. Für nur eine notwendige Hand ist dort immer noch Platz genug. Evtl. Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson ist gänzlich gebannt.

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Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Rastvorrichtung im Inneren zwischen der Kugelhülse und der Schalthülse angeordnet ist. Dies erschließt die Möglichkeit, trotz erfindungsgemäßer Rastvorrichtung den Außendurchmesser des Schnellwechselfutters unverändert klein zu belassen und zugleich auch die inneren Einbaumaße unverändert zu belassen. Das Schnellwechselfutter kann dadurch unverändert die gleichen Einbaumaße innen und außen besitzen, wie bisher bekannte Schnellwechselfutter ohne erfindungs gern äße Rastvorrichtung .

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform enthält Anspruch 3. Dabei versteht es sich, daß statt Anordnung der Rastschulter an der Schalthülse und des Rastgliedes an der Kugelhülse auch die kinematische Umkehr im Rahmen der Erfindung liegt, d.h. Anordnung des Rastgliedes an der Schalthülse und der Rastschulter an der Kugelhülse. Beim Verschieben der Schalthülse von der Sperrstellung mit gekuppelter Stellhülse in die Freigabestellung mit Freigabe der Stellhülse überläuft die Rastschulter, angeordnet an oder in der Schalthülse, das mindestens eine, radial bewegliche Rastglied, angeordnet an oder in der Kugelhülse. Nach axialem Überlaufen wird das Rastglied zur Radialbewegung unter der Wirkung seiner Federbelastung frei, so daß das Rastglied axial hinter der Rastschulter angreifen kann, und zwar so, daß dann eine formschlüssige Sperrung zwischen Kugelhülse und Schalthülse in deren Freigabestellung erreicht ist. Wichtig ist dabei natürlich, daß die Federbelastung des Rastgliedes nur so stark ist, daß durch auf die Schalthülse einwirkenden Axialdruck in Richtung axialer Sperrstellung die Rastschulter dann in der Lage ist, das Rastglied radial nach innen gegen die Wirkung seiner Federbelastung in die entrastete Lage zurückzuschieben. Dies kann durch besondere Einstellung der Federbelastung und auch durch konstruktive Gestaltung des Rastgliedes und der Form der Rastschulter sichergestellt werden.

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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform enthält Anspruch 4, vor allem aber Anspruch 5. Bei der letztgenannten Gestaltung mit Rast3usnehmung in Gestalt einer Ringausnehmung im Inneren der Schalthülse wird die Rastschulter durch die im Anspruch 5 beschriebene Ringschulterfläche gebildet. Die Ringausnehmung kann entweder gemäß Anspruch 7, also als Ringnut, oder gemäß Anspruch 13, also als innere, axial relativ lange Zylinderaussparung/gestaltet sein. Wesentlich ist hinsichtlich der Ausbildung der Rastausnehmung vor allem, daß letztere einen gewissen radialen Freiraum für das Aufnehmen des mindestens einen Rastgliedes in der Freigabestellung der Schalthülse bildet, und daß ferner die beschriebene, z.B. in Umfangsrichtung ganz umlaufende, Rastschulter vorgesehen ist, die das Rastglied bei Überführen in die Raststellung überläuft. Die Ringnut nach Anspruch 7 oder Zylinderaussparung nach Anspruch 13 sind problemlos ohne nachteilige Querschnittsschwächung in die Innenwandung der Schalthülse einbringbar. Dies ist also ein wesentlicher Schritt, um trotz Anordnung der erfindungsgemäßen Rastvorrichtung die Einbaumaße des Schnellwechselfutters innen und außen nicht verändern zu müssen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus den Ansprüchen 6 und 8. Anspruch 9 enthält besondere Ausführung sformen für die Federbelastung der Rastglieder in Form von Rastkugeln. Dabei versteht es sich, daß notfalls sogar eine einzige Rastkugel als Rastglied ausreichend sein kann, obwohl der symmetrischen Gestaltung wegen zumindest zwei einander z.B. diametral gegenüberliegende Rastkugeln dann vorzuziehen sind.

Eine andere Ausführungsform der Gestaltung des Rastgliedes enthält Anspruch 10.

Allen Ausfuhrungsformen nach Anspruch 6 und den Ansprüchen 8-10 ist der Vorteil gemeinsam, daß die Rastglieder ohne Veränderung der Abmessungen der Kugelhülse und/oder der Schalthülse vorgesehen werden können.

Eine besonders vorteilhafte, weitere Ausführungsform enthält Anspruch 11. Dadurch ist in konstruktiv besonders einfacher Weise die Federbeaufschlagung der Rastglieder in Form von Rastkugeln verwirklicht. Eine zusätzliche Feder für diese Federbeeufschlagung ist nicht notwendig, da hierzu zugleich die Feder herangezogen ist, die die Schalthülse axial federbeaufschlagt. Der Ringraumbereich endseitig der Kugelhülse und zwischen der Innenwandung der Schalthülse und der Außenwandung der Schafthülse ist ohnehin vorgesehen, um dort die genannnte, axiale Rückstellfeder für die Schalthülse aufzunehmen. Dieser Ringraumbereich braucht somit konstruktiv nicht besonders vorgesehen zu werden. Er wird zusätzlich zur Aufnahme des axial beweglichen Druckringes genutzt. Wesentlich ist die endseitige Schrägringfläche der Kugelhülse, über die die Rastkugeln dann überstehen können, wenn sich die Schalthülse in der Sperrstellung befindet^ Dies ist auch dann der Fall, wenn in dieser Stellung der Schalthülse in deren Innenwandung noch zusätzliche Aufnahmen für die Rastkugeln enthalten sind, wie später noch erläutert wird. Ohne derartige Aufnahmen werden die Rastkugeln bei in Sperrstellung befindlicher Schalthülse von deren Innenwandung radial nach innen gedrückt, so daß die Rastkugeln relativ weit über die endseitige Schrägringfläche der Kugelhülse überstehen. In diesem Überstandsbereich liegt der Druckring in Axialrichtung mit seiner Druckfläche an den Rastkugeln an, wobei der Druckring dabei unter der Wirkung der axialen Druckfeder steht. Die Rastkugeln können radial nicht ausweichen, mag die axiale Federkraft, die über den Druckring auf sie einwirkt, auch noch so groß sein. Erst dann, wenn die Schalthülse von dieser

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Sperrstellung axial in die Freigabestellung verschoben wird und dabei die Rastschulter mit radialem Freiraum die Rastkugeln überläuft, haben letztere Platz, unter dem Druck der dann axial noch weiter zusammengedrückten Feder, des Druckringes und dessen Druckfläche radial nach außen so in die Rastlage verschoben zu werden, daß sie nun an der Rastschulter anliegen und die Schalthülse in der Freigabestellung gegen selbsttätiges, axiales Zurückschieben sperren.

Die Druckfläche des Druckringes kann am stirnseitigen Ende eines Ringbundes des letzteren sitzen. Dies kann schon ausreichend sein. Statt dessen kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die Druckfläche des Druckringes gemäß Anspruch gestaltet ist. Dann werden die Rastkugeln in der Sperrstellung der Schalthülse von dieser Keilringfläche des Druckringes im über die Schrägringfläche überstehenden Bereich beaufschlagt. Bei Axialverschiebung der Schalthülse in die Freigabestellung mit zunehmendem Axialdruck über die Feder auf den Druckring drückt die Keilringfläche des letzteren dann die Rastkugeln radial nach außen in ihre Rastlage. Die Schräge der Keilringfläche wie auch diejenige der Schrägringfläche ist in Anpassung an die Feder so zu wählen, daß die Rastkugeln schnell und reibungsarm in ihre Rastlage überführbar sind. Die Schräge der Keilringfläche hat bei Beaufschlagung der Rastkugeln nicht nur eine Axialkomponente, sondern zugleich auch eine Radialkomponente, die das radiale Herausdrücken der Rastkugeln beschleunigt und eine Rollbewegung der Rastkugeln ermöglicht, mit einhergehender Reibungs- und Verschleißarmut. Beim Überführen der Schalthülse durch Axialdruck von der Freigäbestellung in die Sperrstellung werden die Rastkugeln von der Rastschulter zumindest im wesentlichen axial beaufschlagt. Da die Rastkugeln mit geringerer Radialtiefe an der Rastschulter anliegen, als ihrem Radius, werden die Rastkugeln dabei

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nicht etwa abgeschert, sondern radial nach innen gedrückt. Diese Bewegung wird ebenfalls durch die schräge Keilringfläche des DrucJcringes begünstigt, der sich diesem radialen Eindrücken der Rastkugeln unter dem Druck der Axialfeder widersetzt. Die beim radialen Eindrücken der Rastkugeln auf den Druckring über seine Keilringfläche wirkende, axiale Kraftkomponente erleichtert und beschleunigt die Axialverschiebung des Druckringes gegen die Feder durch die aus ihrer Rastlage heraus bewegten Rastkugeln.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsformen enthalten die Ansprüche 14 - 17. Dadurch ist mit einfachen Mitteln und ohne größere konstruktive Änderungen erreicht, daß beim Einstecken der Stellhülse und bei in Freigabestellung verrasteter Schalthülse der Axialdruck zum Entrasten der Schalthülse selbsttätig von der Stellmutter auf die Schalthülse einwirkt. Die Schalthülse wird also dann in ihrer Freigabestellung entrastet, wenn die Stellmutter beim Einstecken der Stellhülse Axialdruck auf das zugekehrte Ende der Schalthülse ausübt. Die konstruktiven Mittel hierfür erfordern praktisch keinen Mehraufwand. Im einfachsten Fall braucht lediglich die endseitige Stirnfläche des Endabschnittes der Schalthülse in Radialrichtung so bemessen zu sein, daß diese Stirnfläche beim Einstecken der Stellhülse mit Stellmutter von der zugewandten Seite letzterer axial druckbeaufschlagbar ist. Dies ist z.B. dann gegeben, wenn - ohne Veränderung der Stellmutter - der Endabschnitt der Schalthülse dann, wenn sich letztere in ihrer verrasteten Freigabestellung befindet, axial über die endseitige Stirnfläche der Kugelhülse um ein gewisses Maß übersteht, so daß bei Einstecken der Stellhülse die zugewandte Stirnseite der Stellmutter an diesem Überstand axial angreifen kann. In kinematischer Umkehr kann dieser Überstand natürlich auch durch eine Anschlagschulter an der zugekehrten Seite der Stellmutter verwirklicht sein. Ferner können zwischen dem stirnseitigen

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Ende der Schalthülse und der zugewandten Seite der Stellmutter auch andere Anschlageleraente entsprechendes bewirken, z.B. axial gerichtete Anschlagstifte, Schrauben, in Urnfangsrichtung fixierte Di_stanzringe oder ähnliches.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen enthalten die Ansprüche 18 - 20. Infolge dieser zusätzlichen Sperrnut auf der Innenwandung der Schalthülse können die Rastkugeln dann, wenn sich die Schalthülse in ihrer Sperrstellung befindet,anveng radial in die Sperrnut auswandern. Die Schalthülse ist dadurch auch in ihrer Sperrstellung verrastet. Die Verrastung ist bei Verschiebung der Schalthülse in die Freigabestellung überrastbar, und zwar mit relativ geringem Axialzug. Besonders vorteilhaft wirkt sich die schräge Ringschulter der Sperrnut dieser Sperrvorrichtung aus; denn durch die an dieser Ringnut angreifenden Rastkugeln wird die Schalthülse nicht nur in ihrer Sperrstellung gehalten, sondern auch bei werkzeugseitig wirkenden Vibrationen oder Axialzug, die über die Sperrkugeln letztlich auf die Schalthülse übertragen werden, immer gegen diese Wirkungen in ihrer Sperrstellung gesichert. Es wirkt ein axial entgegengerichteter Axialzug auf die Schalthülse, der eine gegengerichtete Längsverschiebung der Schalthülse in Richtung Freigabestellung, und damit ein evtl. Lockern der Stellhülse, verhindert. Über die Auflauffläche der Schalthülse werden die Sperrkugeln somit immer radial in die Ringnut der Stellmutter eingedrückt, auch wenn werkzeugseitig Vibrationen oder in Löserichtung weisender Axialzug auf das Futter einwirken.

Eine weitere, sehr vorteilhafte Gestaltung enthalten die Ansprüche 21 und 22. Beim bekannten Futter geht die Auf— lauffläche axial unmittelbar in die durchmessergroßere Aufnahme zwischen Schalthülse und Kugelhülse über. Werk— zeugseitig wirkende Vibrationen, insbesondere stärkerer

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Axialzug in Löserichtung, konnten bisher mitunter dazu führen, daß die Sperrkugeln von der daran anliegenden Ringnutflanke der Stellmutter radial außer Eingriff verschoben werden, mit einhergehender, über den Angriff der Sperrkugeln an der Auflauffläche bedingter, Axialverschiebung der Schalthülse in Löserichtung. Lockern und evtl. gänzliches Herausfallen der Stellhülse konnten die Folge sein mit Folgeschäden hinsichtlich der Maschine, des zu bearbeitenden Werkstückes, des Werkzeuges und des Futters. Durch die Maßnahme nach Anspruch 21, d.h. die axial zwischengeschaltete Zylinderzwischenfläche zwischen der Auflauffläche und der Aufnahme, ist diese Gefahr wirksam und praktisch ohne Mehraufwand gebannt. Vibrationen oder Axialzug in Löserichtung können nur so weit, übertragen von der Stellmutter über die Sperrkugeln auf die Schalthülse, letztere axial in Löserichtung verschieben, bis dabei die schräge Auflauffläche die Sperrkugeln passiert hat. Sobald danach die Zylinderzwischenfläche, die also achsparallel verläuft, in Berührungskontakt mit den Sperrkugeln tritt, wird ein darauf wirkender Radialdruck nach außen hin nicht mit Axialkomponente auf die Schalthülse übertragen. Die Schalthülse bleibt nun mit dieser Zylinderzwischenfläche selbst bei überaus starkem, werkzeugseitig übertragenen Axialzug in Berührungskontakt mit den Sperrkugeln ohne weitere Axialverschiebung in Löserichtung. Der Sitz der Stellmutter wird somit axial nur ein wenig gelockert und dann auf den ursprünglich festen Axialsitz selbsttätig zurückgeführt, wenn z.B. der Bohrdruck, axial der Zugkraft entgegengerichtet, wirkt und dadurch die Stellhülse wieder gänzlich in die Schafthülse hineingedrückt wird. Dann befindet sich auf axialer Höhe der Sperrkugeln wieder die Ringnut der Stell— mutter. Durch Axialdcudc der Feder wird die Schalthülse selbsttätig wieder gänzlich in ihre Sperrstellung zurückgeschoben, wobei über die Auflauffläche die Sperrkugeln radial wieder voll in die Ringnut der Stellmutter hinein-

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gedrückt werden. Eine evtl. vorkommende, beschriebene Lockerung der Stellhülse mit Stellmutter führt somit selbsttätig im Betrieb wieder zum festen Axialsitz.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils einen schematischen

Längsschnitt eines Schnellwechselfutters, aufgebracht auf eine Schafthülse und mit eingesetzter Stellhülse, in der Sperrstellung bzw. in der Freigabestellung,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt III

von Fig. 1, jedoch nicht in der Sperrstellung, sondern in einer demgegenüber geringfügig axial gelockerten Stellung,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt IV

in Fig. 1, jedoch eines demgegenüber abgewandelten Ausführungsbeispieles ohne Sperrnut,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt V

in Fig. 1, jedoch eines abgewandelten Ausführungsbeispieles.

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Bei allen Ausführungsbeispielen, insbesondere Fig. 1 und 2, ist in eine zylindrische Schafthülse 10 eine das Werkzeug aufnehmende Stellhülse 11 einschiebbar, die darin durch Nut 12 und Feder 13 in Drehrichtung mitgenommen wird. Die Schafthülse 10 ist z.B. Bestandteil des maschinenseitigen Spindelkopfes oder sie trägt am rückwärtigen Ende, wie angedeutet, einen Schaft 14, der z.B. als Morsekegelschaft, Steilkegelschaft oder sonstwie gearteter Sonderschaft gestaltet ist, oder die Schafthülse 10 ist mit Schaft 14 Bestandteil eines Adapters, der seinerseits im nicht gezeigten, maschinenseitigen Spindelkopf aufnehmbar ist.

Die Stellhülse 11 ist an sich bekannt. Sie weist am vorderen Ende ein Gewinde 15 auf, auf das mit Gewinde 16 eine Stellmutter 17 aufschraubbar ist. Die Stellmutter 17 enthält einen Gewindestift 18 und einen Federring 19. Auf einem Zylinderschaft 20 trägt die Stellmutter 17 eine Ringnut 21 mit beidseitig ansteigenden Flanken 22 und 23. Der Zylinderschaft 20 trägt am in Fig. 1 nach oben weisenden Ende eine axiale Ringfläche 25. In entgegengesetzter Richtung schließt sich an den Zylinderschaft 20 eine Schulter 24 größeren Durchmessers mit zum Zylinderschaft 20 hinweisender, axialer Anschlagfläche 26 an.

Die Schafthülse 10 trägt am in Fig. 1 unteren, freien Ende eine ringförmige Stirnfläche 27.

Bestandteil des Schnellwechselfutters ist ferner eine auf die Schafthülse 10 axial aufbringbare und mit ihr lagesichernd verbindbare Kugelhülse 30, die an ihrem vorderen, in Fig. 1 unten liegenden Ende einen Ringansatz 31 aufweist. Letzterer enthält mehrere, in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabstanden voneinander angeordnete, radiale Durchgangsbohrungen 32, in denen jeweils eine Sperrkugel

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radial beweglich gehalben ist. Letztere greifen in der Sperrstellung gemäß Fig. 1 in die Ringnut 21 der Stellmutter 17 so ein, daß letztere, und mit ihr die Stellhülse 11, axial verschiebesicher mit der Schafthülse 10 verbunden ist. In der Freigabestellung gemäß Fig. 2 befinden sich die Sperrkugeln 33 außer Eingriff mit der Ringnut 21.

Der Ringansatz 31 der Kugelhülse 30 bildet mit seinem stirnseitigen, in Fig. 1 unteren Ende einen planen Axialanschlag 34, gegen den - je nach Bemessung des Schnellwechselfutters die Stellmutter 17 mit ihrer zugewandten Ringfläche 26 in der Sperrstellung gemäß Fig. 1 anschlagen kann.

Der Ringansatz 31 der Kugelhülse 30 springt radial nach innen vor, ist also im Durchmesser kleiner als die Schafthülse 10, jedoch größer als der Zylinderschaft 20 der Stellmutter 17. Im Übergangsbereich zum Ringansatz 31 hin trägt letzterer eine axiale Ringfläche 35.

Je nach Bemessung des Schnellwechselfutters können sich der Ringansatz 31 der Kugelhülse 30 und/oder die Stellmutter 17 jeweils mit der Ringfläche 35 bzw. 25 axial gegen die freie Stirnfläche 27 der Schafthülse 10 abstützen, wobei die Stellmutter 17 mit ihrer Anschlagfläche 26 der Schulter 24 gegen den stirnseitigen Axialanschlag 34 der Kugelhülse 30 anschlagen kann. Vorbeschriebenes bezieht sich auf die Sperrstellung gemäß Fig. 1. In der Freigabestellung gemäß Fig. 2 kann die Kugelhülse 30 mit der Ringfläche 35 sich axial an der Stirnfläche 27 abstützen.

Die Kugelhülse 30 ist dadurch mit der Schafthülse 10 verbunden und axial gesichert, daß in eine Bohrung 36 der Kugel— hülse 30 eine Schaftschraube 37 greift, die in eine Gewindebohrung 38 der Schafthülse 10 eingeschraubt ist. Statt dessen kann die Kugelhülse 30 auch, wie in Fig. 1 und 2 gestrichelt

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angedeutet ist, mit innerem Gewinde auf ein endseitiges Außengewinde 39 der Schafthülse 10 aufgeschraubt sein. Es versteht sich ferner, daß die Schafthülse 10 auf dem axialen Längenabschnitt, auf dem sie von der Kugelhülse 30 übergriffen ist, euch einen im Durchmesser kleineren, abgestuften Absatz tragen kann, statt in Achsrichtung durchgehend gleiches Durchmessermaß zu besitzen.

Bestandteil des Schnellwechselfutters ist ferner eine äußere Schalthülse 50. Letztere ist mit ihrer Innenwandung 51 auf der Außenwandung 40 der Kugelhülse 30 axial verschiebbar gehalten. Sie steht unter dem Axialdruck einer rückseitigen, in Fig. 1 oben angeordneten Feder 52. Zur Abstützung der Feder 52 am in Fig. 1 oberen Ende befindet sich zwischen der Innenwandung 51 der Schalthülse 50 und der Außenwandung der Schafthülse 10 ein Anschlagring 53, der entweder gemäß Fig. 1 mittels eines Sicherungsringes 54 oder gemäß Fig. 5 mittels eines Gewindes 55 an der Schalthülse 50 gehalten ist. Das andere Ende der Feder 52 ist mittelbar axial an der Kugelhülse 30 abgestützt, wie noch erläutert wird.

Die Schalthülse 50 trägt am vorderen, in Fig. 1-3 unteren Ende in der axialen Nachbarschaft der Sperrkugeln 33 einen z.B. verdickten Endabschnitt 56. Letzterer weist im Inneren nahe seines freien Endes eine etwa kegelstumpfartig zum Ende hin zulaufende, schräge und ringförmige Auflauffläche 57 und in Abstand davor eine innere Aufnahme 58 größeren Radialmaßes auf. Mittels der Auflauffläche 5 7 sind die Sperrkugeln 33 bei Axialverschiebung der Schalthülse 50 in ihre Sperrstellung gemäß Fig. 1 radial in die Ringnut der Stellmutter 17 eindrückbar, während die Sperrkugeln bei gegensinniger Axialverschiebung der Schalthülse 50 in ihre Freigabestellung gemäß Fig. 2 unter Freigabe der

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Stellmutter 17 mit Stellhülse 11 radial aus der Ringnut 21 austreten und innerhalb der Aufnahme 58 der Schalthülse 50 zum Ausweichen ausreichend Platz finden.

Zwischen der Schalthülse 50 und der Kugelhülse 30 ist im Inneren, und zwar am der Stellmutter 17 gegenüberliegenden Endbereich, eine Rastvorrichtung angeordnet, die nachstehend näher erläutert ist. Mittels der Rastvorrichtung ist die Schalthülse 50 selbsttätig gegenüber der Kugelhülse 30 in ihrer axialen Freigabestellung gemäß Fig. 2 gegen selbsttätiges, unter der Wirkung der Feder 52 verursachtes Zurückfallen in die in Fig. 1 gezeigte Sperrstellung verrastbar. Die Rastvorrichtung ist insbesondere beim Einbringen der Stellhülse 11 in die Schafthülse 10 über einen Axialdruck, der in Fig. 1 von unten nach oben auf die Schalthülse 50 aufgebracht wird, überrastbar mit einhergehender, nachfolgender selbsttätiger Axialverschiebung der Schalthülse 50 über die Feder 52 in ihre Sperrstellung gemäß Fig. 1. Der zum Überrasten aufzubringende Axialdruck kann entweder von Hand oder aber über die Stellmutter 17 gleichzeitig beim Einbringen der Stellhülse 11 aufgebracht werden. Dies ermöglicht somit eine echte Einhandbedienung. Soll nämlich die Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 und darin enthaltenem Werkzeug, ausgehend von der Sperrstellung gemäß Fig. 1, aus dem Schnellwechselfutter herausgelöst werden, so braucht lediglich von Hand die Schalthülse 50 gegen die Wirkung der Feder 52 axial verschoben zu werden, und zwar in Fig. von oben nach unten, und dabei von der Sperrstellung in die Freigabestellung gemäß Fig. 2. Dann rastet die Schalthülse über die Rastvorrichtung selbsttätig in dieser Freigabestellung gemäß Fig. 2 ein. Die Schalthülse 50 muß also nicht von Hand in dieser Freigabestellung gehalten werden. Die Stellhülse·· 11 mit Stellmutter 17 und im Inneren der Stellhülse 11 befindlichem Werkzeug fällt aus der Schafthülse

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heraus oder kann herausgezogen werden. Das Schnellwechselfutter bleibt in der Freigabestellung und ist aufnahmebereit für das Einstecken einer Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 und Werkzeug in das Innere der Schafthülse 10. Geschieht letzteres, so ergibt sich als Zwischenstellung, vor Einrasten der Sperrkugeln 33 in der Ringnut 21, diejenige gemäß Fig. 2. Weiteres axiales Einschieben der Stellhülse 11 mit Stellmutter.. 17 führt - entweder-über-z.B.. die Anschlagfläche 26 der Stellmutter 17 oder durch Aufbringung von Hand zu einer axialen Druckbelastung der Schalthülse 50 gemäß Fig. 2 in Richtung von unten nach oben. Dadurch wird die Rastvorrichtung überrastet mit gleichzeitigem, weiterem Einschieben der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17. Die Schalthülse 50 wird über die sich entspannende Feder 52 axial in Fig. 2 nach oben zurückgestellt. Dabei drückt die schräge Auflauffläche 5 7 im Endabschnitt 56 der Schalthülse 50 die Sperrkugeln 33 radial nach innen in die Ringnut 21 der Stellmutter 17.

Die Rastvorrichtung weist mindestens ein radial bewegliches, in dieser Richtung federbelastetes Rastglied innerhalb der Kugelhülse 30 auf. Als Rastglieder sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere in Umfangsrichtung vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander gruppierte Rastkugeln 60 vorgesehen. Diese sitzen radial beweglich in zugeordneten"Radialaufnahmen in Gestalt von Radialbohrungen 61 an demjenigen Ende der Kugelhülse 3o, das in Fig. 1 und 2 nach oben weist und dem Ringansatz 31 gegenüberliegt.

Bestandteil der Rastvorrichtung ist ferner eine axiale Rastschulter 62 auf der Innenwandung 51 der Schalthülse 50. Die Rastschulter 62 weist zur Feder 52 hin. An der Rastschulter 62 greifen bei Axialverschiebung der Schalthülse 50 in ihEe Freigabestellung gemäß Fig. 2 die Rast-

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kugeln 60 sperrend und formschlüssig an. Die Rastschulter 62 der Schalthülse 50 ist durch die den Rastkugeln 60 axial in etwa benachbarte Wandung einer Rastausnehmung in Gestalt einer inneren Ringausnehmung 6 3 gebildet, die hier als im Querschnitt kreisbogenförmige Ringnut gestaltet ist, deren Radialtiefe zumindest geringfügig kleiner ist als der Radius der Rastkugeln 60. Somit ist die Rastschulter 6 2 durch eine Ringschulterfläche der Ringnut 6 3 der Schalthülse 50 gebildet, und zwar durch'diejenige"Ringschulterfläche der Ringnut 63, die beim Verschieben der Schalthülse 50 in ihre Freigabestellung gemäß Fig. 2 die Rastkugeln 60 als erste passiert und überläuft.

Die Rastkugeln 60 sind in der Sperrstellung der Schalthülse 50 gemäß Fig. 1 von deren Innenwandung 51 gegen die Wirkung ihrer noch erläuterten Federbelastung radial in ihre Radialbohrungen 61 hineingedrückt. In der Freigabestellung gemäß Fig. 2 hingegen werden die Rastkugeln 60 von der Rastschul— ter 62 der Ringnut 63 als erste überlaufen, wonach die Rastkugeln 60 unter der Wirkung ihrer Federbelastung radial hinter der Rastschulter 62 in die Ringnut 6 3 der Schalthülse 50 eingreifen (Fig. 2) und dabei die Schalthülse 50 in dieser Freigabestellung so verrasten, daß die Schalthülse 50 unter der Wirkung der gespannten Feder 52 nicht selbsttätig von der Freigabestellung (Fig. 2) in die Sperrstellung (Fig. 1) zurückfallen kann. ■ ·

Die Federbelastung für die Rastkugeln 60 kann in vielfältiger Weise aufgebracht werden. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Radialbohrungen 61 je Radialbohrung eine Rastfeder oder aber für-alle Radialbohrungen 61 eine gemeinsame, ringförmig in die Innenwandung der Kugelhülse 30 im Axialbereich der Radialbohrungen 61 eingelegte Ringfeder angeordnet, mittels der die Rastkugelrf 60 in Radialrichtung zur Schalthülse 50 hin federbeaufschlagt sind.

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Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Rastglied, statt aus den beschriebenen Rastkugeln 60 in den Radialbohrungen 61, aus einem sprengringartigen Federring, der in einer Ringnut innerhalb der Außenwandung 40 der Kugelhülse 30 in Radialrichtung nach außen hin überstehend vorgespannt gehalten ist.

Wi.e vor allem aus Fig. 4 insoweit ersichtlich ist, weist die Kugelhülse 30 am die Rastkugeln 60 aufnehmenden Ende eine Schrägringfläche 64 auf, die kegelstumpfartige Gestalt hat mit zum Ringansatz 31 hin weisender Verjüngungsrichtung« Die Schrägringfläche 64 erstreckt sich bis in den Axialbereich der Radialbohrungen 61 derart hinein, daß die Rastkugeln 60 in der Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse 50 radial nach, innen hin über die Oberfläche der Schr.ägringflache 64 überstehen. Das Überstandsmaß ist in Fig. 4 schematisch mit a eingezeichnet.

Im Ringraumbereich 65 der Feder 52 ist, der Schrägringfläche 64 benachbart und auf der Axialseite der Feder 52, die dem Anschlagring 53 abgewandt ist, ein längs der Innenwandung 51 der Schalthülse 50 und längs der Außenwandung der Schafthülse 10 beweglicher Druckring 66 angeordnet. An letzterem stützt sich axial das zugewandte Ende der Feder 52 als Federbeaufschlagung für die Rastkugeln 60 ab. Der Druckring 66 ist mit einer zur Schrägringfläche 64 und zu den in Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse 50 über die Schrägringfläche 64 überstehenden Rastkugeln 60 hin weisenden Druckfläche in Form einer Keilringfläche 67 im wesentlichen axial gegen die Rastkugeln 60 angedrückt. Die Keilringfläche 67 entspricht in der Gestaltung zumindest im wesentlichen der Schrägringfläche 64.

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Es ist ferner eine überrastbare Sperrvorrichtung vorgesehen, als teilweiser Bestandteil der beschriebenen Rastvorrichtung, mittels der die Schalthülse 50 in ihrer Sperrstellung (Fig. 1) sperrbar und in dieser Sperrstellung mittels axialer Kraftkomponente gegen in Freigaberichtung wirkenden Axialzug sicherbar ist. Diese Sperrvorrichtung weist in der Innenwandung 51 der Schalthülse 50 eine Sperrnut 70 auf. Letztere befindet sich auf der Axialerstreckung zwischen dem Endabschnitt 56 und der Ringnut 6 3 mit Rastschulter 62, und zwar in relativ geringem Axialabstand von letzterer. Da nicht zwingend notwendig, ist in Fig. 4 die Sperrnut 70 weggelassen. Diejenige Ringschulter 71 der Sperrnut 70, die der Rastschulter 62 axial am nächsten liegt, ist etwa kegelst ump ff or mi g abgeschrägt, und zwar mit in Fig. 1 und 2 nach oben weisender Verjüngungsrichtung, die also dem Endabschnitt 56 abgewandt ist. Die Sperrnut 70 ist zur Aufnahme der Rastkugeln 60 in der Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse 50 ausgebildet. Dabei greift jede Rastkugel 60 an der abgeschrägten Ringschulter 71 der Sperrnut 70 an. Durch die Schrägstellung der Ringschulter 71 wird bei diesem Angriff die Schalthülse 50 derart in ihrer Sperrstellung (Fig. 1) gesichert, daß die innere, schräge Auflauffläche 57 des Endabschnittes 56 die Sperrkugeln 33 jeweils in die radiale Eingriffsstellung gemäß Fig. 1 zwingt, wobei die Sperrkugeln 33 vor allem an der Flanke 22 der Ringnut 21 der Stellmutter 17 verriegelnd angreifen. Durch die schräge Ringschulter 71 wird also die Schalthülse 50 in Fig. 1 nach oben hin gezwungen. Eine in Fig. 1 nach unten hin über das Werkzeug en der Stellhülse 11 und Stellmutter 17 angreifende Zugkraft wäre bestrebt, über die Flanke 22 der Stellmutter 17 die Sperrkugeln 33 radial nach außen zu bewegen und dabei, über die Berührung der Sperrkugeln 33 mit der schrägen Auflauffläche 57, die Schalthülse 50 in Fig. 1 nach unten zu ziehen, was zu einer Lockerung der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 und eingestecktem Werkzeug führen

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würde. Diesem wird aber dadurch wirksam entgegengewirkt, daß die Rastkugeln 60, anliegend an der schrägen Ringschulter 71, bestrebt sind, die Schalthülse 50 gegen diesen Axialzug festzuhalten.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ringausnehmung der Rastvorrichtung, statt als Ringnut 63, als innere Zylinderaussparung der Schalthülse 50 mit wesentlicher AxialerStreckung ausgebildet, z.B. mit einer axialen Länge, die von der Rastschulter 62 ausgehend axial in Fig. 1 nach oben hin sich bis zum dortigen Ende der Schalthülse 50 erstreckt.

Von wesentlicher Bedeutung ist ferner, daß der Endabschnitt 56 der Schalthülse 50 und die Stellmutter 1.7 auf ihrer zum Endabschnitt 56 hin weisenden Seite jeweils einander zugekehrte Anschlagflächen 72 bzw. 73 aufweisen. Die Anschlagfläche 72 ist z.B. durch die freie, in Fig. 1 untere Stirnfläche der Schalthülse 50 gebildet, während die Anschlagfläche 73 auf dem äußeren Ringbereich der Schulter 24 der Stellmutter 17 sitzt, z.B. auf gleicher axialer Höhe wie die dortige Anschlagfläche 26. Beim Einbringen der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 und enthaltenem Werkzeug in die Schafthülse 10 und bei in der Freigabestellung gemäß Fig. 2 befindlicher Schalthülse 50 schlägt dann die Anschlagfläche 73 der Stellmutter 17 axial an der Anschlagfläche 72 der Schalthülse 50 an, wodurch beim Einstecken der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 selbsttätig die Schalthülse 50 von ihrer Freigabestellung (Fig. 2) in ihre Sperrstellung (Fig. 1) verschoben wird. Damit dies geschehen kann, ragt der Endabschnitt 56 der Schalthülse 50 mit einem Endabsatz mit dortiger Stirnfläche in Gestalt der Anschlagfläche 72 in den axialen Verschiebeweg der Stellmutter 17 hinein. Auf Seiten der Stellmutter 17 wird

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die Anschlagfläche 73 durch eine zugewandte, axiale Ringfläche gebildet, die beim Einschieben der Stellhülse 11 auch tatsächlich an der Anschlagfläche 72 der Schalthülse anschlagen kann. Es versteht sich, daß die Stirnfläche, die die Anschlagfläche 72 bildet, des Endabsatzes 56 der Schalthülse 50 sich dazu zumindest über eine solche Durchmesserbreite erstreckt, über die sich auch die von der axialen, zugewandten Ringfläche 26 der Stellmutter 17 getragene Anschlagfläche 73 erstreckt. Die Anschlagflächen 72 und 73 liegen somit auf gleichem Durchmesserbereich. Die Anschlagfläche 73 der Stellmutter 17 befindet sich im Bereich der Schulter 24. In Fig..2 ist gestrichelt angedeutet, daß die Stellmutter 17 auf ihrer zur Schalthülse 50 weisenden Seite auch eine besonders abgestufte, äußere und zum Endabsatz 56 mit Anschlagfläche 72 der Schalthülse 50 hin weisende Anschlagschulter 74 aufweisen kann, von deren Stirnfläche dann die Schalthülse 50 stirnseitig axial schiebebeaufschlagbar ist. Dann kann die Schalthülse 50 im Bereich des Endabschnittes 56 in Axialrichtung entweder kürzer oder abgestuft ausgebildet sein. Es versteht sich, daß auch andere Anschlagelemente, gehalten an der Stellmutter 17, diese selbsttätige Anschlagfunktion ausüben können, soweit diese Anschlagelemente in Richtung zum Endabschnitt 56 hinweisen und in der Lage sind, dessen Anschlagfläche 72 axial beim Einstecken der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 mit Druck zu beaufschlagen. Derartige Anschlagelemente können z.B. Distanzringe, Stifte, Schrauben oder sonstige Vorsprünge sein. Auch die kinematische Umkehr liegt im Rahmen der Erfindung, also die Anordnung entsprechender Anschlagelemente, statt an der Stellmutter 17, am Endabschnitt 56 der Schalthülse 50.

Insbesondere aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Endabschnitt 56 der Schalthülse 50 auf dem Axialbereich zwischen der inneren, schrägen Auflauffläche 57 und Aufnahme 58

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eine Zylinderzwischenfläche 80 aufweist. Der Durchmesser letzterer ist so gewählt, daß die Sperrkugeln 33 dann, wenn sie gemäß Fig. 3 an der Zylinderzwischenfläche 80 anliegen, nach wie vor in Eingriff mit der Ringnut 21, und zwar deren Flanke 22, der Stellmutter 17 verbleiben und dadurch gegen weiteres radiales Auswandern aus der Ringnut 21 gesichert sind. Dadurch wird verhindert, daß bei axialer Zugkraft, übertragen vom Werkzeug über die Stellhülse 11, Stellmutter 17 und Flanke 22 der Ringnut 21 auf die Sperrkugeln 33, letztere radial nach außen in Richtung ihrer Freigabeposi— tion gezwungen werden mit einhergehendem Axialzug auf die Schalthülse 50 in Löserichtung gemäß Fig. 1 von oben nach unten. Sollte die Schalthülse 50 trotz entgegenwirkender Sperre durch die an der schrägen Ringschulter 71 angreifenden Rastkugeln 60 in dieser Löserichtung geringfügig herabgezogen werden, so ist spätestens dann ein weiteres Herabziehen der Schalthülse 50 und damit selbsttätiges Lösen der Stellhülse 11 mit Stellmutter 17 und eingestecktem Werkzeug blockiert, wenn statt der schrägen Auflauffläche 5 7 nunmehr die Zylinderzwischenfläche 80 in Axialhöhe der Sperrkugeln 33 steht. Letztere können dann nicht weiter radial von innen nach außen auswandern, selbst wenn der an der Stellhülse 11 wirkende Axialzug in Löserichtung noch so groß ist. Die in Fig. 3 gezeigte Zwischenstellung wird dann beim Betrieb selbsttätig wieder aufgehoben, wenn z.B. mit Vorschub am Schaft 14 mit Schafthülse 10 letztere zum zu bearbeitenden Werkstück hinbewegt wird. Dann drückt sich die Stellhülse 11 durch Axialdruck selbsttätig wieder in die Stellung gemäß Fig. 1 mit sich selbsttätig nachstellender Schalthülse 50. Derartiger Axialzug oder überhaupt Vibrationen, die bei der Bearbeitung auftreten können, sind somit nicht in der Lage, die Stellhülse 11 mit Stell— mutter 17 und eingestecktem Werkzeug so weit zu lockern, daß sich letztere von selbst aus dem Schnellwechselfutter und der Schafthülse 10 lösen.

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Von besonderem Vorteil ist beim erfindungsgemäßen Schnellwechselfutter ferner, daß dieses bei allem einen außerordentlich kleinen Außendurchmesser hat und innen und außen nicht größer baut, als bekannte Schnellwechselfutter ohne die beschriebene Rastvorrichtung, die erläuterte Sperrvorrichtung und die Zylinderzwischenflache 80 im Anschluß an die schräge Auflauffläche 57. Der Durchmesser der Zylinderzwischenfläche 80 entspricht demjenigen der schrägen Auflauffläche 57 in deren Axialbereich größten Durchmessers.

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Claims

Patentansprüche

( 1.) Schnellwechselfutter, insbesondere für eine das Werkzeug aufnehmende Stellhülse und insbesondere solches, das auf eine maschinenseitig aufgenommene oder aufnehmbare Schafthülse aufbringbar ist, in die die Stellhülse drehfest einsetzbar ist, versehen mit einer auf das vordere Ende der Stellhülse schraubbaren Stellmutter, mit einer auf die Schafthülse axial aufbringbaren und mit ihr lagesichernd verbindbaren Kugelhülse, die an ihrem vorderen Ende einen Ringansatz mit darin radial beweglich gehaltenen Sperrkugeln aufweist, welche radial in eine mit beidseitig ansteigenden Flanken versehene Ringnut der Stellmutter greifen können, wobei der Ringansatz mit seinem stirnseitigen Ende einen Axialanschlag, gegen den die Stellmutter mit einer zugeordneten Anschlagfläche anschlagen kann, bildet und wobei der Ringansatz und/oder die Stellmutter sich jeweils mit einer Ringfläche axial gegen die freie, ringförmige Stirnfläche der Schafthülse abstützen können, und mit einer auf der Kugelhülse axial verschiebbar gehaltenen, unter Axialdruck einer gegenüber der Kugelhülse abgestützten Feder stehenden Schalthülse, die am den Sperrkugeln axial benachbarten Endabschnitt

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ORIGINAL IN8PEGTBD

eine innere Aufnahme und eine etwa lcegelstumpfartig zulaufende Auflauffläche aufweist, mittels der die Sperrkugeln bei Axialverschiebung der Schalthülse in ihre Sperrstellung radial in die Ringnut der Stellmutter eindrückbar sind, während die Sperrkugeln bei gegensinniger Axialverschiebung der Schalthülse in ihre Freigabestellung unter Freigabe der Stellmutter mit Stellhülse radial aus der Ringnut austreten und in die Aufnahme der Schalthülse eintreten können, gekennzeichnet durch eine Rastvorrichtung (60 - 67) zwischen der Schalthülse (50) und der Kugelhülse (30)/ mittels der die Schalthülse (50) selbsttätig gegenüber der Kugelhülse (30) in ihrer axialen Freigabestellung (Fig. 2) gegen selbsttätiges, unter der Wirkung der Feder (52) verursachtes Zurückfallen in die Sperrstellung (Fig. 1) verrastbar ist und welche insbesondere beim Einbringen der Stellhülse (11) mittels äußerem, von Hand und/oder über die Stellmutter (17) aufbringbarem Axialdruck auf die Schalthülse (50) überrastbar ist mit nachfolgender, selbsttätiger Axialverschiebung der Schalthülse (50) über die Feder (52) in ihre Sperrstellung (Fig. 1).
2. Schnellwechselfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rastvorrichtung (60 - 67) im Inneren zwischen der Kugelhülse (30) und der Schalthülse (50) angeordnet ist.
3. Schnellwechselfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (60 - 67) mindestens ein radial bewegliches, in dieser Richtung federbelastetes (52) Rastglied (60) an, insbesondere in, der Kugelhülse (30) und eine innere axiale Rastschulter (62), die zum dem Endabschnitt (56) gegenüberliegenden Ende der Schalthülse (50) hin weist, an, insbesondere in, der Schalthülse (50),

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oder umgekehrt, aufweist, an der das Rastglied (60) bei Axialverschiebung der Schalthülse (50) in ihre Freigabestellung (Fig. 2) sperrend und formschlüssig angreift.
4. Schnellwechselfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rastschulter (62) der Schalthülse (50) durch die dem Rastglied (60) axial etwa benachbarte Wandung mindestens einer Rastausnehmung (63) gebildet ist.
5. Schnellwechselfutter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastausnehmung der Schalthülse (50) als innere Ringausnehmung (63) gestaltet ist, wobei die Rastschulter (62) durch diejenige Ringschulterfläche der Ringausnehmung (63) gebildet ist, die beim Verschieben der Schalthülse (50) in ihre Freigabestellung (Fig. 2) das Rastglied (60) als erste passiert und überläuft.
6. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 3 - 5 , . dadurch gekennzeichnet, daß als Rastglieder in Radialaufnahmen (61) der Kugelhülse (30) gehaltene Rastkugeln (60) vorgesehen sind, die in der Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse (50) von deren Innenwandung (51) gegen die Wirkung ihrer Federbelastung (52) radial in die Radialaufnahmen (61) hineingedrückt sind und in der Freigabestellung (Fig. 2) von der Rastschulter (62) der Schalthülse (50) als erste überlaufen werden und unter der Wirkung ihrer Federbelastung (52) radial hinter der Rastschulter (62) in die Rastausnehmung (63), insbesondere Ringausnehmung, der Schalthülse (50) eingreifen.

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7. Schnellwechselfutter nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ringausnehmung in der Schalthülse (50) als im Querschnitt kreisbogenförmige Ringnut (63) gestaltet ist, deren Radialtiefe zumindest geringfügig kleiner als der Radius der Rastkugeln (60) bemessen ist.
8. Schnellwechselfutter nach Anspruch 6 oder 7, da-· durch gekennzeichnet, daß die Radialaufnahmen der Kugelhülse (30) als jeweils eine Rastkugel

(60) radial beweglich aufnehmende Radialbohrungen (61) ausgebildet sind.
9. Schnellwechselfutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb der Radialbohrungen (61) je Radialbohrung eine Rastfeder oder für alle Radialbohrungen (61) eine gemeinsame, ringförmig in die Innenwandung der Kugelhülse (30) im Axialbereich der Radialbohrungen (61) eingelegte Ringfeder angeordnet ist, mittels der die Rastkugeln (60) in Radialrichtung zur Schalthülse (50) hin federbeaufschlagt sind.
10. Schnellwechselfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastglied als etwa sprengringartiger Federring ausgebildet ist, der in einer Ringnut innerhalb der Auß env/andung der Kugelhülse (30) in Radialrichtung nach außen hin überstehend vorgespannt gehalten ist.
11. Schnellwechselfutter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbohrungen

(61) am dem Ringansatz (31) gegenüberliegenden Ende der Kugelhülse (30) angeordnet sind, daß die Kugelhülse (30) an diesem Ende eine Schrägringfläche (64) kegelstumpfartiger Gestalt mit zum Ringansatz (31) hin weisender

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Verjüngungsrichtung aufweist, wobei die Schrägringfläche (64) sich bis in den Axialbereich der Radialbohrungen (61) derart erstreckt, daß die Rastkugeln (60) in der Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse (50) radial nach innen hin über die Schrägringfläche (64) hinaus überstehen, und daß im Ringraumbereich (65) der Feder (52), der SchrMgringfläche (64) axial benachbart, ein längs der Innenwandung (51) der Schalthülse (50) und längs der Außenwandung der Schafthülse (10) beweglicher Druck— ring (66) angeordnet ist, an dem sich axial die mit ihrem anderen Ende an der Schalthülse (50) abgestützte Feder (52) als Federbeaufschlagung für die Rastkugeln (60) abstützt, wobei der Druckring (66) mit einer zur Schrägringfläche (64) und zu den in Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse (50) über die Schrägringfläche (64) überstehenden Rastkugeln (60) hin weisenden Druckfläche (67) im wesentlichen axial gegen die Rastkugeln (60) angedrückt ist.
12. Schnellwechselfutter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckfläche des Druckringes (66) als Keilringfläche (67) ausgebildet ist, die der Schrägringfläche (64) der Schalthülse (50) entsprechend gestaltet ist.
13. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 5-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringausnehmung der Schalthülse (50) als innere Zylinderaussparung mit wesentlicher Axialerstreckung ausgebildet ist, z.B. mit sich bis etwa zum dem Endabschnitt (56) gegenüberliegenden Ende der Schalthülse (50) erstreckender Länge.

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14. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (56) der Schalthülse (50) und die Stellmutter (17) auf ihrer zum Endabschnitt (56) hin weisenden Seite jeweils einander zugekehrte Anschlagflächen (72 bzw. 73) aufweisen, von denen diejenige (73) der Stellmutter (17) beim Einbringen der Stellhülse (11) mit Stellmutter (17) gegen diejenige (72) des Endabschnittes (56) der Schalthülse (50) axial anschlägt und die Schalthülse (50) in Axialrichtung von der Freigabestellung (Fig. 2) in ihre Sperrstellung (Fig. 1) verschiebt.
15. Schnellwechselfutter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Endabschnitt (56) der Schalthülse (50) einen in den axialen Verschiebeweg der Stellmutter (17) hineinragenden Endabsatz mit Stirnfläche (72) als Anschlagfläche aufweist und daß die Anschlagfläche der Stellmutter (17) durch deren zugewandte axiale Ringfläche (73) gebildet ist, oder umgekehrt.
16. Schnellwechselfutter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (72) des Endabsatzes (56) der Schalthülse (50) sich zumindest über eine solche Durchmesserbreite erstreckt, über die sich auch die axiale, zugewandte Ringfläche (73) der Stellmutter (17) erstreckt.
17. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 14 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmutter (17) auf ihrer zur Schalthülse (50) weisenden Seite eine äußere, zum Endabsatz (56) mit Stirnfläche (72) der Schalthülse (50) hin weisende Anschlag— schulter (74) aufweist, von der die Schalthülse (50)

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auf ihrer Stirnfläche (72) axial schiebebeaufschlagbar ist.
18. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 6 - 17, gekennzeichnet durch eine überrastbare Sperrvorrichtung (70, 71, 60, 66, 52), mittels der die Schalthülse (50) in ihrer Sperrstellung (Fig. 1) sperrbar und in dieser mittels axialer Kraftkomponente gegen in Freigaberichtung wirkenden Axialzug sicherbar ist.
19. Schnellwechselfutter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrvorrichtung auf der Axialerstreckung zwischen dem Endabschnitt (56) und der Rastschuler (62) in Abstand von letzterer in der Innenwandung (51) der Schalthülse (50) eine Sperrnut (70) aufweist, deren der Rastschulter (62) axial benachbarte Ringschulter (71) etwa kegelstumpfartig mit in zum Endabschnitt (56) abgewandter Richtung weisender Verjüngungsrichtung abgeschrägt ist.
20. Schnellwechselfutter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrnut (70) zur Aufnahme des Rastgliedes der Rastvorrichtung (60 - 67), insbesondere der Rastkugeln (60), in der Sperrstellung (Fig. 1) der Schalthülse (50) ausgebildet ist, wobei das Rastglied, insbesondere jede Rastkugel (60), an der abgeschrägten Ringschulter (71) der Sperrnut (70) angreift und die Schalthülse (50) derart in ihrer Sperrstellung (Fig. 1) sichert, daß deren innere, schräge Auflauffläche (57) des Endabschnittes (56) die Sperrkugeln (33) in die radiale Eingriffstellung zwingen.

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21. Schnellwechselfutter, insbesonder nach einem der Ansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (56) der- Schalthülse (50) auf dem Axialbereich zwischen der inneren, schrägen Auflauffläche (57) und Aufnahme (58) eine Zylinderzwischenfläche (80) aufweist, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die SperrJcugeln (33) bei Anliegen an der Zylinderzwischenfläche (80) in Eingriff mit der Ringnut (21) der Stellmutter (17) verbleiben und gegen weiteres, radiales Auswandern aus dieser (21) gesichert sind.
22. Schnellwechselfutter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Zylinderzwischenfläche (80) demjenigen der schrägen Auflauffläche (57) in deren Axialbereich größten Durchmessers entspricht.

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