DE6920766U

DE6920766U - Spannfutter zur loesbaren befestigung eines rotierenden werkzeuges, vorzugsweise fraesers.

Info

Publication number: DE6920766U
Application number: DE6920766U
Authority: DE
Original assignee: Innocenti Societa General per lIndustria Metallurgica e Meccanica
Current assignee: Innocenti Societa General per lIndustria Metallurgica e Meccanica
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3593614A; DE1926307A1

Description

INNOCENTI SOCIETÄ UENERALE PER L¹INDUSTRIA METALLURGICA E MECCAMICA, Mailand, Italien

"Spannfutter zur lösbaren Befestigung eines rotierenden Werkzeuges, vorzugsweise Präsers." j;

Priorität: 24. Mai 1968, Italien.

Die Neuerung betrifft ein Spannfutter zur lösbaren Befestigung eines rotierenden Werkzeuges, vorzugsweise Fräsers, mit zumindest zwei in gleichmäßigem Winkelabstand über den Spannfutterumfang verteilten Aussenspannbacken, welche an ihren vorderen Enden Innenvorsprünge zum Umgreifen eines am hinteren Ende des Werkzeuges vorgesehenen Aussenflansches aufweisen, einer zu dem Spannfutter koaxial beweglichen, demgegenüber jedoch undrehbaren Innenspindel nebst an deren Ende vor-

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gesehenen radialen Aussennocken, deren Anzanl derjenigen der Aussenspannbacken entspricht, und gegen die Aussennocken in Eingriff zu bringenden, radial nach aussen zu drückenden Spreizhebeln _t deren jeder mit einem zugeordneten Aussenspannbacken gekoppelt ist, wobei sich die Aussennocken in einer Rückzugstellung der Innenspindel mit den Spreizhebeln in Eingriff befinden un£ die Aussenspannbacken gegen den Aussenflansch des Werkzeuges anliegen und diesem umgreifen.

Ein solches Spannfutter kann von vornherein nicht für Werkzeuge mit einem verhältnismäßig großen Aussendurchmesser,beispielsweise Tellerfräser, verwendet werden, weil infolge der hierbei wirksamen hohen Drehmomente eine Spannzange keinesfalls für die geeignete Einspannung des Werkzeuges ausreicht. Ausserdem ist der Aufbau des Spannfutters verhältnismässig kompliziert, weil sowohl die Aussenspannbacken zur Pesthaltung des Aussenflansches als auch eine Spannzange bei der Rückzugbewegung der Innenspindel eingestellt werden müssen. Die Innenspindel muß in der Einspannstellung dauernd kraftbeaufschlagt sein, um eine unerwünschte Freigabe des Werkzeugschaftes zu verhindern, was als weiterer Nachteil anzusehen ist,,

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist die Schaffung eines demgegenüber einfach aufgebauten Spannfutters für rotierende Werkzeuge von verhältnismässig grossem Durchmesser und darauf einwirkenden, verhältnismässig hohen Drehmomenten, bei welchem

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die Innenspindel nach erfolgter Einspannung des Werkzeuges kraft- \ entlastet sein kann.

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Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Neuerung durch eine mit einer Innenverzahnung versehene, von den Aussenspannbacken umgebene zentrale Vertiefung, welche zur Aufnahme des mit einer entsprechenden Aussenverzahnung versehenen, in einem Konuswinkel von nahezu 90° nach rückwärts divergierenden Aussenflansches am rückwärtigen Ende des Werkzeuges bestimmt ist, an den Innenvorsprüngen der Aussenspannfutter vorgesehene, zu dem Konuswinkel des Aussenflansches komplementäre Abschrägungj welche in Einspannstellung gegen die Konusfläche des Aussenflansches anliegen, und an den Aussennocken vorgesehene, abgeflachte, achsparallel verlaufende Abschnitte, welche in Rückzugstellung der Innenspindel gegen die rückwärtigen Enden der Spreizhebel anliegen.

Die Neuerung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert .

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform nach der Neuerung zur schnell lösbaren Befestigung eines Fräsers an einer Werkzeugmaschine,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch das Spannfutter,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen einem Trägerelement zugeordneten Fräser zur Befestigung an das Spannfutter nach Fig. 1 und 2.

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Eine V;erkzeu£r.a5chine, beispielsweise eine PrS^-Bohrmaschine erheblicher Abmessung, ist nJ.t einer äusseren hohlen Drehspindel 1 (Fig. 2) und einer inneren koaxial hierzu angeordneten Drehspindel 2 versehen. Werkzeugköpfe, die bei höheren, von der Maschine gelieferten Antriebsleistungen angetrieben werden sollen, werden normalerweise an die Aussenspindel 1 befestigt.

Die Innenspindel 2, die gegen WinkelVerdrehung gegenüber der äusseren Spindel I zur Drehung hiermit festgelegt 1st, 1st axial relativ zur Aussenspindel 1 beweglich und wird gewöhnlich benutzt, um kleinere Leistungen auf die Werkzeugköpfe zu übertragen, beispielsweise zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen wie zum Bohren von Löchern, zum Räumen und dgl., wodurch keine merklichen Radialbelastungen an den Werkzeugköpfen hervorgerufen werden.

Das Spannfutter nach der Neuerung weist einen zylindrischen Kopf 3 auf, der am freien Ende der äusseren Spindel 1 durch eine Vielzahl von Schrauben 5 befestigt ist, wobei der Kopf 3 genau auf der Spindel 1 durch Eingriff in eine zentrierende Ringschulter 4 zentriert ist, die auf dem Ende der Spindel 1 ausgebildet ist.

Der zylindrische Kopf 3 ist mit einer Vielzahl von Radialnuten 6 von T- oder Schwalbenschwanzquerschnitt, vorzugsweise drei an der Zahl, ausgebildet. Eine jeweilige Klemmbacke 7 ist verschiebbar in jeder Nut 6 gelagert, so daß sie in der Lage ist, radiale Translationsbewegungen relativ zum Kopf 3 auszuführen.

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Jede Klemmbacke 7 ist durch jeweils einen Backenbetätigungshebel 8 beweglich, welcher durch den Kopf 3 einen Schwenkstift 11 lagert und tangential bezüglich der Achse des Kopfes 3 sich erstreckt. Der Hebel 8 besitzt einen kürzeren Arm 9, der in eine Aussparung 10 in nach hinten weisenden Teil des radialen Endes oder der Rückseite der 3acke 7 greift. Jeder kürzere Arm 9 besitzt eine teilkugelförmige Fläche im Axialschnitt (Fig. 2), die mit komplementären Flächen in der jeweiligen Aussparung 10 zusammenpasst und hierin ein Knochengelenk bildet. Der Hebel 8 besitzt auch einen längeren Arm 12, welcher mit zylindrischen, seitlich abstehenden Bolzen 13 versehen ist, die von einem Nockenelement 14 erfasst werden, welches mit dem Ende der axial verschiebbaren Innenspindel 2 in Eingriff kommt.

Das Nockenelement 14 ist mit der Innenspindel 2 mittels eines Ringes 15 und eines Gewindebundes 16 verbunden, der eine Kupplung bildet und das Nockenelement I¹I in einer Axialrichtung versperrrt, dabei aber einen Bewegungsfreiheitsgrad in einer radialen Richtung möglich macht.

Das Nockenelement 14 besitzt hintere profilierte Teile l4<i,die in die seitlich abstehenden Bolzen 13 der jeweiligen Backenbetätigungshebel 8 greifen. Die Bolzen 13 werden auch durch kon jugierte Gegennocken 17 erfasst, die durch das Nockenelenent 14 getragen und so ausgebildet sind, daß sie die Hebel 5 in zwangsgesteuerter V/eise bewegen.

Bewegt sich also das Nockenelement 14 nach hinten (d.h. rechts in Fic· 2), so v/erden die Hebel 8 im Gegenuhrzeigersinn hin- und herbewegt und bewegen die Backen 7 radial nach innen oder in Richtung der Zentripetalkraft, während, wenn das Nockenele- ment 14 sich vorwärts bewegt, die hierdurch getragenen Gegennocken die Hebel 8 erfassen und letztere im Gegenuhrzeigersinn (nach Pig. 2) hin- und herbewegen, wodurch die Backen 7 radial nach aussen oder zentrifugal bewegt werden.

Eine Bewegung nach rückwärts und vorwärts des Nockenelementes I¹I und der hierdurch getragenen Gegennocken 17 wird durch axiale Verschiebung der Innenspindel 2 relativ zur Aussenspindel 1 nach rückwärts oder vorwärts jeweils herbeigeführt, übliche„ um die Axialbewegung der Innenspindel 2 in versperrter oder nicht-versperrter Lage des Spannfutters zu unterbinden, die ohne Präzisionsbearbeitung entsprechend den radial ais weitesten innen und aussen befindlichen Stellungen der Klemmbacken 7 festgelegt sein können.

Der vordere Teil des Kopfes 3 ist so ausgebildet, daß er eine Präsanordnung umfasst _a die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Präswerkzeug 18 großer Abmessung besteht, welches mit einem hinteren Trägerelement 19 versehen ist, welches entweder integral mit dem Präser 18 ausgebildet oder getrennt hierzu befestigt ist. Das Trägerelement 19 besitzt einen rin-rforrnigen radial nach aussen vorstehenden Flansch 20, der raaial nach innen vorstehende Teile 7ji auf den Backen 7 in Sperrstellung des Spannfutters (Fig. 2) erfasst. Das Fräserträgerelement 16 ist

in einem Ringsitz 21 untergebracht, der auf der Vorderseite des Kopfes 3 ausgebildet ist. Das Fräserträgerelement 19 ist auf seiner Rückseite mit einer zylindrischen gegengesenkten Bohrung 22 ausgebildet, die eng über einen zylindrischen Bund 23 auf dem Kopf 3 paßt, um die Fräseranordnung bezüglich der Drehachse des Kopfes 3 zu zentrieren.

Eine zentripetale oder radial nach innen gerichtete Bewegung der Spannbacken 7 durch Rückwärtsbewegung der Innenspindel 1 klemmt den Plansch 20 des Präserträgerelementes 19 an den Kopf 3 und damit an die aussere Spindel 2, wodurch das Spannfutter schnell und selbsttätig versperrt wird.

Der radiale Bewegungsfreiheitsgrad des Nockenelementes 14 sorgt dafür, daß die aus der Axialbewegung der Spindel 2 resultierenden Kräfte gleichmäßig über die Hebel 8 und damit die Klemmbacken 7 verteilt werden, unabhängig von unvermeidbaren Konstruktionsungenauigkeiten der Einzelteile des Spannfutters oder üngenauigkeiten in der Kupplung der Faseranordnung an den Kopf 3«

Die vorstehenden Teile 7.a der Backen 7 und die hiermit zusammenwirkende Fläche auf dem Plansch 20 des FrSserträgerelementes 19 sind mit zusammenpassenden kegelstumpf-konischen Spannflächen ausgebildet, die zur Achse des Spannfutters 3 geneigt sind und hierdurch das Verspannen der Fräseranordnung durch eine festkeilende oder nennende '..'irkung verbessern.

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Um den Drehschlu^f der 'räseranordnung um die Achse der Spindel 2 zu vermeiden, wenn die Präseranordnung 8 im Spannfutter gehalten wird, ist der Flansch 20 auf dem Fräserträgerelement IS auf den Aussenunfang rd.t einer Reihe von Zähnen 24 verse hen, die geeignet sind, niit gewölbten Zahnsegmenten 25, die vom Zylinderkopf 3 getragen werden, ^usamnenzuwirken.

Wird die innere Spindel 1 vorwärtsbewegt (d.h. nach links in PIg. 2), so werden die Backen 7 vom Flansch 20 fortgezogen und geben die Präseranordnung frei, welche dann leicht von Kopf 3 entfernt werden kann.

Ein Druckluftverteiler ist um den Kopf 3 herum vorgesehen und besteht aus einem Ring 26, der an einen stationären Teil der Werkzeugmaschine befestigt und mit einer Ringnut 27 ausgestattet ist, die den Kopf 3 umgibt. Die Nut 27 bildet eine Sammelleitung, die mit Druckluft durch eine Speiseleitung 28 versorgt wird. Die Nut 27 steht über Innenkanäle 29 und 30 (gestrichelt dargestellt) ic Kopf 3 »it einem OmTangsauslaßkanal 31 in Verbindung, der den Bund 23 auf der Stirnfläche des Kopfes 3 verbindet und von der Rückseite des Präserträgerelementes 19 erfaßt wird, wenn die Präseranordnung im Spannfutter gehalten 1st· Hierdurch kann ein Luftstrom über die zusammenpassenden Flächen des Kopfes 3 und das Präserträgerelement 19 geleitet werden. Die Druckluftzuführung ist so ausgebildet, daß der Luftstrcr. eine ausreicher.ee Lelstur.^ aufweist, uir. Staub und andere Fre-dürrer f^rtzutreiser., die scnst der. gegenseitigen Eingriff uleser Flüche.-. *r.c cas genaue Zentrieren der Faseranordnung auf -e- ;:5L--f.::er -.Ir.aerr. würcer..

SCHUTZANSPRÜCHE:

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Claims

SCHUTZA M SP RÜCHE :

1. Spannfutter zur lösbaren Befestigung eines rotierenden Werkzeuges, vorzugsweise Fräsers, mit zumindest zwei in gleichmäßigem Winkelabstand über den Spannfutterumfang verteilten Aussenspannbacken, welche an ihren vorderen Enden Innenvorsprünge zum Umgreifen eines am hinteren Ende des Werkzeuges vorgesehenen Aussenflansehes aufweisen, einer zu dem Spannfutter koaxial beweglichen, demgegenüber jedoch undrehbaren Innenspindel nebst an deren Ende vorgesehenen radialen Aussennocken, deren Anzahl derjenigen der Aussenspannbacken entspricht, und gegen die Aussennocken in Eingriff zu bringenden, radial nach aussen zu drückenden Spreizhebeln, deren jeder mit einem zugeordneten Aussenspannbacken gekoppelt ist, wobei sich die Aussennocken in einer Rückzugstellung der Innenspindel mit den Spreizhebeln in Eingriff befinden und die Aussenspannbacken gegen den Aussenflansch des Werkzeuges anliegen und diesen umgreifen, gekennzeichnet durch eine mit einer Innenverzahnung versehene, von den Aussenspannbacken (7) umgebene zentrale Vertiefung (21),welche zur Aufnahme des mit einer entsprechenden Aussenverzahnung (24) versehenen, in einem Konuswinkel von nahezu 90° nach rückwärts divergierenden Aussenflansehes (20) am rückwärtigen Ende des Werkzeuges (18) bestimmt ist, an den Innenvorscrilnren (7a) der Aussenspannfutter (7) vorgesehene, zu der. Konuswinkel des Aussenflansehes komplementäre Abschrägun^, welche in Einspannstellung gegen die Konusfläche des Aussenflansehes anliegen,und

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-10-an den Aussennocken (I¹O vorgesehene, abgeflachte, achsparallel verlaufende Abschnitte, welche in Rückzugstellung der Innenspindel (2) gegen die rückwärtigen Ender der Spreizhebel (12) anliegen.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenspannbacken (7) mittels Hebeln (8) radial beweglich ausgebildet sind, die zwangsweise in Abhängigkeit von der Axialbewegung der Innenspindel (2) durch Nocken (14, 17) hin- und hergeführt sind.

3· Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussennocken (1*0 an der Innenspindel (2) axial relativ zu derselben so befestigt ist, daß er sich radial frei bewegen kann.

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