DE3039267A1

DE3039267A1 - Aufspannvorrichtung fuer werkzeuge oder werkstuecke

Info

Publication number: DE3039267A1
Application number: DE19803039267
Authority: DE
Inventors: Dr.techn. Curt Grödinge Nicolin
Original assignee: EMINENTVERKTYG AB
Current assignee: EMINENTVERKTYG AB
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1981-04-30
Also published as: SE418467B; US4387906A; SE7908691L

Description

Di pi.-I ng. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 2 2

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. re r. η at. W. KÖRBER ® Τη Q Q 9 R

Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS qU Oi? ZO /

PATENTANWÄLTE ¹⁷· ^Okt' ¹

Gu/nc

Eminentverktyg AB

S-63106 Eskilstuna/Schweden

Box 4o4

Aufspannvorrichtung für Werkzeuge oder Werkstücke

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspannen eines Werkzeuges oder Werkstückes mit zylindrischer Aufspannfläche an z. B. einer Arbeitsmaschine zum Antrieb des Werkzeuges oder Werkstückes.

Herkömmliche Aufspannvorrichtungen für ein solches Werkzeug bestehen aus einem Spannfutter mit einer kegelförmigen öffnung, in deren axialer Richtung ein Spannring auf das Spannfutter aufschraubbar ist. Das Werkzeug wird zusammen mit einem kegelförmigen Einsatzmittel, in dessen zentraler Bohrung der zylindrische Schaft des Werkzeuges liegt, in die kegelförmige öffnung des Spannfutters eingeschoben und vom Spannring, delimit einem Teil in das Ende des Einsatzes eingreift, in die öffnung hineingedrückt. Aufgrund des Zusammenwirkens der konischen Oberflächen und der geschlitzten Ausführung des Einsatzes klemmt dieser rund um den Schaft, während gleichzeitig die Reibung zwischen den konischen Oberflächen den Einsatz mit Werkzeug gegen Drehung in Beziehung zum Spannfutter verriegelt.

Die Maßtoleranzen zwischen den konischen Oberflächen von Spannfutter und Einsatz wie auch zwischen den zylindrischen Ober-

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flächen von Einsatz und Werkzeug müssen eng sein, damit die gewünschte Aufspannkraft und Präzision erhalten werden. Gleichwohl muß die Anzugskraft im Spannring hoch, sein, um die konischen und zylindrischen Oberflächen mit genügender Kraft gegeneinander anzusetzen.

Um die doppelte Toleranzforderung nach Möglichkeit zu vermeiden, kann der Werkzeugschaft konisch ausgebildet werden, um direkt in die kegelförmige Öffnung eines Spannfutters hineinzupassen. Dies bedeutet jedoch höhere Werkzeugkosten im Vergleich mit einem Werkzeug mit zylindrischem Schaft.

Es istferner bekannt, innerhalb einer bestimmten Technik beispielsweise ein Werkzeug mit zylindrischem Schaft direkt in ein Spannfutter aufzuspannen, wobei die Aufspannkraft mittels hydraulischem Druck bewirkt wird, der in einem Hohlraum im Spannfutter wirkt und die Lochseiten des Spannfutters elastisch ausspannt, wodurch der in das Loch eingeführte zylindrische Werkzeugschaft festgeklemmt wird. Durch die Anwendung von zwei zusammenwirkenden Oberflächen zur Aufspannung werden auch hier sehr hohe Anforderungen an die Maßtoleranzen von Spannfutter und Werkzeug gestellt, um die gewünschte Aufspannkraft und Präzision für das Werkzeug zu erhalten.

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, bestehen bei den bekannten Aufspannvorrichtungen hohe Toleranzforderungen, was gleichzeitig bedeutet, daß Schäden an den Oberflächen nicht geduldet werden können bzw. sich nachteilig auf Präzision und Aufspannung des Werkzeuges auswirken.

Die Erfic^ffung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Aufspannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ständig höhere Werkzeugkosten und dadurch ständig teuerere Herstellungsvorgänge vermieden sind.

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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die Forderung enger Maßtoleranzen zwischen Spannfutter oder einem entsprechenden Glied und Einsatz wie auch zwischen Einsatz und Werkzeug oder Werkstück beseitigt wird, was auch bedeutet, daß in einem gewissen Grad Schaden an den zusammenwirkenden Oberflächen hingenommen werden können.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufspannvorrichtung im Schnitt und

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform.

Die Aufspannvorrichtung besteht aus einem Körper 1, der mittels seines Schaftes 2 in die Spindel einer Arbeitsmaschine aufgespannt wird. Der Körper gemäß Fig. 1 hat eine Bohrung 3 in Form eines Kegelstumpfes. Innen vor der konischen Oberfläche und rund um diese herum ist ein Hohlraum 4 angeordnet, dessen axiale Erstreckung einen wesentlichen Teil der axialen Erstreckung der Oberfläche ausmacht. Der Hohlraum 4 ist vorzugsweise dadurch gebildet, daß im Körper 1 ein konisches Loch angebracht wird, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser des Hohlraumes, und dessen Länge der axialen Erstreckung des Hohlraumes entspricht, wonach ein hülsenähnlicher kegelförmiger Einsatz 5 in das Loch eingeführt und in diesem mit Preßsitz und Lötung längs den mit 6 und 7 bezeichneten Peripherien abgedichtet wird.

Im Körper 1 ist ein an sich bekanntes druckerzeugendes Glied, z.B. in Form einer Druckschraube und eines Kolbens, angeordnet, das über eine Leitung mit dem Hohlraum 4 in Verbindung steht. Da das druckerzeugende Glied dem Fachmann bekannt ist,

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und es nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird es hier nicht näher beschrieben und auch nicht in der Zeichnung gezeigt. Ein Fluid/ z. B. Öl, füllt den Hohlraum 4 aus und wird über die Leitung vom Kolben betätigt. Mit 8 sind auf zweckdienliche Weise angeordnete Mitnehmer bezeichnet, die mit der Arbeitsmaschine bei Aufspannung des Körpers in ihr zusammenwirken.

Ein Halter 9 mit kegelförmiger Außenseite, die der konischen Form der Bohrung 3 entspricht, ist in die Bohrung 3 einführbar. Der Halter 9 weist ferner eine zylindrische Bohrung 10 auf, die mit der konischen Außenseite koaxial ist. Die zylindrische Bohrung 10 dient zur Aufnahme eines zylindrischen Schaftes 11 eines Werkzeuges, z.B. eines Bohrers. Der Halter ist ferner mit Schlitzen 12, vorzugsweise acht Stück, versehen, diean einem Ende offen sind, durch den Halter hindurchgehen und an dessen anderem Ende in einer Hohlkehle 13 enden. Die axiale Lage der offenen Enden der Schlitze und der Hohlkehle wechseln regelmäßig in Beziehung zu den Enden des Halters, wie aus Fig. 1 hervorgeht, wo nur zwei Schlitze gezeigt sind.

Der Körper 1 ist an dem Ende, an dem der Halter 9 in ihn eingeführt wird, mit Gewinden 14 versehen, auf die ein Spannring 15 aufschraubbar ist. Der Ring 15 ist mit einer Bördelung 16 versehen, die mit ihrer inneren Kante in eine Nut 17 des Halters 9 eingreift. Da das Ende des Halters 9 in der Durchmesserrichtung federnd ist, kann der Ring auf dem Halter angebracht werden, in den danach der Schaft 11 des Werkzeuges eingeführt wird. Hierdurch wird ein einstückiges Werkzeugteil (Werkzeug, Halter, Spannring) erhalten, das im Körper 1 angebracht wird. Mit Hilfe des Spannringes 15 können die konischen Oberflächen zur Anlage gegeneinander mit der gewünschten, nicht'..notwendigerweise großen Kraft gebracht werden. Das druckerzeugende Glied wird betätigt, wodurch der Hohlraum 4 unter hydraulischen Druck gesetzt wird. Hierdurch werden die Wände der Bohrung 3, d.h. der hülsenähnliche Einsatz 5, elastisch einwärts und gegen den

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Halter 9 gepreßt, der seinerseits das darin aufgenommene Werkzeug festklemmt. Ungeachtet, ob der Spannring 15 angezogen wurde oder nicht, wird hierdurch das Werkzeug bei Einwirkung der Kräfte, um die es sich hier handelt, unverrückbar im Körper 1 festgehalten. Geringfügige Schwankungen in der Konizität zwischen Bohrung 3 und Halter 9 wirken sich auf die Festhaltung nicht aus, und auch keine solchen zwischen der zylindrischen Bohrung 10 und dem Schaft 11.

Fig. 2 zeigt den Körper 1 mit einer kegelstumpfförmigen Außenseite versehen, vor deren Oberfläche 3 innen ein Hohlraum 4 angeordnet ist. Der Hohlraum 4 ist dadurch zustande gekommen, daß der Durchmesser des Körpers 1 auf einen Durchmesser niedergedreht wurde, der dem Innendurchmesser des Hohlraumes entspricht, und daß ein hülsenähnliches Teil 5 über den Körper geschoben und an ihm längs den Peripherien 6 und 7 festgelötet wurde. Als Halter ist hier eine Hülse 9 angeordnet, deren innere öffnung Kegelstumpfform hat, und deren Außenseite 10 zylindrisch ist. Die Hülse 9 ist mit einer geeigneten Anzahl Schlitze 12 auf entsprechende Weise wie für den im Zusammenhang mit Fig. 1 genannten Halter versehen. Die Hülse 9 kann gegen den Körper 1 mittels eines Spannringes 15, wie in Fig. 2 ersichtlich, angesetzt werden. Der festzuspannende Gegenstand, in diesem Fall ein Werkstück 18, hat im gezeigten Beispiel die Form eines Ringstückes, das mit einem zylindrischen Loch 19 versehen ist. Das Aufspannen des Werkstückes 18 am Körper geschieht auf entsprechende Weise wie für das Werkzeug 11, indem der Hohlraum 4 mit Hilfe des Druckgliedes unter Druck gesetzt wird, wodurch die konische Wand 5 des Körpers sich elastisch ausweitet und dadurch das Werkstück 18 über die Hülse 9 festklemmt.

Durch die Konizität zwischen den Teilen 1 und 9 sind die Forderungen an Maßtoleranzen nicht so hoch, ohne daß jedoch die Aufspanngenauigkeit für das Werkzeug oder das zu bearbeitende Werkstück darunter leidet. Gleichzeitig wird eine sichere

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Festspannung des Werkzeuges oder Werkstücks erhalten. Es ist im Rahmen der Erfindung natürlich möglich, sich den Hohlraum 4 in zwei oder mehr mit Hydrauldruck gespeiste Hohlräume aufgeteilt zu denken.

Der Patentanw.

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Claims

ΟίρΙ.·1·ς. Η. MITSCHERUCH D-8000 MÜNCHEN 22 K. GUNSCHMANN SteinsdorfstroBelO «Oi. W. KÖRBER ® 1089J *29δ6 84

1. J. SCHM1DT-EVERS 3039267

PATENTANWÄLTE

17. Okt. 1980 Gu/nc

Eminentverktyg AB

S-631O6 Eskilstuna/Schweden

Box 4o4

Patentansprüche

( 1.)Aufspannvorrichtung für Werkzeuge oder Werkstücke mit zylindrischer oder leicht konischer Aufspannfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Körper (1) besteht, der mit einer Kegelstumpfoberfläche (3), einem im Körper auf der Innenseite der Oberfläche und längs einem wesentlichen Teil von deren axialer Erstreckung liegenden Hohlraum (4), sowie einem im Körper (1) angeordneten druckerzeugenden Glied, mit dem der Hohlraum mittels eines Fluids nach Wunsch unter Druck gesetzt werden kann, versehen ist, ferner aus einem Halter (9) für das Werkzeug (11) oder Werkstück (18), der mit einer der konischen Form des Körpers (1) annähernd entsprechenden Oberfläche, einer konzentrisch mit der konischen Oberfläche angeordneten zylindrischen Oberfläche (10) und mit an einem Ende offenen, durch die Halterwand hindurchgehenden Schlitzen (12) versehen ist, sowie aus einem Spannring (15), der auf im Körper konzentrisch mit der konischen Oberfläche angeordneten Gewinde zwecks Ansetzung der konischen Oberfläche des Halters gegen die konische Oberfläche des Körpers aufschraubbar ist.

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2- Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstumpfoberfläche (3) des Körpers (1) die Wand eines Loches bildet, und die Außenseite des Halters (9) die Form eines Kegelstumpfes hat, und daß durch den Halter eine die zylindrische Oberfläche (10) bildende zylindrische Bohrung hindurchläuft.

3. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (15) mit einer Bördelung (16) versehen ist, die eine runde Öffnung bildet, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Basis des Halters (9) ist, und daß der Halter (9) an seinem Basisende mit einer Nut (17) zur Aufnahme der Bördelung versehen ist.

4. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstumpfoberfläche (3) des Körpers (1) die Außenseite des Körpers bildet, und der Halter mit einem Loch von konischer Form versehen ist, und daß die Außenseite des Halters die zylindrische Oberfläche (10) bildet.

5. Aufspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das druckerzeugende Glied eine im Körper (1) angeordnete Druckschraube mit Kolben ist.

6. Aufspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum in zwei oder mehr Teilhohlräume aufgeteilt ist.

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