DE9313273U1 - Spannzangenfutter - Google Patents

Description

Patentanwälte

European Patent Attorneys ."."'I

; Dr.-Iiig.M.Held DipL-Ing. M.Bartels

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 beim Europäischen Patentamt

19. Juli 1993/3309
Reg.-Nr. 127 706

Gebr. Leitz GmbH & Co., 73447 Oberkochen

Spannzangenfutter

Die Erfindung betrifft ein Spannzangenfutter für Schaftwerkzeuge zur Bearbeitung von Holz und ähnlichen Werkstoffen, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei den bekannten Spannzangenfuttern dieser Art ist das Gewinde der Spannmutter und des diese tragenden Endabschnittes der Werkzeugaufnahme so ausgeführt, daß die Massenträgheit der Spannmutter beim Einschalten der Maschine, in die das Spannzangenfutter eingesetzt ist, im Sinne einer Erhöhung der Kraft wirksam ist, mit welcher die Spannzange in die konische Aufnahme zur Erzeugung der auf den Schaft des Werkzeuges wirkenden Klemmkraft gedrückt wird. Beim Einschalten der Maschine kann sich deshalb die Spannmutter allenfalls noch mehr festziehen, nicht aber lösen. Die Gefahr eines Lösens der Spannmutter besteht aber dann, wenn die Maschine, in welche das Spannzangenfutter eingesetzt ist, eine Schnellabbremseinrichtung aufweist, weil während einer solchen Schnellabbremsung die Massenträgheit der Spannmutter auf diese im Sinne des Lösens einwirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spannzangenfutter zu schaffen, bei dem ein Lösen der Spannmutter

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nicht nur beim Einschalten der Maschine, sondern auch bei einer Schneilabbremsung derselben ausgeschlossen ist. Diese Aufgabe löst ein Spannzangenfutter mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Da bei dem erfindungsgemäßen Spannzangenfutter wie bei den bekannten Spannzangenfuttern das Gewinde der Spannmutter so gewählt ist, daß der Beschleunigungsvorgang beim Einschalten der Maschine allenfalls zu einem stärkeren Festziehen der Spannmutter führen kann, ist die Spannmutter für den Einschaltvorgang gesichert. Aber auch bei einer Verzögerung, wie sie bei einer Schnellabbremsung der Maschine auftritt, kann sich die Spannmutter des erfindungsgemäßen Spannzangenfutters nicht lösen, weil eine Drehung in der Löserichtung relativ zur Werkzeugaufnahme durch die undrehbar auf der Werkzeugaufnähme angeordnete Sicherungshülse und deren Verzahnung verhindert wird, die im Eingriff mit der an der Spannschraube vorgesehenen Verzahnung steht. Dabei verhindert die Sägezahnform der Zähne dieser beiden Verzahnungen, daß die Sicherungshülse durch das auf sie von der Spannmutter übertragene Drehmoment axial entgegen der Kraft der sie belastenden Feder verschoben werden kann.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lösung, weil sie keine wesentlichen konstruktiven Änderungen des Spannzangenfutters erforderlich macht, sondern es nur notwendig ist, die Sicherungshülse auf der Werkzeugaufnahme neben der Spannmutter anzuordnen und letztere sowie die Sicherungshülse mit je einer Verzahnung zu versehen. Besonders vorteilhaft ist ferner, daß die Sicherungshülse nur entgegen der Kraft der auf sie einwirkenden Feder in axialer Richtung von der Spannmutter wegbewegt zu werden braucht, was ohne weiteres von Hand erfolgen kann, um die Spannmutter wieder für ein Lösen freizugeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der die Verzahnung tragende Bereich der Stirnseite der Sicherungshülse ein Konus mit einer Verjüngung gegen das freie Ende der Sicherungshülse

hin. Der die Verzahnung tragende Bereich der Stirnseite der Spannmutter hat dann die Form eines korrespondierenden Innenkonus. Durch diese konische Form erhält man eine Zentrierung der Sicherungshülse, so daß diese mit Spiel auf der Werkzeugaufnahme angeordnet sein kann, wodurch eine gute Verschiebbarkeit der Sicherungshülse für eine Freigabe der Spannmutter leicht erreicht werden kann.

Um die Sicherungshülse gut für diesen Verschiebevorgang erfassen zu können, ist ihre Außenmantelfläche zweckmäßigerweise mit Mitteln versehen, die ein sicheres Erfassen erleichtern. Beispielsweise können axial nebeneinander angeordnete, nach außen offene Ringnuten zu diesem Zwecke vorgesehen sein.

Damit die Wirkung der Feder oder Federn, welche die Sicherungshülse gegen die Spannmutter drücken, nicht im Laufe der Zeit durch eine Verschmutzung reduziert wird, ist es zweckmäßig, die Feder oder Federn verdeckt anzuordnen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb für jede vorhandene, vorgespannte Feder in dem von der Sicherungshülse überdeckten Bereich des Endabschnittes der Werkzeugaufnahme eine nach außen offene, axiale Nut vorgesehen. In diese Nut greift ein in der Sicherungshülse festgelegter Stift ein, an dem das gegen die Spannmutter weisende Ende der vorgespannten Feder anliegt. Diese Nut und der in sie eingreifende Stift können auch dazu verwendet werden, die Sicherungshülse gegen ein Verdrehen relativ zur Werkzeugaufnahme zu sichern und nur eine axiale Verschiebung zuzulassen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Ansicht des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die der Spannmutter zugewandte Stirnseite der Sicherungshülse,

Fig. 3 das vergrößert dargestellte Profil der beiden
Verzahnungen .

Ein Spannzangenfutter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft zur Bearbeitung von Holz und ähnlichen Werkstoffen, also
Werkstoffen, die mit sehr hoher Schnittgeschwindigkeit bearbeitet werden, weist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Werkzeugaufnahme auf, deren einer Endabschnitt in bekannter Weise als Kegel 2 ausgebildet ist. Dieser Kegel ist mit einer zentralen Gewindesacklochbohrung für die Aufnahme eines Anzugbolzens 3 versehen. Der andere Endabschnitt 4 ist in ebenfalls bekannter Weise mit einem sich gegen den Kegel 2 hin verjüngenden Innenkonus für die Anlage der entsprechend konischen
Außenmantelfläche einer üblichen, in Längsrichtung
geschlitzten Klemmhülse 5 versehen. Diese Klemmhülse 5 hat
eine zylindrische Innenmantelfläche und ist austauschbar, um das Spannzangenfutter für Werkzeuge mit unterschiedlichem
Schaftdurchmesser verwenden zu können. Ein nach außen überstehender Flanschring 5¹ liegt zwischen der freien Stirnfläche des Endabschnittes 4 und einer Spannmutter 6, die in der Art einer Überwurfmutter ausgebildet ist und ein Stück weit den
Endabschnitt 4 übergreift. In dem von der Spannmutter 6 übergreifbaren Teil des außen zylindrischen Endabschnittes 4 der

greifbaren Teil des außen zylindrischen Endabschnittes 4 der Werkzeugaufnahme 1 ist der Endabschnitt 4 mit einem Gewinde versehen, mit dem das Innengewinde der Spannmutter 6 in Eingriff steht. Die Steigung beider Gewinde ist so gewählt, daß beim Hochlauf des Spannzangenfutters auf die Arbeitsdrehzahl, also beim Einschalten der Maschine, die Massenträgheit der Spannmutter 6 im Sinne eines noch weitergehenden Aufschraubens auf den Endabschnitt 4 und damit einer noch weitergehenden Verschiebung der Klemmhülse 5 in den Innenkonus des Endabschnittes 4 hinein wirkt. Daher ist ein Lösen der Spannmutter 6 und damit eine Reduzierung der Klemmwirkung auf den Schaft des Werkzeuges beim Hochlauf ausgeschlossen.

Zwischen dem Mittelabschnitt 7 der Werkzeugaufnahme 1 und der Spannmutter 6 ist auf dem Endabschnitt 4 axial verschiebbar, aber undrehbar eine Sicherungshülse 8 angeordnet, deren Außendurchmesser im Ausführungsbeispiel ungefähr gleich demjenigen der Spannmutter 6 gewählt ist, die auf ihrer Außenmantelfläche Abflachungen und/oder Vertiefungen 9 aufweisen kann, um ein Werkzeug ansetzen zu können, mit dem die Spannmutter festgezogen wird. Damit die Sicherungshülse 8 sich nur in axialer Richtung relativ zum Endabschnitt 4 verschieben kann und gegen eine Drehung gesichert ist, ist sie im Ausführungsbeispiel mit einem in axialer Richtung verlaufenden Langloch 10 versehen, in das der Kopf einer Zylinderkopfschraube 11 eingreift, die in eine radial verlaufende Gewindebohrung des Endabschnittes 4 eingedreht ist. Wie Fig.l ferner zeigt, ist in Umfangsrichtung gegenüber dem Langloch 10 und der Zylinderkopfschraube 11 versetzt im Endabschnitt 4 eine nach außen offene, sich in axialer Richtung erstreckende Nut 12 vorhanden, und zwar in dem von der Sicherungshülse 8 überdeckten Bereich. Hierdurch ist sichergestellt, daß sich in der Nut 12 keine Schmutz ansammeln kann. In die Nut 12 ist eine vorgespannte Schraubendruckfeder 13 eingelegt, deren gegen die Spannmutter 6 weisendes Ende an einem Gewindestift 14 abgestützt ist, der in eine radiale Gewindebohrung der Sicherungshülse 8 eingedreht ist und in die Nut 12 ragt. Die Schraubendruckfeder 13 übt deshalb

ständig eine Kraft auf die Sicherungshülse 8 aus, welche die Sicherungshülse 8 gegen die Spannmutter 6 drückt. Der Gewindestift 14 und die Nut 12 können auch dazu verwendet werden, statt des Langloches 10 und der Zylinderkopfschraube 11 die Sicherungshülse 8 gegen ein Verdrehen relativ zum Endabschnitt 4 zu sichern, ohne eine Axialverschiebung zu verhindern. Selbstverständlich kann man auch mehr als eine Schraubendruckfeder 13 mit zugehöriger Nut 12 und Gewindestift 14 vorsehen. Die Schraubendruckfeder 13 sind dann gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet.

Die der Spannmutter 6 zugekehrte Stirnfläche der Sicherungshülse 8 bildet einen sich zum freien Ende hin verjüngenden Außenkonus, der mit einer in der Art einer Hirtverzahnnung ausgebildeten Verzahnung 15 versehen ist. Die Zähne der Verzahnung 15 haben ein Sägezahnprofil, wobei die steile Flanke 16 in einer Radialebene liegt, wohingegen die flache Flanke einen Steigungswinkel von etwa 25° hat.

Die der Sicherungshülse 8 zugekehrte Stirnseite der Spannmutter 6 bildet einen zu dem Außenkonus der Sicherungshülse 8 korrespondierenden Innenkonus, der mit einer Verzahnung 18 versehen ist, deren Zähne das gleiche Sägezahnprofil haben wie die Zähne der Verzahnung 15.

Die Zähne der Verzahnungen 15 und 18, welche die Schraubendruckfeder 13 in Eingriff zu halten sucht, sind so angeordnet, daß bei einem Drehen der Spannmutter 6 im Sinne des Festziehens die flachen Flanken 17 der Verzahnungen 15 und 18 ubereinandergleiten, wobei die Sicherungshülse 8 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 13 so weit verschoben wird, bis die Zähne wieder in vollen Eingriff miteinander fallen können. Eine Drehung der Spannmutter 6 in der entgegengesetzten Richtung ist nicht möglich, weil, wenn die Zähne der Verzahnungen 15 und 18 in Eingriff sind, die steilen Flanken die Erzeugung einer Kraftkomponente in der Verschieberichtung der Sicherungshülse 8 ausschließen, weshalb keine Axialverschiebung der

Sicherungshülse und damit keine Drehung der Spannmutter 6 im Sinne des Lösens erfolgt.

Um für einen Werkzeugwechsel die Spannmutter 6 zu lösen, braucht nur die Sicherungshülse 8 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 3 so weit von der Spannmutter 6 wegbewegt zu werden, bis die Verzahnungen 15 und 18 außer Eingriff sind. Um für diese Verschiebung die Sicherungshülse 8 sicher erfassen zu können, sind in ihrer Außenmantelfläche in axialem Abstand voneinander Ringnuten 19 vorgesehen. Nach der Freigabe der Sicherungshülse 8 wird diese dann wieder von der Schraubendruckfeder 13 in Anlage an die Spannmutter 6 gebracht. Die Verzahnungen 15 und 18 stehen dann wieder in Eingriff miteinander.

Claims (5)

- Ol - Ansprüche

1) Spannzangenfutter für Schaftwerkzeuge zur Bearbeitung von Holz und ähnlichen Werkstoffen mit

a) einer Werkzeugaufnahme, die in einem außen zylindrischen Endabschnitt mit einer konischen Aufnahme für eine Klemmhülse versehen ist, und

b) einer Spannmutter, die auf den außen zylindrischen Endabschnitt von dessen freiem Ende her aufgeschraubt ist und mittels deren die Klemmhülse gegen das verjüngte Ende der konischen Aufnahme hin verschiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) auf dem außen zylindrischen Endabschnitt (4) der Werkzeugaufnahme (1) axial neben der Spannmutter (6) eine Sicherungshülse (8) axial verschiebbar, aber relativ zum Endabschnitt (4) undrehbar, angeordnet ist,

d) wenigstens eine vorgespannte Feder (13) die Sicherungshülse (8) im Sinne einer Verschiebung gegen die Spannmutter (6) belastet,

e) die gegen die Spannmutter (6) weisende Stirnseite der Sicherungshülse (8) sowie die gegen die Sicherungshülse (8) weisende Stirnseite der Spannmutter (6) mit je einer Verzahnung (15, 18) versehen sind, und

f) beide ineinandergreifende Verzahnungen (15, 18) aus Zähnen mit einem Sägezahnprofil bestehen, wobei die flachere Flanke (17) in der eine Verschiebung der Klemmhülse (5) gegen das verjüngte Ende der konischen Aufnahme hin ergebenden Drehrichtung der Spannmutter (6) ansteigt und eine axiale Verschiebung der Sicherungshülse (8) entgegen der Kraft der sie belastenden Feder (13) ermöglicht, und die steile Flanke (16) eine derartige axiale Verschiebung der Sicherungshülse (8) ausschließt.

- 02 -

2) Spannzangenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verzahnung (15) tragende Bereich der Stirnseite der Sicherungshülse (8) eine konische, sich gegen das freie Ende der Sicherungshülse (8) hin verjüngende Form hat und der die Verzahnung (18) tragende Bereich der Stirnseite der Spannmutter (6) die Form eines korrespondierenden Innenkonus hat.

3) Spannzangenfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche der Sicherungshülse (8) mit ein sicheres Erfassen erleichternden Mitteln versehen ist.

4) Spannzangenfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ein sicheres Erfassen der Sicherungshülse (8) erleichternden Mittel durch mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete, nach außen offene Nuten (19) gebildet sind.

5) Spannzangenfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgespannte Feder eine in einer nach außen offenen, axial verlaufenden Nut (12) des die Sicherungshülse (8) tragenden Abschnittes (4) der Werkzeugaufnahme (1) liegende Schraubendruckfeder (13) ist, deren gegen das freie Ende des Endabschnittes (4) weisendes Ende an einem in die Nut (12) eingreifenden Stift (14) anliegt, der in der Sicherungshülse (8) festgelegt ist.