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Spannfutter Die Erfindung bezieht sich auf ein schnell spannendes
und lösendes Spannfutter zucl Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken, insbesondere
zum Festspannen umlaufender Werkzeuge an der sie tragenden Spindel der Werkzeugmaschine.
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Es ist bekannt, hei derartigen Spannfuttern einen durch eine geschlitzte
Hülse gebildeten Spannkegel zu verwenden, der in eine Kegelbohrung des Futterträgers
an der Werkzeugspindel od. dgl. paßt und mittels einer ihn hintergreifenden Überwurfmutter
festgeklemmt wird. Man hat auch schon vorgeschlagen, derartige Spannfutter so auszubilden,
daß beim Lösen der Überwurfmutter der Spannkegel zugleich axial verschoben und in
die Freigabestellung bewegt wird. Hierbei ist der Spannkegel durch in der Überwurfmutter
befindliche Ansätze, Ringe od. dgl. festgelegt und mit der Überwurfmutter bleibend
verbunden, so daß bei Spannkegeln mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern für
jeden Spannkegel eine besondere Überwurfmutter erforderlich ist.
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Weiterhin sind auch Spannfutter bekannt, bei denen der Spannkegel
durch eine besondere Vorrichtung zusammengedrückt wird und mit einem Bund einen
in der Überwurfmutter befindlichen Kragen hintergreift. Der Kragen bewirkt beim
Lösen der Überwurfmutter das Herausziehen des
Spannkegels. Diese
Futter haben jedoch den Nachteil, daß sich der Kragen der überwurfmutter und der
Bund des Spannkegels nur auf einer kleinen Anlagefläche berühren, die beim Einziehen
des Spannkegels mit seiner zunehmenden Verengung sehr schmal wird. Die hierbei auftretenden
Kantenpressungen sind so groß, daß der Kragen, selbst wenn er gehärtet ist, vorzeitig
abgenutzt wird. Der Spannkegel kann dann nicht mehr durch die Überwurfmutter gelöst,
sondern muß herausgeschlagen werden, wobei Beschädigungen am Spannfutter, an den
Maschinenspindeln und an den \Verkzeugen eintreten können.
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Schließlich hat man auch bereits vorgeschlagen, den Spannkegel mit
einem Außengewinde zu versehen und die Überwurfmutter so auszubilden, daß sie mit
Gewinden von unterschiedlicher Steigung sowohl am Futterträger als auch am Spannkegel
verschraubt ist. Das mit dem Gewinde des Spannkegels zusammenwirkende Differentialgewinde
der Überwurfmutter hat hierbei die Aufgabe, beim Anziehen den aus dem Futterträger
herausragenden Teil des Spannkegels fest an den Schaft des Werkzeuges zu drücken,
damit das Werkzeug auf der ganzen Länge seines Schaftes fest eingespannt ist. Da
das Differentialgewinde hierbei den Klemmdruck am vorderen Ende des Spannkegels
übertragen soll, muß es vergleichsweise lang bemessen sein, um seine vorzeitige
Abnutzung zu verhindern. Dennoch tritt bei der hohen Gewindepressung sehr bald ein
erhebliches Spiel im Differentialgewinde auf, das für das schnelle Spannen und Lösen
des Futters hinderlich ist. Da sich der Spannkegel durch das Differentialgewinde
der Mutter vollständig hindurchdrehen läßt, ist es auch beschwerlich, den Spannkegel
und die Mutter gerade so einzustellen, daß sich der Spannkegel nicht an der Mutter
verklemmt, und mit seinem Konus an dem Futterträger richtig zur Anlage kommt. Das
zunehmende Spiel im Differentialgewinde bringt es mit sich, daß sich der Spannkegel
leicht in der Überwurfmutter verstellt.
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Das Spannfutter nach der Erfindung beseitigt diese Nachteile. Es weist
gleichfalls eine Überwurfmutter auf, die mit unterschiedlichen Gewinden am Futterträger
und am Spannkegel verschraubt ist und kennzeichnet sich dadurch, daß die Überwurfmutter
und der Spannkegel mit ihrem Differentialgewinde zugeordneten, die Drehung in diesem
Gewinde begrenzenden Anschlägen versehen sind. Bei dieser Ausführung kann der axiale
Schul> zum Einziehen des Spannkegels von den Anschlagflächen aufgenommen werden,
so daß das )ifferentialgewinde entlastet ist. Dieses Gewinde sann daher vergleichsweise
kurz bemessen werden und ist gegen übermäßige Beanspruchung und vorzeitiges Spiel
in den Gewindegängen geschützt. iugleich verbleiben der Spannkegel und die Übervurfmutter
stets in einer bestimmten, durch die Anschläge begrenzten Stellung zueinander, so
daß ie keiner gegenseitigen Einstellung bedürfen und ine gleichmäßige Druckaufnahme
Tiber die ganze ;ew-indelänge sichergiestellt ist. Das Spannfutter nach der Erfindung
kann so ausgebildet sein, daß die Überwurfmutter an ihrem Ende einen jenseits ihrer
beiden Gewinde liegenden Anschlag aufweist, mit dem sie den Spannkegel z. B. an
seiner Stirnfläche hintergreift. Bei abweichender Ausführung kann der Spannkegel
einen zwischen seinem Gewinde und seinem Konus liegenden Anschlag aufweisen, den
die Überwurfmutter mit ihrem Differentialgewinde hintergreift.
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Diese Ausführungen sind besonders zweckmäßig, weil sich beim Abnehmen
der Überwurfmutter vom Futterträger der Klemmkegel aus der Überwurfmutter herausnehmen
läßt. Der Überwurfmutter kann dann ein Satz von Spannkegeln unterschiedlicher Weite
zugeordnet sein, die mit übereinstimmenden Gewinden und Anschlägen an der Überwurfmutter
auswechselbar sind.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung des Spannfutters
nach der Erfindung, und zwar zeigt Abb. i ein zusammengebautes Spannfutter, teils
in Ansicht, teils im Schnitt, Abb.2 die mit dem Spannkegel dieses Futters zusammengeschraubte
überwurfmutter, Abb. 3 eine abweichende Ausführung dieser beiden Teile, Abb. 4 und
5 die Spannkegel nach Abb. 2 und 3 allein, teils in Ansicht, teils im Schnitt.
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Der Futterträger i, z. B. eine Maschinenspindel, ein Werkzeugschaft
od. c1-1., ist an seinem Ende mit einer Überwurfmutter 2 und einer kegeligen Ausnehmung
5 versehen., in die ein Spannkegel 3 mit seiner konischen Außenfläche 9 hineinpaßt.
Die Überwurfmutter 2 ist mit einem Innengewinde 6 zum Aufschrauben auf das Außengewinde
4 des Futterträgers versehen und weist außerdem ein zweites, im Durchmesser kleineres
Innengewinde 7 auf, mit dem sie an einem Außengewinde 8 des Spannkegels 3 verschraubt
ist. Die beiden Gewinde 4, 6 und 7, 8 können entweder gegenläufig oder gleichgängig
sein, wobei im letzteren Fall die Gewinde 4, 6 eine größere Steigung als die Gewinde
7, 8 aufweisen.
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Der Spannkegel 3 ist über seine Länge aufgeschnitten und zusätzlich
von seinem das Gewinde 8 tragenden Ende her geschlitzt. Er weist eine kegelige Außenfläche
9 von beliebiger Steigung und eine zylindrische oder konische Bohrung io zur Aufnahme
des Werkzeuges oder Werkstückes auf. Bei der Ausführung nach Abb. 1, 2 und 4 ist
die überwurfmutter 2 an ihrem Ende jenseits ihrer Gewinde 6 und 7 mit einem nach
innen ragenden Bund i i versehen, der den Spannkegel 3 an einer Stirnflächenausnehmung
hintergreift, während bei der Ausführung nach Abb. 3 und 5 der Spannkegel an seiner
Außenfläche zwischen seinem Gewinde 8 und seiner Konusfläche 9 einen nach außen
vorstehenden Bund i2 trägt, den die Überwurfmutter mit ihrem Differentialgewinde
7 hintergreift.
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Für die Verwendung des Spannfutters wird zunächst der Spannkegel 3
mit seinem Gewinde in das Differentialgewinde 7 der IIierwurfmutter eingeschraubt,
bis
sich die beiden Teile mit ihren durch die Bunde i i bzw. 12 gebildeten Anschlagflächen
fest berühren. Sodann wird die Überwurfmutter zusammen mit dem eingeschraubten Spannkegel
auf den Futterträger i so weit von Hand aufgeschraubt, bis der Konus 9 des Spannkegels
3 eben zur Anlage kommt (Alb. i). Das Spannfutter ist jetzt fertig zum Einsetzen
des Werkzeuges oder Werkstückes in die zylindrische oder konische Bohrung io des
Spannkegels 3. Bei weiterem Anziehen der Überwurfmutter 2 wird der Spannkegel 3
in die konische Bohrung 5 des Futterträgers i so weit hineingeschoben, bis das Werkzeug
festgespannt ist. Der axiale Schub wird hierbei in der Hauptsache von den Anschlägen
i i bzw. 12 übertragen, durch die das Differentialgewinde 7, 8 entlastet ist, zumal
beim Einziehen des Spannkegels eine Verengung seines Durchmessers eintritt, die
das Differentialgewinde zusätzlich entlastet.
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Wenn das Werkzeug oder `Werkstück gewechselt werden soll, wird die
Überwurfmutter 2 gelöst, wodurch der Spannkegel 3 durch das Differentialgewinde
7, 8 aus dem Futterträger i herausgeschoben und der eingespannte Gegenstand sofort
freigegeben wird.
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Das Differentialgewinde 7, 8 und die Anschläge i i bzw. 12 gestatten
es, so große Flächen zur gegenseitigen Anlage zu bringen, daß die beiden zusammenwirkenden
Teile des Spannfutters kaum einer Ahnutzung unterworfen sind.
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Das Auswechseln des Spannkegels 3 für kleinere oder größere Durchmesser
der Werkzeuge oder Werkstücke erfolgt in der Weise, daß man die Überwurfmutter 2
mit dem Spannkegel 3 vom Futterkörper i abschraubt, den Spannkegel 3 gegen einen
anderen austauscht und dann die Überw-urfmutter mit dem neuen Spannkegel wieder
auf den Futterträger i aufschraubt.