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Schnellbefestigung von Spannfuttern Die Erfindung behandelt eine Schnellbefestigung
von Spannfuttern an Arbeitsspindeln für Werkzeugmaschinen, insbesondere an Drehbankspindeln
mit kurzem Zentrierkegel und Flansch.
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Es gibt zwei voneinander verschiedene Arten von Spannfutterbefestigungen
an Drehspindeln. Bei der bekannten älteren Ausführung erfolgt die Aufnahme des Spannzeuges
in einem zylindrischen Teil für die Zentrierung und anschließendem Gewinde für die
Mitnahme mit Anlage gegen eine kleine Schulter. Diese Verbindung konnte jedoch nach
Einführung von Hartmetall als Schneidwerkstoff nicht mehr als ausreichend angesehen
werden, um den erhöhten Anforderungen, wie höhere Spin@deldrehzahlern und größere
Übertragungsleistungen als seither, gerecht zu werden. Dieser Umstand führte dann
zu der anderen Spannfutterbefestigung, dem kurzen Zentrierkegel und Flansch. Hier
wirrt der Sitz für das Spannwerkzeug auf dem Kurzkegel in den gegenseitigen Herstellungstoleranzen
so gelegt, daß beim Andrücken von Hand zwischen den beiden Planflächen von Werkzeug-
und Spindelflansch ein geringes Spiel entsteht, das durch Anziehen von drei Schrauben
verschwindet. Dies ergibt somit der Arbeitsspindel eine gute kraftschlüssige Verbindung.
Demzufolge hat sich dann auch bei Drehbänken diese Ausführung für die Mengenfertigung,
also bei nicht allzu häufigem Wechsel der Spannwerkzeuge, schnell eingeführt und
bewährt. Ihre Vorteile liegen bei geringst erreichbarer Mittenversetzung, Übertragung
großer Drehmomente und hoher Drehzahlen mit schneller Abbremsung und
Abbau
des Futters von der Spindel ohne jede störende Begleitumstände.
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Anders liegen jedoch .die Verhältnisse bei Drehbänken, die ausschließlich
für Einzelfertigung nach Werkzeugmacherart oder für geringe Fertigungsstückzahlen
gedacht sind, wobei dauernd Planscheibe, Mitnehmerscheibe, Dreibackenfutter usw.
untereinander gewechselt werden sollen. Hierbei wurde es als sehr störendempfunden,
daß der Werkzeugwechsel infolge Lösen und Wiederanziehen der Befestigungsschrauben
viel länger dauert, wie bei den alten Spindelnasen mit Gewinde. Ferner tritt ein
viel zu schneller Verschleiß des Kegelsitzes dadurch ein, weil es dem Arbeiter überlassen
bleibt, wie er die Befestigungsschrauben möglichst gleichmäßig nach und nach anzieht
bis die Plananlage erfolgt ist oder aber, wenn er sich dieser Mühe nicht unterzieht,
bei geringerem Zeitaufwand das Futter etwa über den Kegel schaukelnd von Befestigungsschraube
zu Befestigungsschraube gleich endgültig zur Anlage bringt. Natürlich hat es auch
hier nicht an Versuchen gefehlt, die bewährte Spindelnase mit Kurzkegel und Flansch
auch für die zuletzt angeführte Maschinengruppe dienstbar zu machen. Deshalb sind
zur Vermeidung der Befestigungsschrauben auch schon andere Mittel benutzt worden,
um eine schnelle und sichere Verbindung von Spannzeug und Spindelflansch herbeizuführen,
z. B. eine zweiteilige Schelle, die durch Anziehen einer Schraube eineKegelklemmunghervorbringen
sollte, die wohl zentral gleichmäßig spannt, aber beim Auf- und Abbringen zu zeitraubend
ist.
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Ferner hat man eine Befestigung mittels Bajonettscheibe vorgeschlagen,
die hinter den Spindelflansch gelegt wird. Die Befestigungsschrauben mit Kopf werden
hierbei durch große Löcher in dem Spindelflansch hindurchgesteckt und mittels kleiner
Drehung des Spannwerkzeuges in Schlitze von geringerer Breite gesteckt, wodurch
die Möglichkeit gegeben ist, die Schrauben anzuziehen. Hier fällt wohl das lästige
Ein- und Ausschrauben der Befestigungsschrauben fort, jedoch hängt es auch hier
davon ab, wie gleichmäßig die Schrauben angezogen werden; außerdem ist hierbei keine
Sicherheit gegen Ablaufen gegeben.
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Des weiteren sind schon für die Schnellverbindung an Stelle der Schrauben
Klemmexzenter verwendet worden. Diese Exzenter arbeiten nicht ausschließlich mit
reiner Axialverschiebung auf die Spannbolzen, sondern der Bolzen bekommt auch eine
Querkraft, die dieser durch Anlage in die Befestigungsbohrung aufnehmen soll. Dies
bedingt, daß die Bohrungen von Flansch und Spannfutter gegenseitig sehr genau übereinstimmen
müssen, damit. jeder Bolzen gleichmäßig zur Anlage kommt, was natürlich eine kostspielige
Herstellung verursacht. Auch hier muß jeder einzelne Spannexzenter gesondert angezogen
werden, was wieder zu denselben Erscheinungen führt wie bei Schraubenbefestigungen.
Außerdem geht der kurze Überhang, den der Kurzkegel mit Flansch auszeichnet, durch
die Unterbringung der langen Exzenterbolzen verloren. Die Erfindung vermeidet diese
Nachteile dadurch, daß an dem rückwärtigen Ende des Spannfutters Nasen mit in einer
senkrecht zur Spindelachse liegenden vorderen Radialebene vorgesehen sind, gegen
die sich ein mit entsprechenden Lücken für den Durchtritt der Nasen versehener,
auf die Spindelnase aufschraubbarer Ring bajonettversc!hlußartig anlegt. Die beim
Anziehen eingeleitete Kraft kommt dann bei kleiner Schraubensteigung mit erhöhter
Zugkraft gleichmäßig verteilt zur Wirkung und vollzieht unter g eringstmöglichem
Zeitaufwand den Reibungsschluß in dem Kegel über den ganzen Umfang auf einmal. Dabei
kommt das Spannfutter an der Befestigungsfläche des Flansch-es zur Anlage, wo es
selbstsperrend festgehalten wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.
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Fig. i ist ein Schnitt durch den Flansch in Spannstellung eines Spannbolzens
und Fig. 2 ein Seitenriß mit Ansicht auf die gesamten Spannbolzen in gespannter
Stellung.
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Eine aufschraubbare Spannmutter i ist als Überwurf auf den Außendurchmesser
des Spindelflansches 3 aufgesetzt und greift mit ihrem Spannflansch 4 in Nasen einer
Anzahl Zugbolzen 2 ein. In Fig.2 sind drei Stück angeordnet, ihre Zahl richtet sich
nach Größe des Spannfutters. Die Zugbolzen 2 sind fest mit dem Spannfutter nach
Fig. i, einem Dreibackenfutter, verbunden, gegen Drehung gesichert und stehen aus
der Ebene der Befestigungsfläche hervor. Beim Aufsetzen eines Spannfutters werden
diese vorstehenden Zugbolzen 2 durch Befestigungslöcher in dem Spindelflansch 3
gesteckt, nachdem vorher der Spannflansch 4 mit Ausnehmungen über diese Löcher durch
Drehen der Spannmutter zum Einfahren freigegeben ist. Durch Vorwärtsdrehen wird
nun der Spannflansch 4 mit den Nasen der Zugbolzen 2 kraftschlüssig verbunden, und
durch weitere Schraubbewegung der Spannmutter i mit einem Steckschlüssel erhalten
diese alle gleichzeitig eine Zugkraft in Richtung der Drehspindelachse. Dadurch
wird der Reibungsschluß in der Zentrierung über den ganzen Umfang gleichmäßig herbeigeführt,
wodurch die Plananlage des Spannfutters auch auf einmal zustandekommt.
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Die Zugbolzen 2 sollen in den Befestigungslöchern des Spindelflansches
3 Spiel haben, damit man das Spannfutter bequem einfahren kann, was besonders bei
großen, schweren Futtern sehr zweckmäßig ist. Außerdem wird dadurch eine Überbestimmung
mit dem Zentrierkegel des Spindelflansches 3 vermieden. Die Spannmutter i wird mit
einer kleinen Gewindesteigung versehen, damit bei Verwendung eines langen, kräftigen
Schlüssels das Spannfutter gegen die Befestigungsfläche des Spindelflansches gepreßt
werden kann. Diese Befestigungsart ist selbstsperrend. Ablaufsicherungen entfallen
dadurch vollständig, Unfälle werden daher vermieden, die dadurch entstehen können,
daß vergessen wurde, die Ablaufsicherungsschraube anzuziehen. Das Abnehmen der Spannfutter
kann bei dieser Anordnung der Schnellbefestigung trotz
stärkster
Beanspruchung und Wärmebeeinflussung vom Spindellager her, bequem ohne Anstrengung,
in der kürzesten Zeit vorgenommen werden.