DE3938689C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannzangenhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solcher Spannzangenhalter ist in der DE 36 15 743 A1 offenbart. Bei ihm wird die Klemmkraft von einem doppelt wirkenden Druckluftzylinder bereitgestellt. Dieser hat ei­ nen Ringkolben, der über eine kegelförmige Druckfläche auf eine Druckkugel arbeitet, die ihrerseits mit einer kegeli­ gen Druckfläche des axial bewegbaren Spannteiles zusammen­ arbeitet. Auf diese Weise erhält man in Schließrichtung der Zange eine Übersetzung der vom Druckluftzylinder er­ zeugten Kraft. Damit man sich beim Lösen der Spannzange nicht ausschließlich auf ein Wiederauffedern beim Spannen elastisch zusammengedrückter Spannzangenteile verlassen muß, ist das Spannteil selbst als Kolben ausgebildet und gegen seine Führungsbohrung abgedichtet. Ein die Druck­ fläche tragender auf der Außenseite zylindrischer Ansatz des Ringkolbens ist zusätzlich über einen Dichtring gegen den in Öffnungsrichtung wirkenden Arbeitsraum des Druckzy­ linders abgedichtet, und auf diese Weise ist die Umfangs­ fläche des zugleich einen Stufenkolben darstellenden Spannteiles allseitig abgedichtet. Verschiebt man den Ring­ kolben in Öffnungsrichtung, wird in der Führungsbohrung des Spannteiles ein Unterdruck erzeugt, durch welchen das Spannteil dann differenzdruckbeaufschlagt in Öffnungsrich­ tung bewegt wird.

Aus der DE 85 33 253 U1 ist ferner eine Schnellkupplung zum Verbinden einer Antriebsspindel mit einem Werkzeug­ kopf bekannt, bei welcher das eigentliche Kupplungselement ein spreizbarer Ring ist, der eine ins Kupplungsteil ein­ gezogene Lösestellung und eine über dieses überstehende Kupplungsstellung einnehmen kann. In letzterer greift er in eine Kuppelnut des äußeren Kupplungsteiles ein. Das Ver­ stellen eines auf den spreizbaren Ring arbeitenden Steuer­ schiebers in Klemmrichtung erfolgt unter Verwendung eines hierzu transversalen Steuerkeiles mit einer Nockenfläche. Auf diese Weise erhält man ein rasches und spielfreies axia­ les Positionieren des Werkzeugkopfes auf der Maschinenspin­ del. Für die Drehmomentübertragung zwischen Maschinenspin­ del und Werkzeug ist eine Stirnflächenverzahnung vorgesehen.

In der US 45 75 293 ist ein Spannfutter offenbart, bei wel­ chem zur Erhöhung der Spannkraft ein Gewindetrieb und ein Keilflächengetriebe mechanisch in Reihe geschaltet sind. Besondere Maßnahmen zum wieder Lösen der unter starker Kraft geschlossenen Spannzange sind jedoch nicht vorgesehen.

In der US 38 02 713 ist ein Spannzangenhalter offenbart, bei welchem ein erster Teil des Spannvorganges unter Ver­ schrauben eines Druckringes auf einem feststehenden Gewinde erfolgt, während der letzte Teil der Spannbewegung über ein Nockengetriebe erfolgt, das ein gesondertes Eingangs­ teil in Form eines verschwenkbaren Spannhebels hat.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Spannzangenhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß auf das Spannteil sowohl in Schließrichtung als auch in Öffnungsrichtung eine große Kraft einwirkt, der gesamte Spannzangenhalter aber zugleich mechanisch ein­ fachen und kompakten Aufbau hat.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Spann­ zangenhalter gemäß Anspruch 1.

Bei einem erfindungsgemäßen Spannzangenhalter hat man eine reine Axialbewegung zwischen den beiden miteinander zusam­ menarbeitenden Spannelementen, nämlich dem Endring und dem Spannzangen-Aufnahmeraum. Auf die Spannzange wirken keiner­ lei Drehmomente ein, was nicht nur im Hinblick auf das hoch­ präzise Ausfluchten von Spannzangenachse und Spannzangen­ halterachse von Vorteil ist, sondern auch im Hinblick auf das Vermeiden von Oberflächenbeschädigungen an der Spann­ zangenaußenseite bzw. der Wand des Spannzangen-Aufnahme­ raumes.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In dieser zeigt die einzige Figur einen axialen Schnitt durch einen Spannzangenhalter.

Ein Spannzangen-Grundkörper ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Er hat einen den Normen entsprechenden Konusabschnitt 12 mit einer Gewindebohrung 14 zur Verbindung mit einer Norm- Antriebsspindel einer Fräsmaschine. Auf einem mit Ge­ winde versehenen Endabschnitt 16 des Grundkörpers läuft ein becherförmiger, auf der Innenseite mit Gewinde verse­ hener Endring 18. Letzterer ist mit einer genormten Halte­ schulter 20 versehen, die mit einer geschlitzten Spannzange zusammenarbeiten kann, die ihrerseits in bekannter Weise durch Schlitze voneinander getrennte kegelförmige Spann­ arme aufweist, deren im wesentlichen zylindrische Innen­ fläche einen Aufnahmeraum für einen zylindrischen Werk­ zeugschaft vorgibt. Der Endring ist an seinem in der Zeich­ nung links gelegenen Ende mit einer kegelförmigen Stütz­ fläche 22 für die Spannzange versehen.

Im Grundkörper 10 ist eine mehrfach abgestufte Bohrung mit einem vorderen Bohrungsabschnitt 24, einem mittleren Boh­ rungsabschnitt 26 und einem hinteren Bohrungsabschnitt 27 vorgesehen.

Im vorderen Bohrungsabschnitt 24 ist ein becherförmiges Spannteil 28 axial verschiebbar geführt. Es läuft in engem Gleitspiel im Bohrungsabschnitt 24. Das Spannteil 28 be­ grenzt einen kegelförmigen Spannzangen-Aufnahmeraum 30, der mit einem komplementär kegeligen Klemmabschnitt der Spannzange zusammenarbeiten kann und dessen Geometrie eben­ falls genormt ist. Das Spannteil 28 hat einen verminderten Durchmesser aufweisenden Antriebsabschnitt 38, der im Gleit­ spiel im Bohrungsabschnitt 26 läuft. Eine kurze Klemmspin­ del 42 hat einen Gewindeabschnitt 44 auf einem Spindelkopf 56. Die Unterseite des Spindelkopfes 56 ist über ein erstes Kugellager 112 mit der Stirnfläche eines in einer transver­ salen Führung 52 des Grundkörpers 10 laufenden Keilschie­ bers 114 verbunden. Dieser hat eine zentrale Bohrung 116, mit welcher er einen Endabschnitt der Klemmspindel 42 dreh­ bar aufnimmt. In Käfigbohrungen 118 des Keilschiebers 114 sitzen Kugeln 120, die über die Wand der Bohrung 116 nach innen überstehen und in eine umlaufende Nut 122 der Klemm­ spindel 42 eingreifen. Auf diese Weise ist der Keilschieber 114 mit der Klemmspindel 42 zur gemeinsamen axialen Bewe­ gung verbunden, ohne sich mit dieser zu drehen.

In die dem Spannteil 28 benachbarte Seite des Keilschiebers 114 ist eine erste halbkreisförmigen Querschnitt aufwei­ sende Nockennut 124 rampenförmig zurückspringend eingesto­ chen. Dieser diametral gegenüber liegt eine zweite Nocken­ nut 126 gleicher Steigung und gleichen Querschnittes, das Ganze derart, daß der Abstand zwischen den schräg zur Klemm­ spindelachse verlaufenden Bodenflächen der Nockennuten 124, 126 im Verstellbereich des Keilschiebers 114 konstant ist.

Die Nockennut 124 arbeitet mit einem Nockenfolgeteil 128 zusammen, welches einen in die Nockennut 124 eingreifenden balligen Arbeitsabschnitt hat und in einer Gewindebohrung 130 des Spannteiles 28 verstellbar ist. Das Nockenfolgeteil 128 trägt einen Positionierzapfen 68, durch welchen das hintere Ende einer Spannzange zentriert wird und welcher zugleich einen axialen Anschlag für einen Werkzeugschaft darstellt.

Die Nockennut 126 arbeitet mit einer Nockenfolgekugel 132 zusammen, die durch einen an dem Antriebsabschnitt 28 vor­ gesehenen Käfig 134 und einen in diesen eingeschraubten Stützkörper 136 gehalten ist.

Der Gewindeabschnitt 44 der Klemmspindel 42 arbeitet mit einer Gewindebohrung 46 des Spannzangen-Grundkörpers 10 zusammen.

Der Keilschieber 114 erstreckt sich unter axialem Spiel (axial bezogen auf die Achse des Grundkörpers) durch eine Ausnehmung 41 des Antriebsabschnittes 38, so daß das Spannteil 28 um eine kleine Strecke in axialer Richtung beweglich bleibt.

Wie ferner aus der Zeichnung ersichtlich, trägt der Endring 18 auf seiner Umfangsfläche flache Rippen 70, die ein Dre­ hen mit der Hand erleichtern.

Zum Einsetzen eines Fräsers wird zunächst eine Spannzange in den Endring 18 eingehängt, und dieser wird zusammen mit der Spannzange von Hand einige Gänge auf den Endabschnitt 16 aufgeschraubt. Nun wird das Werkzeug in die Spannzange eingesetzt, und der Endring wird von Hand festgezogen. An­ schließend wird die Klemmspindel 42 mit einem Sechskant­ schlüssel gedreht, um das letzte Festspannen des Werkzeug­ schaftes unter hoher Kraft zu bewerkstelligen. Hierbei wird das Spannteil 28 nach links bewegt, wobei ein fester Kraft­ schluß zwischen Werkzeugschaft und Schaftaufnahmeöffnung der Spannzange einerseits und der Außenfläche der Spann­ zange und dem durch den Keilschieber 114, die Nockenflächen 124, 126 und das Nockenfolgeteil 128 und die Nockenfolge­ kugel 132 unverdrehbar im Grundkörper 10 geführten Spann­ teil 28 hergestellt. Bei dieser mit hoher Kraftübertragung verbundenen Rest-Spannbewegung findet keinerlei Schlupf in Umfangsrichtung statt.

Durch Drehen der Klemmspindel in der entgegengesetzten Rich­ tung wird das Spannteil 28 auch entgegen starker Haftrei­ bung von der Außenfläche der Spannzange wegbewegt, so daß letztere auffedern und den Werkzeugschaft freigeben kann. Weder beim Spannen noch beim Lösen ergeben sich Torsions­ belastungen der Spannzange oder Relativbewegungen zwischen der letzteren und dem Spannteil in Umfangsrichtung.

Claims (4)

1. Spannzangenhalter, mit

• a) einem verdrehsicher axial beweglich im Grundkörper (10) geführten Spannteil (28), in welchem ein kegel­ stumpfförmiger Spannzangen-Aufnahmeraum (30) ausge­ bildet ist,
• b) einem am Grundkörper (10) axial abgestützten Endring (18), der mit einer mit der Spannzange zusammenarbei­ tenden Stützfläche (22) versehen ist, und
• c) einem in Öffnungsrichtung und Schließrichtung wirken­ den Klemmantrieb,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) der Klemmantrieb aufweist:
  • da) einen in einer transversalen Führung (52) des Grund­ körpers (10) verstellbaren Keilschieber (114), der zugleich auch eine transversale Öffnung des Spann­ teiles (28) durchsetzt und mit zwei einander bezüg­ lich der Schieberachse gegenüberliegenden, unter konstantem Abstand voneinander verlaufenden Nocken­ flächen (124, 126) versehen ist,
  • db) zwei jeweils mit einer der beiden Nockenflächen (124, 126) zusammenarbeitende Nockenfolgeteile (128, 132), die am Spannteil (28) abgestützt sind, und
  • dc) eine in einem mit Gewinde versehenen Endabschnitt (44) der Führung (52) laufende Klemmspindel (42), die über ein Axiallager (118-122) auf den Keilschie­ ber (114) arbeitet.

2. Spannzangenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das spannzangenseitige Nockenfolgeteil (128) in einer beim Boden des Aufnahmeraumes (30) liegenden Ge­ windebohrung (130) des Spannteiles (28) verschraubbar ist.

3. Spannzangenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das vom Aufnahmeraum (30) abliegende Nockenfolgeteil (132) eine Kugel ist, die über einen ver­ schraubbaren Stützkörper (136) am Spannteil (28) abgestützt ist.