DE4220045A1

DE4220045A1 - Clamping nut for tools with integral coolant duct - has elastic sealing ring as sealing element, fixed axially w.r.t. clamping nut

Info

Publication number: DE4220045A1
Application number: DE19924220045
Authority: DE
Inventors: Robert Koch
Original assignee: Robert Koch Praezisionswe GmbH
Current assignee: Robert Koch Praezisionswe GmbH
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2012-06-23
Also published as: DE4220045C2

Abstract

The element is in the form of an elastic sealing ring (2) axially fixed w.r.t. the clamping nut. Pref. the sealing ring is fitted in a groove (31) of an exchange bush (3) which is axially fixed in the clamping nut. The exchange bush is insertable into the nut from the rear and its axial position is defined by a bush shoulder (32) abutting a shoulder strap (11) of the clamping nut. ADVANTAGE - Simple and easy handling and increased sealing effect.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannmutter für Werkzeuge mit integriertem Kühlmittelkanal gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a clamping nut for tools Integrated coolant channel according to the preamble of the claim 1.

Derartige Spannmuttern werden verwendet, um innengekühlte Werkzeuge an der Werkzeugaufnahme zu befestigen. Das Kühl mittel, das gleichzeitig eine Schmierfunktion ausüben kann, wird je nach Anwendungsfall mit Drücken von bis zu etwa 85 bar und Temperaturen bis zu 30°C zugeführt. Es ist deshalb erforderlich, die Abdichtung zwischen dem einzuspannenden Werkzeug und der Spannmutter für eine derartig hohe Bean spruchung auszulegen.Such clamping nuts are used to cool internally Attach tools to the tool holder. The cool medium that can simultaneously perform a lubricating function, depending on the application, with pressures of up to about 85 bar and temperatures up to 30 ° C supplied. That is why required the seal between the to be clamped Tool and the clamping nut for such a high bean to interpret the sentence.

Eine Möglichkeit zur Abdichtung besteht darin, eine Dicht scheibe vorzusehen, die in die Spannmutter eingelegt wird und einerseits eine Abdichtung zwischen der Spannmutter und der Dichtscheibe und andererseits zwischen der Dichtscheibe und dem durch die Dichtscheibe hindurchzuführenden Werkzeug ermöglicht. Zur Anbringung der Dichtscheibe an der Spannmut ter sind zwei unterschiedliche Konzepte bekannt geworden. One way to seal is a seal to provide washer that is inserted into the clamping nut and on the one hand a seal between the clamping nut and the sealing washer and on the other hand between the sealing washer and the tool to be passed through the sealing washer enables. For attaching the sealing washer to the clamping nut Two different concepts have become known.

Bei einer ersten Variante wird die Dichtscheibe von vorne, d. h. stirnseitig, in eine Ausnehmung der Spannmutter einge legt und gegen Herausfallen mit einem Sicherungsring (See gerring) gesichert. Die Dichtscheibe besitzt im Bereich ihres äußeren Umfangs einen Dichtungsring, der die Abdich tung zwischen der Spannmutter und der Dichtscheibe selbst übernimmt.In a first variant, the sealing washer is d. H. on the face, in a recess of the clamping nut with a safety ring (see gerring) secured. The sealing washer has in the area its outer circumference a sealing ring that the Abdich between the clamping nut and the sealing washer itself takes over.

Die Dichtscheibe weist eine zentrale Bohrung auf, die auf den Schaftdurchmesser des Werkzeugs abgestimmt und mit einem weiteren Dichtelement versehen ist, das den Austritt von Kühlmittel zwischen dem Werkzeug und der Dichtscheibe ver hindert.The sealing washer has a central bore that matched the shank diameter of the tool and with a further sealing element is provided, which the exit of Ver coolant between the tool and the sealing washer prevents.

Nachteilig an einem derartigen System ist die Umständlich keit der Handhabung. So ist eine Spezialzange erforderlich, um den Sicherungsring aus seiner Ringnut zu entfernen und nach dem Wechsel der Dichtscheibe wieder einzusetzen. Je nach Anwendungsfall kann ein derartiger Wechsel der Dicht scheibe in kurzen Zeitabständen erforderlich sein, da unter Umständen bei jedem Werkzeugwechsel auch die Dichtscheibe wegen unterschiedlicher Schaftdurchmesser der Werkzeuge ebenfalls ausgetauscht werden muß.The disadvantage of such a system is that it is cumbersome handling. So special pliers are required to remove the circlip from its ring groove and after changing the sealing washer. Each Depending on the application, such a change in sealing washer may be required at short intervals, since under Under certain circumstances, the sealing washer with every tool change because of different shank diameters of the tools must also be replaced.

Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, die Dicht scheibe von hinten gegen einen Absatzsteg der Spannmutter zu legen. Auf diese Weise erübrigt sich die Verwendung eines Sicherungsrings, da der Dichtring aufgrund seiner Anordnung nicht verlorengehen kann. Im Falle eines Werkzeugwechsels ist auch der Wechsel der Dichtscheibe völlig unproblematisch, da diese lediglich lose in der Spannmutter eingelegt ist.It has therefore already been suggested that the sealing disc from behind against a heel web of the clamping nut lay. In this way, the use of a Circlip because the sealing ring due to its arrangement cannot be lost. In case of a tool change even changing the sealing washer is completely unproblematic because it is only loosely inserted in the clamping nut.

Konstruktionsbedingt weist die Dichtscheibe im angezogenen Zustand der Spannmutter ein nicht unerhebliches axiales Spiel auf, welches 2 mm und mehr betragen kann. Dieses Spiel ist erforderlich, damit die elastische Deformation der Spannzange während des Anziehens der Mutter nicht dadurch behindert wird, daß die Stirnseite der Spannzange zur Anlage an die Dichtscheibe gelangt.Due to the design, the sealing washer in the tightened Condition of the clamping nut a not inconsiderable axial Play on, which can be 2 mm and more. This game is required for the elastic deformation of the This does not cause the collet to tighten when the nut is tightened is hindered that the face of the collet to the system reaches the sealing washer.

Dieses axiale Spiel führt wegen der Verkantungsgefahr zu Problemen beim Einführen des Werkzeugs. Auch besteht die Gefahr, daß Schmutz in den Zwischenraum zwischen der Dicht scheibe und dem Absatzsteg der Spannmutter eindringt, solan ge die Dichtscheibe noch nicht durch die Beaufschlagung mit Kühlmittel zur vollständigen Anlage gebracht ist. Die Verun reinigungen können dazu führen, daß ein vollflächiges Anlie gen überhaupt nicht mehr möglich ist bzw. das Anhaften der Schmutzpartikel die Dichtwirkung der elastischen Dichtringe beeinträchtigt.This axial play leads to the risk of canting Problems inserting the tool. It also exists Danger of dirt in the gap between the sealing washer and the heel of the tension nut penetrates, solan the sealing washer has not yet been acted upon by Coolant is brought to the complete system. The Verun Cleaning can lead to a full surface contact conditions is no longer possible or the adherence of the Dirt particles the sealing effect of the elastic sealing rings impaired.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb das Problem zugrunde, eine Spannmutter der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der diese Probleme nicht mehr auftreten. Insbe sondere soll eine einfache und problemlose Handhabung mög lich sein und gleichzeitig eine optimale Dichtwirkung reali siert werden.The present invention was therefore based on the problem a clamping nut of the type mentioned at the beginning where these problems no longer occur. In particular special should be a simple and easy handling Lich and at the same time real optimal sealing effect be settled.

Gelöst wird dieses Problem bei einer gattungsgemäßen Spann mutter, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist. This problem is solved with a generic instep mother who has the characteristics of the characteristic part of the Claim 1 has.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.Advantageous embodiments are due to the features of the subclaims.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Dichtelement, das die Abdichtung zwischen der Spannmutter und dem Werkzeug übernimmt, hinsichtlich seiner axialen Position in bezug auf die Spannmutter zu fixieren. Hierdurch wird ein Verkanten des Dichtungselements zuverlässig vermieden, das Werkzeug lädt sich auch bei nicht exakt konzentrischer Zufuhr ohne Probleme in die Spannzange einführen.The invention is based on the idea of the sealing element the seal between the clamping nut and the tool takes over with respect to its axial position to fix the clamping nut. This will cause tilting of the sealing element reliably avoided the tool charges even when the feed is not exactly concentric Insert problems into the collet.

Bei dem hier besonders interessierenden Anwendungsfall, bei dem bei Verwendung einer Spannmutter Werkzeuge unterschied lichen Durchmessers aufgenommen werden sollen, sind Wechsel buchsen vorgesehen, deren Innendurchmesser auf die jeweili gen Schaftdurchmesser der Werkzeuge abgestimmt sind. Die Wechselbuchsen tragen in einer innenliegenden Nut einen Dichtungsring, der die Abdichtung zwischen dem Werkzeug und der Wechselbuchse übernimmt. Die Wechselbuchse ist ihrer seits hinsichtlich ihrer axialen Relativlage zur Spannmutter fixierbar gestaltet. Durch entsprechende Organe, beispiels weise in Form eines Federrings, der in eine korrespondieren de Rille einrastet, kann der Übergang von einer Wechselbuch se zur nächsten ohne Spezialwerkzeuge vorgenommen werden.In the case of particular interest here the difference when using a clamping nut tools diameter are to be recorded are changes bushings provided, the inner diameter of the respective are matched to the shank diameter of the tools. The Interchangeable sockets have one in an internal groove Sealing ring that seals between the tool and the change socket takes over. The interchangeable socket is yours on the one hand with regard to their axial position relative to the clamping nut designed fixable. Through appropriate organs, for example wise in the form of a spring washer that correspond in one de Rille snaps into place, the transition from an exchange book to the next without special tools.

Durch eine derartige Konfiguration ist sichergestellt, daß die Gefahr des Verkantens und das angesprochene Verschmut zungsproblem nicht mehr auftreten.Such a configuration ensures that the danger of jamming and the mentioned contempt problem no longer occur.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of the figures explained. Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Spannmutter, Fig. 1 is a sectional view of the clamping nut,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Spannmutter in einer Ausführungsvariante, Fig. 2 is a sectional view of the clamping nut in an embodiment variant,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Spannmutter in einer weiteren Ausführungsvariante. Fig. 3 is a sectional view of the clamping nut in a further embodiment.

Die Fig. 1 zeigt eine Spannmutter, die für Werkzeuge ver schiedenen Durchmessers verwendet werden kann. Fig. 1 shows a clamping nut that can be used for tools of different diameters.

Das Dichtelement besteht im wesentlichen aus dem elastischen Dichtungsring 2, der in einer Wechselbuchse 3 gelagert ist. Hierzu weist die Wechselbuchse 3 eine innenliegende Nut 31 auf, in die der Dichtring 2 eingelegt ist. Der Querschnitt der Nut 31 ist so gewählt, daß der Dichtring 2 praktisch kein Spiel aufweist. Der Innendurchmesser der Wechselbuchse 3 ist geringfügig größer gewählt als der Schaftdurchmesser des aufzunehmenden Werkzeugs. Der Innendurchmesser des Dichtrings 2 ist so gewählt, daß er bei eingeführtem Werk zeug dessen Schaft fest umschließt und so die gewünschte Dichtwirkung zwischen dem Werkzeug und der Wechselbuchse 3 erzielt.The sealing element consists essentially of the elastic sealing ring 2 , which is mounted in an interchangeable bush 3 . For this purpose, the interchangeable bush 3 has an internal groove 31 into which the sealing ring 2 is inserted. The cross section of the groove 31 is selected so that the sealing ring 2 has practically no play. The inner diameter of the interchangeable bush 3 is selected to be slightly larger than the shank diameter of the tool to be accommodated. The inner diameter of the sealing ring 2 is chosen so that it tightly encloses the shaft when the tool is inserted and thus achieves the desired sealing effect between the tool and the exchangeable bush 3 .

Die Wechselbuchse 3 ist ihrerseits in der Spannmutter 1 geführt und hinsichtlich ihrer axialen Relativlage in einer definierten Position fixierbar.The interchangeable bush 3 is in turn guided in the clamping nut 1 and can be fixed in a defined position with respect to its axial relative position.

Hierzu weist die Wechselbuchse 3 einen schulterförmigen Absatz 32 auf, der zur Anlage an einem Absatzsteg 11 der Spannmutter bestimmt ist und die axiale Relativlage zwischen der Wechselbuchse 3 und der Spannmutter 1 definiert.For this purpose, the interchangeable bush 3 has a shoulder-shaped shoulder 32 , which is intended to bear against a shoulder web 11 of the clamping nut and defines the axial relative position between the exchangeable bush 3 and the clamping nut 1 .

Zur Fixierung der Wechselbuchse 3 ist ein Federstahlring 4 vorgesehen, der in einer Nut 33 der Wechselbuchse 3 geführt ist. Der Federstahlring 4 ist in der Rille 12 der Spannmut ter 1 verrastet. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Wechselbuchse 3 unter der Federwirkung des Federstahlrings 4 axial gegen die Spannmutter 1 gedrückt ist.To fix the interchangeable bush 3 , a spring steel ring 4 is provided which is guided in a groove 33 in the interchangeable bush 3 . The spring steel ring 4 is locked in the groove 12 of the clamping nut ter 1 . In this way it is ensured that the change sleeve 3 is pressed under the resilience of the spring steel ring 4 axially against the clamping nut. 1

Der Querschnitt der Nut 33 ist so bemessen, daß der Feder stahlring 4 beim Herausziehen bzw. Einschieben der Wechsel buchse 3 so weit in radialer Richtung nach innen ausweichen kann, daß er dem Konturverlauf zwischen dem Absatzsteg 11 und der Rille 12 der Spannmutter 1 folgen kann.The cross section of the groove 33 is dimensioned so that the spring steel ring 4 when pulling out or inserting the interchangeable socket 3 can dodge in the radial direction so far that he can follow the contour between the heel land 11 and the groove 12 of the clamping nut 1 .

Zwischen der Wechselbuchse 3 und der Spannmutter 1 ist eine weitere elastische Dichtung 5 vorgesehen. Sie verhindert den Kühlmittelaustritt zwischen diesen beiden Teilen. Im darge stellten Ausführungsbeispiel wird der Dichtring 5 in einer Nut 15 der Spannmutter 1 geführt, deren axiale Position mit derjenigen der Nut 31 für den Dichtungsring 2 übereinstimmt. Dies bietet sich deshalb an, weil hierdurch die axiale Erstreckung der Wechselbuchse 3 relativ gering gehalten werden kann.A further elastic seal 5 is provided between the interchangeable bush 3 and the clamping nut 1 . It prevents coolant leakage between these two parts. In the illustrated embodiment, the sealing ring 5 is guided in a groove 15 of the clamping nut 1 , the axial position of which corresponds to that of the groove 31 for the sealing ring 2 . This is advisable because the axial extension of the interchangeable bushing 3 can be kept relatively small.

In unmittelbarer Nähe der Stirnseite ist zwischen der Wech selbuchse 3 und der Spannmutter 1 ein weiterer elastischer Dichtring 6 vorgesehen. Er hat die Aufgabe, den Zwischenraum zwischen der Spannmutter 1 und der Wechselbuchse 3 vor eindringenden Schmutzpartikeln zu schützen. Sein Querschnitt kann erheblich kleiner gewählt werden als derjenige der Dichtringe 2 und 5, da er infolge des Dichtrings 5 nicht mit Kühlmittel beaufschlagt wird.Another elastic sealing ring 6 is provided in the immediate vicinity of the end face between the sel bush 3 and the clamping nut 1 . It has the task of protecting the space between the clamping nut 1 and the interchangeable bush 3 against the ingress of dirt particles. Its cross section can be selected to be considerably smaller than that of the sealing rings 2 and 5 , since it is not acted upon by coolant as a result of the sealing ring 5 .

In Fig. 2 ist eine Konfiguration mit zweigeteilter Spann mutter 1 dargestellt. Sie besteht aus einer Mutternhülse 1a sowie einem darin konzentrisch angeordneten Konusring 1b. Der Konusring 1b ist auf Kugeln 10 gelagert, so daß eine freie Verdrehbarkeit des Konusrings 1b gegenüber der Mut ternhülse 1a gewährleistet ist. Derartige Spannmuttern werden zur Verringerung des Kraftaufwands beim Spannvorgang eingesetzt.In Fig. 2, a configuration with two-part clamping nut 1 is shown. It consists of a nut sleeve 1 a and a conical ring 1 b arranged concentrically therein. The cone ring 1 b is mounted on balls 10 , so that a free rotatability of the cone ring 1 b relative to the mut ternhülse 1 a is guaranteed. Clamping nuts of this type are used to reduce the effort required during the clamping process.

Bei dieser Konfiguration ist die Wechselbuchse 3 in der beschriebenen Art und Weise vollständig im Konusring 1b gelagert. Durch die Zweiteilung der Spannmutter ist es jedoch erforderlich, einen zusätzlichen elastischen Dicht ring 7 zwischen der Mutternhülse 1a und dem Konusring 1b vorzusehen. Der Dichtring 7 kann entweder in einer in der Mutternhülse 1a angebrachten Nut oder entsprechend der Darstellung in einer am Konusring 1b angebrachten Nut ge führt sein. Im vorderen Bereich der Spannmutter ist ein elastischer Dichtring 8 vorgesehen, der das Eindringen von Staubpartikeln verhindert. Dies ist für den vorliegenden Fall besonders vorteilhaft, da dadurch die Lagerung in Form der Kugeln 10 geschont wird.In this configuration, the change sleeve 3 is mounted in the manner described completely in the conical ring 1 b. By dividing the clamping nut in two, however, it is necessary to provide an additional elastic sealing ring 7 between the nut sleeve 1 a and the conical ring 1 b. The sealing ring 7 can either in a nut sleeve 1 a attached groove or as shown in a cone ring 1 b attached groove leads GE. In the front area of the clamping nut, an elastic sealing ring 8 is provided, which prevents dust particles from entering. This is particularly advantageous in the present case, since it protects the bearing in the form of the balls 10 .

Mit derartigen Konfigurationen ist die Handhabung von Werk zeugen auf besonders einfache Art und Weise möglich, deren Schaftdurchmesser 3 mm oder mehr beträgt. Durch die Bereit stellung einer Anzahl von Wechselbuchsen unterschiedlichen Innendurchmessers kann eine rasche und sichere Abstimmung auf die unterschiedlichen Schaftdurchmesser der verwendeten Werkzeuge vorgenommen werden. Der Austausch von Wechselbuch sen erfolgt von hinten durch einfache Rastvorgänge. Spezial werkzeuge sind nicht von Nöten, Fehlbedienungen sind prak tisch ausgeschlossen.With such configurations, the handling is factory testify in a particularly simple manner, whose Shaft diameter is 3 mm or more. By the ready position of a number of different exchange sockets Inner diameter can be a quick and safe adjustment to the different shaft diameters of the used Tools are made. Exchange of exchange book sen is done from behind by simple latching operations. Special tools are not necessary, operating errors are practical table excluded.

Die Verwendung von Wechselbuchsen stößt jedoch dann auf Schwierigkeiten, wenn Muttern kleineren Durchmessers verwen det werden. Diese sind wegen der geforderten Zugänglichkeit zur Bearbeitungsstelle in vielen Fällen notwendig, können aber aus technischen Gründen keine Zugänglichkeit mehr für Wechselbuchsen gewährleisten. Für einen derartigen Fall können auf vorteilhafte Art und Weise Spannmuttern in der gemäß Figur dargestellten Ausführungsform verwendet werden. Sie weisen keine Wechselbuchse auf, vielmehr ist ein Dicht ring 2 unmittelbar in der Spannmutter 1 fixiert. Der Innen durchmesser der Spannmutter 1 ist auf den jeweiligen Schaft durchmesser abgestimmt.However, the use of interchangeable bushes encounters difficulties when nuts with a smaller diameter are used. These are necessary in many cases because of the required accessibility to the machining point, but for technical reasons they can no longer guarantee accessibility for swap sleeves. For such a case, clamping nuts can be used in an advantageous manner in the embodiment shown in the figure. They have no interchangeable bush, rather a sealing ring 2 is fixed directly in the clamping nut 1 . The inner diameter of the clamping nut 1 is matched to the respective shaft diameter.

Diese Konfiguration zeichnet sich durch ihren einfachen konstruktiven Aufbau aus. Die angesprochenen Probleme, wie z. B. des Verkantens und der Verunreinigungen, können hier wegen des integrierten, einstückigen Aufbaus der Spannmutter nicht mehr auftreten. This configuration is characterized by its simple constructive structure. The issues raised, such as e.g. B. the cant and the impurities can here because of the integrated, one-piece construction of the clamping nut no longer occur.

FigurenlegendeFigure legend

1 Spannmutter
11 Absatzsteg
12 Rille
15 Nut
1a Mutternhülse
1b Konusring
2 Dichtring
3 Wechselbuchse
31 Nut
32 schulterförmiger Absatz
33 Nut
4 Federstahlring
5 Dichtring
6 Dichtring
7 Dichtring
8 Dichtring
10 Kugel 1 clamping nut
11 heel
12 groove
15 groove
1 a nut sleeve
1 b cone ring
2 sealing ring
3 interchangeable socket
31 groove
32 shoulder-shaped heel
33 groove
4 spring steel ring
5 sealing ring
6 sealing ring
7 sealing ring
8 sealing ring
10 bullet

Claims

1. clamping nut for tools with an integrated coolant channel, which has a sealing element that prevents the leakage of coolant between the clamping nut and the tool carried out coaxially by the clamping nut, characterized in that the processing element consists of at least one elastic sealing ring ( 2 ) , which is fixed in the axial direction with respect to the clamping nut ( 1 ).

2. Clamping nut according to claim 1, characterized in that the sealing ring ( 2 ) is guided in a groove ( 31 ) of an interchangeable bush ( 3 ) which is fixed in the axial direction in the clamping nut ( 1 ).

3. Clamping nut according to claim 2, characterized in that the interchangeable bushing ( 3 ) can be inserted from behind into the clamping nut ( 1 ) and its axial position by the abutment of a shoulder ( 32 ) present on the interchangeable bushing ( 3 ) on a shoulder web ( 11 ). the clamping nut ( 1 ) is defined.

4. Clamping nut according to claim 2 or 3, characterized in that for fixing in a groove ( 33 ) of the interchangeable bush ( 3 ) spring steel ring ( 4 ) is provided, which is locked in a groove ( 12 ) of the clamping nut ( 1 ).

5. Clamping nut according to one of claims 2 to 4, characterized in that an elastic sealing ring ( 5 ) between the interchangeable bush ( 3 ) and the clamping nut ( 1 ) is arranged to prevent the leakage of coolant between the interchangeable bushing ( 3 ) and the Prevents clamping nut ( 1 ).

6. Clamping nut according to one of claims 2 to 5, characterized in that an elastic sealing ring ( 6 ) is arranged in the immediate vicinity of the end face between the interchangeable bushing ( 3 ) and the clamping nut ( 1 ).

7. Clamping nut according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping nut consists of a nut sleeve ( 1 a) and a concentrically arranged therein, on balls ( 10 ) mounted cone ring ( 1 b) be.

8. clamping nut according to claim 7, characterized in that an elastic sealing ring ( 7 ) between the nut sleeve ( 1 a) and the conical ring ( 1 b) is arranged.

9. Clamping nut according to claim 7 or 8, characterized in that an elastic sealing ring ( 8 ) is arranged in the immediate vicinity of the end face between the nut sleeve ( 1 a) and the conical ring ( 1 b).