DE4115992A1 - Spannzange fuer werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannzange für Werkzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Spannzange dieser Art bekannt (DE-GM 19 96 804). Bei dieser Spannzange wird ein eingestecktes Werkzeug über die Segmente der Spannzange gespannt. Die Segmente verlaufen über eine wesentliche axiale Länge, z. B. etwa von 90%, der Spannzange. Die Spannung eines eingesteckten Werk­ zeuges erfolgt dadurch, daß die Spannzange mittels der Mutter axial in den Innenkonus des Futterkörpers hineingedrückt wird, wobei der auf der Außenseite der einzelnen geschlitzten Segmente vorgesehene Außenkonus in den futterseitigen Innen­ konus hineingedrückt wird. Das Spannen der Werkzeuge ge­ schieht also über den Kegelsitz zwischen dem Futterkörper und den geschlitzten Segmenten der Spannzange. Spannzangen dieser Art bieten unzureichende Rundlaufgenauigkeiten für das gespannte Werkzeug. Dies macht sich vor allem bei großen Drehzahlen und bei der heutzutage geforderten großen Zer­ spanungsleistung von Zerspanungswerkzeugen in hohem Maße nachteilig bemerkbar. Die gleichen Nachteile hat auch das aus der DE-OS 38 14 565 ersichtliche Spannfutter mit Spann­ zange. Innerhalb des Spannfutters und der Spannzange ist ein axial beweglicher, kraftbeaufschlagter Stößel vorge­ sehen, an dem das einzuspannende Werkzeug in Axialrichtung anliegen kann und der zur Kühlmittelführung für das Werk­ zeug dient. Der Stößel ist im Spannfutter und in der Spann­ zange enthalten und somit nicht ein allein mit der Spann­ zange einstellbar verbundenes Element.

Bekannt ist ferner ein Spannfutter (DE-AS 17 52 121), bei dem die Spannzange zweiteilig ausgebildet ist. Sie weist einerseits eine vordere geschlitzte Druckhülse auf, die eine vordere Konusfläche trägt und mittels einer auf den Futterkörper aufschraubbaren Mutter, die mit ihrer Spannfläche gegen diese vordere Konusfläche der Druckhülse drückt, in den Innenkonus des Futterkörpers hineindrückbar ist. Die Druck­ hülse weist innen einen Innenkonus auf, der sich nach vorn hin verjüngt und der einem Außenkonus eines Spannzangen­ teiles entspricht, auf den die Druckhülse mit ihrem Innen­ konus axial aufschiebbar ist. Ein Anziehen der Mutter führt somit zu einem radialen Zusammenspannen der vorderen, ge­ schlitzten Druckhülse, was seinerseits über die Keilver­ bindung ein Zusammenspannen des inneren geschlitzten Spannzangenteiles zur Folge haben soll, wodurch ein eingestecktes Werkzeug mit seinem Schaft festgespannt werden soll. Der innere Spannzangenteil enthält am rückwärtigen, dem vorderen Ende abgewandten Ende eine innere Gewindebohrung, in die ein Werkzeug mit entsprechendem Gewinde einschraubbar ist. Im Bereich dieses rückwärtigen Endes des inneren Spannzangen­ teils soll eine elastische Brücke vorgesehen sein, über die das genannte Ende mit dem über die Länge des inneren Spannzangenteils sich erstreckenden, zum äußeren Ende hin sich verjüngenden geschlitzten Konusteils verbunden ist. Die elastische Brücke ist notwendig, damit sich der innere Spannzangenteil, beaufschlagt durch die von der Mutter axial hineingedrückte und über den Innenkonus des Futter­ körpers radial zusammengepreßte Druckhülse, ebenfalls in Radialrichtung mit seinen Segmenten zum Spannen des Werkzeuges bewegen kann. Da die Druckhülse und die innere Spannzange jeweils mit Konusflächen zusammenwirken und im Innenkonus des Futterkörpers auf der axialen Spannlänge des Werkzeuges aufgenommen sind, ist auch hier eine gute Rundlaufgenauigkeit des gespannten Werkzeuges zumindest für die Fälle fraglich, bei denen mit hohen Drehzahlen und großen Zerspanungsleistungen gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannzange der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaf­ fen, die aus wenigen einfachen Bauteilen besteht und große Spannkräfte im Bereich des gespannten Werkzeugschaftes und eine große Rundlaufgenauigkeit selbst bei hohen Drehzahlen und großen Zerspanungsleistungen gewährleistet.

Die Aufgabe ist bei einer Spannzange der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeich­ nungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß die Segmente in ihrem in den ungeschlitzten Abschnitt übergehenden Wurzelbereich jeweils den Segmenten Federverhalten ver­ leihende Gelenke aufweisen, die jeweils materialeigen und materialeinheitlich sind, sind folgende Vorteile erreicht. Beim Anziehen der Mutter wirkt diese mit ihrer Spannfläche auf die vordere Konusfläche lediglich des geschlitzten vorderen Abschnitts der Spannzange und somit auf die ein­ zelnen Segmente, so daß die Segmente um ihr jeweiliges Gelenk nach innen schwenken können und mit ihrer Innen­ fläche, die den inneren axialen Spannkanal definiert, den Schaft des eingesteckten Werkzeuges fest spannen. Die durch die Gelenke erreichte elastische Schwenkbewegung der einzelnen geschlitzten Segmente ähnelt etwa derjenigen einer Gelenkschwenkung um eine Achse im Wurzelbereich der Segmente, die etwa längs einer Sekante verläuft. Die Ge­ lenke im Wurzelbereich der jeweiligen Segmente sind seg­ mentweise unabhängig voneinander und etwa in Sekantenrich­ tung verlaufenden Schwenkachsen gleichzusetzen. Dagegen ist der hintere, ungeschlitzte Abschnitt der Spannzange reiner Zentrierteil, der im Innenkonus des Futterkörpers paßgenau aufgenommen wird und zusammen mit dem Innenkonus keinerlei radiale Spannwirkung oder Klemmwirkung entfaltet, sondern zusammen mit dem Innenkonus eine gute Zentrierung und damit eine gute Rundlaufgenauigkeit gewährleistet. Die Spannzange ist einfach. Sie besteht lediglich aus dem Spannzangenkörper und somit aus einem Bauteil. Die Erfin­ dung schafft die Voraussetzungen dafür, direkt im Spann­ zangenkörper,und zwar im Zentrum des ungeschlitzten Ab­ schnittes dieses, einen axialen Abstützkörper, z. B. einen hohlen Gewindebolzen, vorzusehen, der eine Axialabstützung für das eingesteckte Werkzeug bilden kann, wobei der Ab­ stützkörper als Bestandteil der Spannzange ein Voreinstellen eines in die Spannzange eingesteckten Werkzeuges und somit eine genaue Axialjustierung des Werkzeuges, relativ zum Spannzangenkörper, ermöglicht. Da der Spannzangenkörper mit seinem ungeschlitzten Abschnitt mit dessen Außenkonus paß­ genau, auch axial reproduzierbar an gleicher Stelle, im Innenkonus des Futterkörpers aufgenommen ist, ohne daß sich bei dieser Aufnahme im Bereich des Kegelsitzes axiale Ver­ schiebungen ergeben, kann somit ein in die noch nicht mon­ tierte Spannzange eingestecktes Werkzeug mittels des axialen Abstützkörpers in Axialrichtung voreingestellt werden. Dabei ist eine definierte Axialabstützung gewähr­ leistet. Da der ungeschlitzte Abschnitt des Spannzangen­ körpers mit seinem Außenkonus im Innenkonus des Futterkör­ pers aufgenommen wird, und zwar mit Fassung, ist in diesem Bereich durch die metallische Anlage eine Dichtheit gewähr­ leistet, so daß es für den Fall einer inneren Kühl- und/oder Schmiermittelführung keiner zusätzlichen Abdichtungsmittel zwischen der Spannzange und dem Futterkörper bedarf. Gegen­ stand der Erfindung ist die Spannzange für sich, ohne Mutter und ohne Futtergehäuse zu deren Aufnahme. Zusammen mit diesen ergeben sich die damit begründeten Vorteile. Die Spannzange gemäß der Erfindung ermöglicht insgesamt somit große Spannkräfte und eine sichere, feste Spannung eines eingesteckten Werkzeuges im Bereich seines zylindri­ schen Schaftes, wobei zur Drehmitnahme des Werkzeuges zu­ sätzliche formschlüssige Mittel am Werkzeug einerseits und im Inneren der Spannzange andererseits, wie üblich, vorge­ sehen werden können. Ferner gewährleistet die Spannzange eine außerordentlich gute Rundlaufgenauigkeit. Bei allem ist die Spannzange einfach und kostengünstig. Sie besteht aus nur einem Bauteil und ist somit besonders einfach, kostengünstig und leicht zu handhaben.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2-29.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wie­ dergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrück­ lich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschrei­ bung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeich­ nung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfin­ dung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und ins­ besondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

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

Fig. 1 einen schematischen axialen Längsschnitt einer Spannzange gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel, die in einen Futter­ körper eingesetzt ist, ohne eingestecktes Werkzeug,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 allein des Futter­ körpers,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 allein der Spannzange,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 allein der Spannzange,

Fig. 5 eine schematische Stirnansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. 1 der Spannzange,

Fig. 6 einen schematischen axialen Längsschnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1 einer Spannzange gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der Spannzange ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1, mit eingesetztem Werkzeug und in fertig vorjustierter Stellung,

Fig. 8 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der Spannzange gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 mit eingestecktem Werkzeug und in vor­ justierter Stellung,

Fig. 9 einen schematischen axialen Längsschnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1 einer Spannzange gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 und 11 jeweils eine stirnseitige Ansicht der Spannzange in Pfeilrichtung X bzw. XI in Fig. 9,

Fig. 12 einen schematischen axialen Längs­ schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1 einer Spannzange gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 und 14 jeweils eine stirnseitige Ansicht der Spannzange in Pfeilrichtung XIII bzw. XIV in Fig. 12,

Fig. 15 einen schematischen Schnitt entlang der Linie XV-XV in Fig. 12.

In Fig. 1-5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spannzange 10 gezeigt, die in Fig. 7 zusammen mit einem eingesteckten Werkzeug 11 und in vorjustierter Stellung, einbaufertig, dargestellt ist. Die Spannzange 10 ist zum Spannen von Werkzeugen 11 bestimmt, insbesondere von Bohr­ werkzeugen, und hierbei insbesondere von Gewindebohrern, z. B. solchen aus Vollhartmetall, die eine hohe Rundlauf­ genauigkeit erfordern und z. B. mit innerer Kühlung versehen sind. Ferner ist die Spannzange 10 für Fräswerkzeuge oder sonstige Werkzeuge geeignet und bestimmt. Ein Werkzeug 11 ist beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 7 gezeigt. Die Werkzeuge 11, die mittels der Spannzange 10 gespannt werden sollen, weisen einen Schaft 12 mit einem zylindrischen spannbaren Abschnitt 13 auf. Zur formschlüssigen Aufnahme und Drehmitnahme weist jedes Werkzeug 11 einen Endab­ schnitt 37 auf, der am Ende mit einem Vielkant 38, z. B. einem Vierkant, versehen ist. Beim Beispiel in Fig. 7 ist das Werkzeug 11 innen hohl gestaltet. Es weist einen axial durchgehenden Kanal auf, der für eine koaxiale Kühlmittel­ zuführung und Kühlmittelführung geeignet ist, die später noch näher erläutert ist.

Die Spannzange 10 gemäß Fig. 1-5 und Fig. 7 besteht aus einem Spannzangenkörper 14, der einen Außenkonus 15 und anschließend daran am vorderen Ende eine zum Außenkonus 15 gegensinnige Konusfläche 16 aufweist. Mit dem Außenkonus 15 kann die Spannzange 10 in einen zugeordneten Innenkonus 17 eines Futterkörpers 18 eingesetzt werden. Der Futterkörper 18 enthält eine zentrale, in den Innenkonus 17 hinein aus­ mündende Bohrung 19, durch die hindurch ein Kühlmittel und/oder Schmiermittel eingeleitet und einer in den Innen­ konus 17 eingesteckten Spannzange 10 zugeführt werden kann.

Der Futterkörper 18 weist an seinem vorderen Ende einen zylindrischen Abschnitt auf, der mit einem Außengewinde 21 versehen ist. Auf das Außengewinde 21 ist eine Mutter 20 aufschraubbar, die mit einem dem Außengewinde 21 entspre­ chenden Innengewinde 22 versehen ist. Mittels der auf den Futterkörper 18 aufschraubbaren Mutter 20 ist die in den Innenkonus 17 eingesteckte Spannzange 10 spannbar bzw. lös­ bar. Hierzu weist die Mutter 20 eine gegen die vordere Konusfläche 16 der Spannzange 10 drückende Spannfläche 23 auf. Die Spannzange 10 enthält im vorderen Bereich, an­ grenzend an die vordere Konusfläche 16, eine Aufnahme 25, die nach außen hin offen ist und z. B. aus einer Ringnut besteht. Die Mutter 20 weist einen radial von außen nach innen in die Aufnahme 25 formschlüssig eingreifenden Ein­ greifteil 24 auf. Letzterer ist allein zum Abziehen und Herauslösen der Spannzange 10 aus dem Innenkonus 17 not­ wendig. Hierzu wird die Mutter 20 im Lösensinne gedreht, wobei der Eingreifteil 24 in Axialrichtung an der Aufnahme 25 der Spannzange 10 angreift, wodurch die Spannzange 10 axial mit ihrem Außenkonus 15 aus dem Innenkonus 17 des Futterkörpers 18 zumindest gelockert und abgezogen wird.

Ein vorderer Abschnitt 26 des Spannzangenkörpers 14 ist unter Bildung einzelner Segmente 27 längsgeschlitzt. Die einzelnen zwischen den Segmenten 27 gebildeten Schlitze sind mit 28 verdeutlicht. Die einzelnen Segmente 27 bilden zusammen einen inneren axialen Spannkanal 29 zum Spannen des eingesteckten Werkzeuges 11 im Bereich des zylindrischen Schaftes 12, der innerhalb des Spannkanales 29 aufgenommen ist. An den geschlitzten vorderen Abschnitt 26 der Spann­ zange 10 schließt sich ein ungeschlitzter Abschnitt 30 an, mit dem die Segmente 27 einstückig sind.

Eine Besonderheit der Spannzange 10 liegt darin, daß die einzelnen Segmente 27 in ihrem in den ungeschlitzten Ab­ schnitt 30 übergehenden Wurzelbereich 31 jeweils ein materialeigenes und materialeinheitliches Gelenk 32 auf­ weisen, das den Segmenten 27 ein Federverhalten verleiht. Dieses Gelenk 32 je Segment 27 ist in Fig. 1 in der Schnitt­ darstellung gut erkennbar. Es ist durch eine Querschnitts­ reduzierung gebildet. Diese ist beim ersten Ausführungsbei­ spiel durch eine äußere Querschnittsverringerung im Wurzel­ bereich 31 der Segmente 27 geschaffen. Diese äußere Quer­ schnittsverringerung ist dabei mittels einer etwa radial von außen nach innen führenden Ausnehmung 33, insbesondere einer Umfangsnut 34, je Segment 27 gebildet. Ersichtlich ist dabei dieses Gelenk 32 je Segment 27 im vorderen Be­ reich des Spannzangenaußenkonus 15 und am axialen Ende der Schlitze 28 und Segmente 27 vorgesehen. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, befindet sich das Gelenk 32 je Segment 27 z. B. im Axialbereich zwischen etwa der halben Axiallänge und dem vorderen Drittel des Spannzangenaußenkonus 15.

Der Spannzangenkörper 14 ist mit seinem Außenkonus 15 zu­ mindest im wesentlichen paßgenau im zugeordneten Innenkonus 17 des Futterkörpers 18 aufnehmbar und dort axial abstütz­ bar. Dabei bildet der Kegelsitz 15, 17 eine Passung, die metallisch dicht gegenüber Schmiermittel und/oder Kühlmittel ist, das durch die Bohrung 19 des Futterkörpers 18 hindurch eingeleitet wird. Der Kegelsitz 15, 17 bewirkt eine Zentrierung der in den Futterkörper 18 eingesteckten Spannzange und gewährleistet somit eine hohe Rundlaufge­ nauigkeit für das in der Spannzange 10 gespannte Werkzeug 11 Der Spannzangenkörper 14 weist einen rückwärtigen Endab­ schnitt 46 auf, mit dem er formschlüssig in einer zugeord­ neten Aufnahme 47 des Futterkörpers 18 aufgenommen ist. Der rückwärtige Endabschnitt 46 weist außen z. B. einen Vielkant 48, z. B. Sechskant, auf, der in einen futterkörper­ seitigen Vielkant 49, z. B. Sechskant, paßt. Durch den Ein­ griff des Vielkants 48 in den Vielkant 49 erfolgt die form­ schlüssige Kupplung zwischen der Spannzange 10 und dem Futterkörper 10, die für die Drehmitnahme bei Antrieb des Futterkörpers 18 wichtig ist.

Die Spannfläche 23 der Mutter 20 entspricht im wesentlichen der Konusfläche 16 am vorderen Ende der Segmente 27 der Spannzange 10. Der Konuswinkel der Konusfläche 16 und zu­ geordneten Spannfläche 23 liegt außerhalb der Selbst­ hemmung, so daß ein Lösen der Mutter 20 selbsttätig zum Aufspreizen der Segmente 27 und zur Freigabe des gespannten Schaftes 12 des Werkzeuges 11 führt. Der Konuswinkel der Konusfläche 16 und Spannfläche 23 beträgt z. B. etwa 30° oder kleiner. Von Vorteil kann es sein, wenn die Konusfläche 16 am vorderen Ende der Segmente 27 zumindest schwach ballig ausgebildet ist und wenn die Berührungsfläche zwischen der Spannfläche 23 der Mutter 20 und der Konusfläche 16 am vorderen Ende der Segmente 27 möglichst weit vorn vorge­ sehen ist und dort z. B. nur eine Ringlinienberührung, im Idealfall, vorliegt.

Während der rückwärtige, im wesentlichen ungeschlitzte Abschnitt 30 der Spannzange 10, der mit seinem Außenkonus 15 paßgenau im Innenkonus 17 des Futterkörpers 18 aufgenommen ist, der guten und bleibenden Zentrierung der Spannzange 10 im Futterkörper 18 und der guten Rundlaufgenauigkeit des eingespannten Werkzeuges 11 dient, ist der vordere geschlitz­ te Abschnitt 26 der Spannzange 10, der die einzelnen Seg­ mente 27 aufweist, zum radialen Spannen des Schaftes 12 des eingesteckten Werkzeuges 11 wirksam; denn beim Anziehen der Mutter 20 drückt diese mit ihrer Spannfläche 23 gegen die vordere Konusfläche 16 am vorderen Ende der Segmente 27. Dies hat beim Anziehen der Mutter 20 ein radiales Ein­ schwenken der einzelnen Segmente 27 und Spannen des Schaftes 12 im Bereich des axialen Spannkanales 29 dadurch zur Folge, daß die Segmente 27 aufgrund der materialeigenen, material­ einheitlichen und diesen Federverhalten verleihenden Ge­ lenke 32 sich leicht und gleichmäßig im Bereich der Gelenke 32 radial nach innen einschwenken lassen. Es bedarf also nur geringer Kräfte, die durch Anziehen der Mutter 20 problemlos aufgebracht werden können. Es ergeben sich dabei große radiale Spannkräfte, die ein Spannen des eingesteckten Schaftes 12 auf großer axialer Länge zur Folge haben, z. B. auf der gesamten axialen Länge des Spannkanales 29, der von den Segmenten 27 gebildet wird. Der eingesteckte Schaft 12 wird in Radialrichtung ringsum gleichmäßig gespannt. Dies trägt zusätzlich zu hoher Rundlaufgenauigkeit bei, so daß die Spannzange 10 sich insbesondere auch zum Spannen von solchen Werkzeugen 11 mit Vorzug eignet, die mit sehr hohen Drehzahlen vom Futterkörper 18 angetrieben werden und bei der Bearbeitung in einem nicht gezeigten Werkzeug, z. B. bei der zerspanenden Bearbeitung, große Momente übertragen müssen.

Der axiale innere Spannkanal 29 erstreckt sich axial durch den geschlitzten Abschnitt 26 der Spannzange 10 hindurch und führt zumindest in einen Teil des ungeschlitzten Ab­ schnittes 30 des Spannzangenkörpers hinein. Zumindest dort weist der axiale innere Spannkanal 29 einen Querschnitt auf, der einem Vieleck 35 entspricht. Z.B. hat der innere axiale Spannkanal 29 die Querschnittskontur eines regelmäßigen Vielecks, z. B. eines Achtecks, das z. B. aus einem Doppel-Viereck gebildet sein kann. Der axiale innere Spannkanal 29 ist zumindest auf einem Teil seiner Axialerstreckung, insbesondere mit seinem innerhalb des ungeschlitzten Ab­ schnittes 30 des Spannzangenkörpers 14 enthaltenen Teil, zur formschlüssigen Aufnahme und Drehmitnahme des Endab­ schnittes 37 des Werkzeuges 11 ausgebildet, der mit seinem passenden Vielkant 38, z. B. Vierkant, vom Vielkant 35 form­ schlüssig aufgenommen wird. Dadurch erfolgt die in Umfangs­ richtung formschlüssige Drehmitnahme des Werkzeuges 11. Je nach Kühlmittelführung kann im übrigen der axiale innere Spannkanal 29 in der Spannzange 10 mit nicht am Spannen teilhabenden, längsverlaufenden Vertiefungen 36 des Viel­ ecks 35 innere Leitkanäle für ein zugeführtes und hindurch­ geleitetes Kühl- und/oder Schmiermittel bilden, wodurch sich eine äußere Kühlung des Werkzeuges 11 im Bereich des Schaftes 12 ermöglichen läßt. Beim gezeigten ersten Aus­ führungsbeispiel in Fig. 1-5 und Fig. 7 werden diese Vertiefungen 36 zur äußeren Kühlmittelführung nicht ver­ wendet, da bei diesem ersten Ausführungsbeispiel eine innere Kühlmittelführung erfolgt aufgrund des innen hohlen Werkzeuges 11, das zur inneren Kühlmittelhindurchleitung ausgebildet ist.

Der Spannzangenkörper 14 weist einen axial durchgehenden und zum axialen inneren Spannkanal 29 koaxialen Zentral­ kanal 39 auf, der entweder, wie beim ersten Ausführungs­ beispiel in Fig. 1-5 und Fig. 7, mittelbar oder statt dessen unmittelbar der Hindurchführung eines eingeleiteten Kühl- und/oder Schmiermittels dient, was nachfolgend noch näher erläutert ist.

Rückseitig ist in den Spannzangenkörper 14 ein axialer Abstützkörper 40 eingesetzt, dessen vorderes Ende 41 zum Spannkanal 29 hinweist und zur Axialabstützung eines ein­ gesteckten Werkzeuges 11 ausgebildet ist, wie insbesondere Fig. 7 zeigt. Der Abstützkörper 40 trägt am vorderen Ende auf der Stirnseite eine axiale Abstützfläche 42, an der das Werkzeug 11 axial abstützbar ist. In axialer Richtung ist der Abstützkörper 40 einstellbar und dabei vorzugsweise in der jeweils eingestellten Axialstellung sicherbar. Im ein­ fachsten Fall besteht der Abstützkörper 40 z. B. aus einem in eine Gewindebohrung der Spannzange 10 eingeschraubten Gewindebolzen, wobei sich die Axialsicherung in der je­ weils eingestellten Axialstellung des Abstützkörpers 40 im Bereich des Gewindes vornehmen läßt. In besonderer Ausgestaltung ist der Abstützkörper 40 mit einem axial durchgehenden Kanal 43 versehen und somit als Hohlbolzen 44 ausgebildet. Beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 - 5 und Fig. 7 ist der axial durchgehende Kanal 43 im Abstützkörper 40 im Bereich der Abstützfläche 42 offen, so daß ein Kühl- und/oder Schmiermittel, welches durch die Bohrung 19 im Futterkörper 18 eingeführt wird, durch den inneren Kanal 43 des Abstützkörpers 40 hindurch bis zur vorn offenen Abstützfläche 42 geleitet werden kann. Dort mündet der Kanal 43 in den Zentralkanal 39 bzw. Spann­ kanal 29 aus. Der Abstützkörper 40 ist endseitig mit einer Werkzeugangriffsfläche, z. B. einem Innensechskant, versehen, in das ein Werkzeug zur Justierung des Abstützkörpers 40 einsetzbar ist. Eine weitere Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß die Spannzange 10 für sich allein, d. h. vor dem Einsetzen in den Futterkörper 18 und Anziehen mittels der Mutter 20, als eigenständiges Element mit darin enthaltenem Abstützkörper 40 gehandhabt werden und in den Spannkanal 29 ein Werkzeug 11 eingesetzt werden kann, so daß sich der in Fig. 7 gezeigten Zustand ergibt. Dabei kann durch axiales Einstellen des Abstützkörpers 40 eine gewünschte und definierte Axialabstützung für das Werkzeug 11 eingestellt und vorgegeben werden. Man kann also die Spannzange 10 mit Werkzeug 11 durch Drehen des Abstützkörpers 40 axial in der gewünschten Weise vorein­ stellen, so daß die Spannzange 10 dann für den Bedarf fertig eingestellt bereitsteht und dann lediglich in den Innenkonus 10 des Futterkörpers 18 eingesteckt und mittels der Mutter 20 angezogen werden muß. Wie Fig. 7 zeigt, er­ gibt sich in der voreingestellten Stellung, daß das Werk­ zeug 11 mit dem Stirnende des Schaftes 12 an der axialen Abstützfläche 42 des Abstützkörpers 40 anliegt und axial abgestützt ist. Die Anlage ist zumindest im wesentlichen flüssigkeitsdicht, so daß dann, wenn die so voreingestellte Spannzange 10 mitsamt dem Werkzeug 11 in den Futterkörper 18 in beschriebener Weise eingebracht wird, im Betrieb das durch die Bohrung 19 im Futterkörper 18 eingeleitete Kühl- und/oder Schmiermittel den inneren Kanal 43 im Abstütz­ körper 40 passiert und von dort durch das hohle Innere des Werkzeuges 12 hindurchgeleitet wird. Selbst wenn im Be­ reich der aneinander anliegenden Abstützfläche 42 und rückseitigen Stirnfläche des Werkzeuges 11 Kühl- und/oder Schmiermittel austreten sollte, so würde dieses zusätzlich zu einer Außenkühlung des Schaftes 12 des Werkzeuges 11 herangezogen werden, da dieses Kühl- und/oder Schmiermittel dann durch die am Spannen des Schaftes 12 nicht teilhaben­ den längsverlaufenden Vertiefungen 36 hindurch in Axial­ richtung nach vorn und somit in Fig. 7 nach links geleitet würde. Da beim ersten Ausführungsbeispiel somit die Füh­ rung des Kühl- und/oder Schmiermittels direkt durch den inneren Kanal 43 und durch das hohle Innere des Werkzeuges 11 geschieht, hat hier der Zentralkanal 39 im Spannzangen­ körper 14 nur einen mittelbaren Anteil an der Hindurch­ führung dieses Kühl- und/oder Schmiermittels.

Bei dem in Fig. 2 und 8 gezeigten zweiten Ausführungsbei­ spiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbei­ spiel in Fig. 1-5 und 7 entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungs­ beispieles Bezug genommen ist.

Das zweite Ausführungsbeispiel in Fig. 6 und 8 unterschei­ det sich vom ersten dadurch, daß der innere Kanal 43 des Abstützkörpers 40 am vorderen, abstützenden Ende 41 ge­ schlossen ist, so daß die der rückseitigen Stirnfläche des Werkzeuges 11 zugeordnete, zu deren Axialabstützung dienende axiale Abstützfläche 42 durchgehend geschlossen ist. Zur Führung des Kühl- und/oder Schmiermittels sind am vorderen Ende 41 querverlaufende Kanäle 45, z. B. Radialkanäle, im Abstützkörper 40 enthalten, die mit dem inneren Kanal 43 in Verbindung stehen und die zum Zentralkanal 39 im Spann­ zangenkörper 14 hin ausmünden. Fig. 8 zeigt die Spannzange 10 gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel mit einge­ stecktem Werkzeug 11 und in einer solchen Stellung, in der der Abstützkörper 40 eingestellt ist. Man erkennt, daß das Werkzeug 11 mit seiner rückseitigen Stirnfläche flächig an der axialen Abstützfläche 42 anliegt und axial abgestützt ist, wobei die radial außen befindlichen Öffnungen der querverlaufenden Kanäle 45 im Abstützkörper 40 nach außen in den Zentralkanal 39 ausmünden. Ist diese Spannzange 10 dann in einen Futterkörper 18 eingesetzt, so wird Kühl- und/oder Schmiermittel, das durch die Bohrung 19 im Futter­ körper 18 zugeführt wird, in den inneren Kanal 43 des Ab­ stützkörpers 40 eingeleitet. Von dort gelangt dieses Kühl- und/oder Schmiermittel über die querverlaufenden Kanäle 45 radial nach außen und in den Zentralkanal 39 und von diesem in Axialrichtung in die Vertiefungen 36 des axialen inneren Spannkanales 29, die am Spannen des eingesteckten Werkzeu­ ges 11 nicht teilhaben und somit als innere Leitkanäle für das zugeführte Kühl- und/oder Schmiermittel herangezogen werden, das somit in Axialrichtung entlang dem Umfang des Schaftes 12 in Fig. 8 nach vorn und gemäß den dortigen Pfeilen geleitet wird. In diesem Fall dient der Zentralkanal 39 in der Spannzange 10 unmittelbar der Hin­ durchführung des eingeleiteten Kühl- und/oder Schmier­ mittels.

Obwohl in Fig. 7 und für das erste Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung der inneren Kühlmittelführung durch das Werkzeug 11 bei der Spannzange 10 ein im Durchmesser größe­ rer innerer Spannkanal 29 als in Fig. 1-5 vorgesehen ist, soll gleichwohl Fig. 7 diesem ersten Ausführungsbeispiel zugeordnet sein.

Ein Vergleich von Fig. 6 und Fig. 1 zeigt, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel der Innendurchmesser des inneren Spann­ kanales 29 der Spannzange 10 erheblich größer als in Fig. 1 gewählt ist. Die Spannzange 10 gemäß Fig. 6 ist somit für Werkzeuge 11 mit relativ großem Durchmesser des Schaftes 12 geeignet. Zur Bildung der Gelenke 32 der einzelnen Seg­ mente 27 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 jeweils eine radiale Ausnehmung, insbesondere eine Umfangs­ nut 34, geringerer radialer Tiefe ausreichend, als beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Beim dritten Ausführungsbeispiel in Fig. 9-11 sind aus den vorgenannten Gründen für gleiche Teile gleiche Bezugs­ zeichen verwendet. Das dritte Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich vom zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 dadurch, daß beim dritten Ausführungsbeispiel zur Bildung der Gelenke 32 der einzelnen Segmente 27 des geschlitzten Abschnittes 26 gar keine radiale Ausnehmung, z. B. Umfangs­ nut 34, wie in Fig. 6, an dieser Stelle vorgesehen ist. Da der innere Spannkanal 29 beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 einen sichtbar großen Durchmesser aufweist, ergibt sich bereits dadurch eine ausreichend große Quer­ schnittsreduzierung zur Bildung des Gelenkes 32 jedes Segments 27, so daß es einer Umfangsnut 34 nicht mehr bedarf. Im übrigen ist hinsichtlich des dritten Ausführungsbeispieles in Fig. 9-11 darauf zu verweisen, daß dort z. B. durch die sich an die vordere Konusfläche 16 des geschlitzten Abschnittes 26 anschließende Umfangsnut 34′ auch in diesem Bereich, wo die vordere Konusfläche 16 axial endet, zusätzliche materialeigene, materialeinheit­ liche und den Segmenten 27 in diesem Bereich Federverhalten verleihende Gelenke gebildet sind. Die radiale Ausnehmung, insbesondere Umfangsnut 34′, weist dort, wie in Fig. 1 und 6, einen kreisbogenabschnittsförmigen Nutgrund auf, der sich zur Bildung der Gelenke 32 als besonders vorteilhaft er­ wiesen hat, weil dadurch die Kerbwirkung in diesem Bereich der Segmente 27 so gering wie möglich gehalten ist.

Beim vierten Ausführungsbeispiel in Fig. 12-15 sind ebenfalls aus den genannten Gründen für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Das vierte Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbei­ spiel in Fig. 9-11 dadurch, daß zur Bildung der Gelenke 32 der Segmente 27 eine Querschnittsreduzierung, so wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, durch eine äußere Querschnittsverringerung im Wurzelbereich 31 der Segmente 27 vorgesehen ist, wobei diese äußere Querschnitts­ verringerung in gleicher Weise mittels einer etwa radial von außen nach innen führenden Ausnehmung 33 je Segment 27 gebildet ist, wobei diese Ausnehmung z. B. aus einer Um­ fangsnut 34 besteht. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt im Vergleich zum dritten Ausführungsbeispiel somit, daß dann, wenn die Bildung eines Gelenkes 32 je Segment 27 allein durch verringertes Querschnittsmaß aufgrund eines großen inneren axialen Spannkanales 29 nicht ausreichend sein sollte, im Wurzelbereich 31 in entsprechender Weise durch Ausnehmungen 33, z. B. eine Umfangsnut 34, diese Gelenke 32 gebildet werden können.

Claims (29)

1. Spannzange für Werkzeuge (11), insbesondere für Bohr- oder Fräswerkzeuge, deren Schaft (12) einen zylindrischen spann­ baren Abschnitt (13) aufweist, mit einem einen Außenkonus (15) und am vorderen Ende eine dazu gegensinnige Konusfläche (16) aufweisenden Spannzangenkörper (14), der mit seinem Außenkonus (15) in einen Innenkonus (17) eines Futterkörpers (18) einsetzbar ist und mittels einer auf den Futterkörper (18) aufschraubbaren Mutter (20), die eine gegen die vordere Konusfläche (16) drückende Spannfläche (23) aufweist, spann­ bar bzw. lösbar ist, wobei ein Abschnitt (26) des Spannzangen­ körpers (14) unter Bildung einzelner Segmente (27), die zu­ sammen einen inneren axialen Spannkanal (29) bilden, längs­ geschlitzt ist und sich an diesen geschlitzten Abschnitt (26) ein die Segmente (27) tragender ungeschlitzter Abschnitt (30) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (27) in ihrem in den ungeschlitzten Abschnitt (30) übergehenden Wurzelbereich (31) jeweils ein materialei­ genes und materialeinheitliches, den Segmenten (27) Federver­ halten verleihendes Gelenk (32) aufweisen.

2. Spannzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (32) je Segment (27) durch eine Quer­ schnittsreduzierung gebildet ist.

3. Spannzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsreduzierung durch einen im Quer­ schnittsmaß großen inneren axialen Spannkanal (29) und/oder durch eine äußere Querschnittsverringerung im Wurzelbereich (31) der Segmente (27) gebildet ist.

4. Spannzange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Querschnittsverringerung mittels einer etwa radial von außen nach innen führenden Ausnehmung (33) je Segment (27) gebildet ist.

5. Spannzange nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Querschnittsverringerung mittels einer Umfangsnut (34) gebildet ist.

6. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (32) je Segment (27) im vorderen Bereich des Spannzangenaußenkonus (15) vorgesehen ist.

7. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (32) je Segment (27) im Axialbereich zwischen etwa der halben Axiallänge und dem vorderen Drittel des Spannzangenaußenkonus (15) vorgesehen ist.

8. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannzangenkörper (14) mit seinem Außenkonus (15) zumindest im wesentlichen paßgenau im diesem zu­ geordneten Innenkonus (17) des Futterkörpers (18) auf­ nehmbar und axial abstützbar ist.

9. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (23) der Mutter (20) im wesentlichen der Konusfläche (16) am vorderen Ende der Segmente (27) entspricht und vorzugsweise einen außerhalb der Selbst­ hemmung liegenden Konuswinkel aufweist, beispielsweise von etwa 30° oder kleiner.

10. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (23) der Mutter (20), die gegen die Konusfläche (16) am vorderen Ende der Segmente (27) drückt, beim Spannen der Mutter (20) ein radiales Einschwenken der Segmente (27) und Spannen des Werkzeuges (11, 12) im Bereich des axialen Spannkanales (29) zur Folge hat.

11. Spannzange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche zwischen der Spannfläche (23) der Mutter (20) und der Konusfläche (16) am vorderen Ende der Segmente (27) möglichst weit vorn vorgesehen ist.

12. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusfläche (16) am vorderen Ende der Segmente (27) zumindest schwach ballig ausgebildet ist.

13. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale innere Spannkanal (29) axial sich durch den geschlitzten Abschnitt (26) hindurch und zumindest in einen Teil des ungeschnitzten Abschnittes (30) des Spann­ zangenkörpers (14) hineinerstreckt.

14. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale innere Spannkanal (29) einen einem Viel­ eck (35) entsprechenden Querschnitt aufweist.

15. Spannzange nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittskontur des inneren axialen Spannkanals (29) einem regelmäßigen Vieleck entspricht.

16. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittskontur des axialen inneren Spannkanals (29) einem Achteck entspricht.

17. Spannzange nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittskontur des axialen inneren Spannkanals (29) einem Doppel-Viereck entspricht.

18. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale innere Spannkanal (29) nicht am Spannen teilhabende längs verlaufenden Vertiefungen (36) aufweist, die als innere Leitkanäle für ein zugeführtes Kühl- und/oder Schmiermittel ausgebildet sind.

19. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale innere Spannkanal (29) zumindest auf einem Teil seiner Axialerstreckung, insbesondere mit seinem innerhalb des ungeschlitzten Abschnittes (30) des Spann­ zangenkörpers (14) enthaltenen Teil, zur formschlüssigen Aufnahme und Drehmitnahme eines Endabschnittes (37) des Werkzeuges (11) ausgebildet ist, der mit einem passenden Vielkant (38), z. B. einem Vierkant, versehen ist.

20. Spannzange nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannzangenkörper (14) einen axial durchgehenden und zum axialen inneren Spannkanal (29) koaxialen Zen­ tralkanal (39) enthält.

21. Spannzange nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal (39) unmittelbar oder mittelbar der Hindurchführung eines eingeleiteten Kühl- und/oder Schmiermittels dient.

22. Spannzange, insbesondere nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß rückseitig in den Spannzangenkörper (14) ein axialer Abstützkörper (40) eingesetzt ist, dessen vorderes Ende (41) zum Spannkanal (29) weist und zur Axialabstützung eines eingesetzten Werkzeuges (11) ausgebildet ist.

23. Spannzange nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper (40) eine axiale Abstützfläche (42) trägt, an der das Werkzeug (11) axial abstützbar ist.

24. Spannzange nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper (40) in axialer Richtung einstell­ bar und vorzugsweise in der eingestellten Stellung sicher­ bar ist.

25. Spannzange nach einem der Ansprüche 22-24, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper (40 ) zumindest einen inneren Kanal (43) aufweist, der am Ende in den Zentralkanal (39 ) und/ oder Spannkanal (29) ausmündet und als Zuführkanal für ein Kühl- und/oder Schmiermittel ausgebildet ist.

26. Spannzange nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper (40) einen axial durchgehenden Kanal (43) aufweist, der am abstützenden Ende (41) ent­ weder offen ist oder geschlossen und über querverlaufende Kanäle (45), insbesondere radiale Kanäle, mit dem Zentral­ kanal (39) und/oder Spannkanal (29) in Verbindung steht.

27. Spannzange nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper (40) als Hohlbolzen (44), insbe­ sondere als hohler eingeschraubter Gewindebolzen, ausge­ bildet ist.

28. Spannzange nach einem der Ansprüche 13-27, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannzangenkörper (14) mit einem rückwärtigen Endabschnitt (46) formschlüssig in einer zugeordneten Aufnahme (47) des Futterkörpers (18) aufgenommen ist.

29. Spannzange nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Endabschnitt (46) außen einen Viel­ kant (48), z. B. einen Sechskant, aufweist, der in einen futterkörperseitigen Vielkant (49), z. B. einen Sechs­ kant, paßt.