EP1159105A1 - Clamping chuck - Google Patents

Clamping chuck

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Publication number
EP1159105A1
EP1159105A1 EP00918773A EP00918773A EP1159105A1 EP 1159105 A1 EP1159105 A1 EP 1159105A1 EP 00918773 A EP00918773 A EP 00918773A EP 00918773 A EP00918773 A EP 00918773A EP 1159105 A1 EP1159105 A1 EP 1159105A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chuck
coolant supply
supply pipe
tool
coolant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00918773A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Berger
Thomas Retzbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Original Assignee
Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge filed Critical Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Priority to DE20023275U priority Critical patent/DE20023275U1/en
Publication of EP1159105A1 publication Critical patent/EP1159105A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/305—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck the gripping means is a deformable sleeve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1015—Arrangements for cooling or lubricating tools or work by supplying a cutting liquid through the spindle
    • B23Q11/1023—Tool holders, or tools in general specially adapted for receiving the cutting liquid from the spindle

Definitions

  • the present invention relates to a chuck with a chuck body, in which a central receptacle for the shaft of a tool to be clamped is formed, and a clamping mechanism to fix a tool shaft inserted into the receptacle in the receptacle, a coolant channel being formed in the chuck body to supply a coolant to the machine-side end of a tool inserted into the receptacle with an internal coolant supply.
  • Chucks of this type are known in different embodiments and are primarily used to fix a tool shank such as a drill or milling shank in the work spindle of a corresponding machine tool.
  • the tools are cooled and / or lubricated in the area of the cutting edge via a coolant channel that extends axially from the tool cutting edge to the opposite end of the tool shaft.
  • CONFIRMATION KDPIE stretches.
  • a coolant channel is formed in the chuck, which runs from the spindle-side end for receiving the chuck and serves to supply a coolant and / or lubricant to the spindle-side end of the tool.
  • the coolant is supplied through an already existing through hole in the chuck body.
  • the object of the present invention is therefore to design a chuck of the type mentioned at the outset in such a way that a proper supply of a coolant and / or lubricant from the work spindle of a machine tool to the shank of a tool inserted into the chuck is ensured.
  • This object is achieved in that a coolant supply pipe extending between the machine-side end of the chuck body and the receptacle is provided as the coolant channel in the chuck body.
  • the coolant and / or lubricant is thus supplied from the work spindle of a machine tool for receiving the tool through a tube inserted into the chuck body, which can be made in one piece, but can also be divided axially.
  • the coolant and / or lubricant can be passed through the lining body essentially free of external influences.
  • turbulence due to lateral transverse bores, narrowing of the cross-section, etc. can be practically completely avoided by using, for example, a tube with an essentially constant inside diameter.
  • the tube can also have a flow cross section that decreases in the flow direction.
  • the coolant supply pipe will namely have a considerably larger inner diameter in its connection area to the machine side than at the end on the receiving side.
  • one or more transition sections can be provided, in which the inner diameter is continuously reduced. It is essential here that the inner contour of the tube is formed in such a way that only small power losses arise due to the change in cross section.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that the coolant supply pipe with no or at least little additional effort can be built into the standard chuck currently used, since they have a through hole extending between the spindle-side end and the receptacle, into which the coolant supply pipe can be screwed, for example.
  • the thread is suitable, which is often provided anyway in chuck bodies for fixing an axial stop for the tool.
  • the coolant supply pipe projects into the area of the receptacle and forms an axial stop for the tool.
  • the invention provides for the tightening bolt to be hollow and to form the coolant supply pipe with at least one further tubular element.
  • pull studs' and tubular element expediently engage one another.
  • they can be inserted into one another or screwed together.
  • the chuck can also be provided with an HSK machine interface, in which case, instead of the pull stud, a conventional connecting element is provided for connection to a coolant supply device on the machine side.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a chuck designed as a steep taper tool holder according to the present invention in a sectional side view
  • Figure 2 shows an embodiment of a tool holder with an HSK machine interface in a sectional side view.
  • a chuck designed as a steep taper tool holder is shown.
  • the chuck comprises a chuck body 1 made of a dimensionally stable material, which has a fastening cone 2 for clamping in a rotary driven work spindle A of a machine tool at one end region in a manner known per se.
  • a connecting shaft 3 is provided with a central receiving bore 4 into which a cylindrical shaft of a tool W, such as a drill or milling cutter, can be inserted, and between the fastening cone 2 and the connecting shaft 3 there is a central part 5 enlarged Diameter.
  • the chuck shown is designed as an expansion chuck and has, in a manner known per se, for fixing the shaft in the receiving bore 4 in the region of the connecting shaft 3 of the chuck body 1, an expansion mechanism, of which only a narrow annular chamber 6 is shown in the drawing. This is arranged around the receiving bore 4 and aligned coaxially with this.
  • the annular chamber 6, whose axial length corresponds approximately to the required clamping range, is delimited towards the receiving bore 4 by a relatively narrow inner wall 7 and radially outwards by an outer wall 8, the wall thickness of which is several times greater than the wall thickness of the inner wall 7 .
  • the annular chamber 6 is filled with a hydraulic medium such as oil and is connected in a manner not shown via a channel formed in the casing body 1 to a hydraulic medium source through which pressure can be applied to clamp the tool W.
  • the pressure medium source can be formed in a manner known per se from a cylinder chamber formed in the lining body 1, which is closed at the end by a piston-like actuator which can be screwed into the cylinder chamber to increase the pressure or unscrewed from the cylinder chamber to reduce the pressure.
  • This hydraulic pressure is transmitted via the channel to the annular chamber 6 and causes an elastic bulging of the inner wall 7 inwards until it firmly encloses the tool shaft inserted into the receiving bore 4.
  • clamping mechanisms can also be provided in order to fix the tool W in the receptacle 4.
  • a shrink fit can be produced by heating the chuck body while widening the receptacle and cooling it again after inserting the tool W.
  • the part of the chuck body that forms the receptacle represents the tensioning mechanism.
  • the tool W used in the receptacle 4 is a so-called tool with an internal coolant supply which, as indicated in the drawing, has a central through-bore 9 which extends from the spindle-side end to the cutting edge of the tool W, to which Tool coolant to supply a coolant and / or lubricant.
  • This coolant and / or lubricant which can for example be an air / oil mixture in the form of an oil mist, is fed to the machine-side end of the tool W from the work spindle A of the machine tool via a coolant channel formed in the chuck body 1.
  • this coolant channel is formed by a coolant supply pipe 10 which extends between the receptacle 4 and the spindle-side end of the chuck body 1 and has a constant inner diameter, so that the receptacle 4 is supplied with the coolant and / or lubricant without the risk of swirling can be.
  • the coolant supply pipe 10 is inserted into the inserted per 1 through hole and formed in two parts.
  • the first, work spindle-side section of the coolant supply pipe 10 is formed by a hollow pull stud 11, which is screwed into the work spindle-side end of the chuck body, typically for steep taper tool holders, and a pipe element 12 connects to the pull stud 11, which has one end at one end is inserted in the pull stud 11 with sealing by an O-ring 13 and is screwed to the casing body 1 at its other end on the receiving side.
  • the tubular element 12 has an externally threaded section 12a, which is in engagement with an internally threaded section la of the chuck body 1.
  • the internal thread section la normally serves to accommodate an axial stop for the tool W, which can be adjusted, for example, via a bevel gear, as described in the applicant's German patent application 198 36 912.3, so that the internal thread section la does not need to be specially manufactured.
  • the tubular element 12 can also serve as an axial stop for the tool shank.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a chuck according to the invention which is provided with an HSK machine interface.
  • the chuck of this embodiment has the same basic structure as the chuck previously described with reference to FIG. 1 with a chuck body 1 made of a dimensionally stable material, which can be coupled at one end to the work spindle of a machine tool and on its nem other axial end has a central receiving bore 4, into which a cylindrical workpiece shaft can be inserted and clamped via an expansion clamping mechanism, of which only the annular chamber 6 is shown.
  • a coolant supply pipe 10 is provided in the chuck body 1, which extends between the receptacle 4 and the spindle-side end region of the chuck body 1.
  • the coolant supply pipe 2 is inserted into the through-hole already present in the casing body 1 and is formed in two parts.
  • the first, work spindle-side section of the coolant supply pipe 10 is formed by a connection element 14 onto which a connection element of a coolant supply system on the work spindle side can be pushed, and the connection element 14 is followed by a pipe element 12 which is slidably inserted in the connection element 14 and is screwed to the casing body 1 at its other end on the receptacle side and protrudes into the receptacle 4.
  • the tubular element 12 serves here as an axial stop for the tool shaft and can be adjusted axially, for example, via a bevel gear.
  • the coolant supply pipe 10 in contrast to the coolant supply pipe of the embodiment shown in FIG. 1, does not have a constant diameter, but the diameter in the area of the connecting element 14 is considerable Larger than the inner diameter at the receiving end, the inlet-side end region of the tubular element 12 being designed as a conically tapering transition region 15 which connects the sections of different diameters to one another.
  • the transition area 15 extends over approximately 1/3 of the length of the tubular element 12 in order to create a “smooth” transition. The constant transitions between the areas of different diameters minimize power losses.

Abstract

The invention relates to a clamping chuck comprising a chuck body (1), in which a central cavity (4) for receiving the shank of a tool (W) to be clamped is provided for, and a clamping mechanism (6) which serves to fix a tool shank introduced into the cavity (4) in said cavity (4). A coolant channel is embodied in the chuck body (1) so as to supply coolant to the machine-side end of a tool (W) which is introduced into the cavity (4) and has an internal coolant supply. The clamping chuck is characterized in that the coolant channel in the chuck body (1) is a coolant supply pipe (10) which extends between the machine-side end of the chuck body (1) and the cavity (4).

Description

Beschreibung:Description:
SpannfutterChuck
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem Futterkorper, in dem eine zentrale Aufnahme für den Schaft eines zu spannenden Werkzeugs ausgebildet ist, und einem Spannmechanismus, um einen in die Aufnahme eingeschobenen Werkzeugschaft in der Aufnahme zu fixieren, wobei in dem Futterkorper ein Kühlmittelkanal ausgebildet ist, um dem maschinenseitigen Ende eines in die Aufnahme eingeschobenen Werkzeugs mit innerer Kühlmittelzufuhr ein Kühlmittel zuzuführen.The present invention relates to a chuck with a chuck body, in which a central receptacle for the shaft of a tool to be clamped is formed, and a clamping mechanism to fix a tool shaft inserted into the receptacle in the receptacle, a coolant channel being formed in the chuck body to supply a coolant to the machine-side end of a tool inserted into the receptacle with an internal coolant supply.
Spannfutter dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden in erster Linie eingesetzt, um einen Werkzeugschaft wie beispielsweise einen Bohrer- oder Fräserschaft in der Arbeitsspindel einer entsprechenden Werkzeugmaschine zu fixieren.Chucks of this type are known in different embodiments and are primarily used to fix a tool shank such as a drill or milling shank in the work spindle of a corresponding machine tool.
In zunehmendem Maß erfolgt die Kühlung und/oder Schmierung der Werkzeuge im Bereich der Schneide über einen Kühlmittelkanal, der sich axial von der Werkzeugschneide zum gegenüberliegenden Ende des Werkzeugschaftes er-To an increasing extent, the tools are cooled and / or lubricated in the area of the cutting edge via a coolant channel that extends axially from the tool cutting edge to the opposite end of the tool shaft.
BESTÄΠGUNGSKDPIE streckt. Beim Einsatz von solchen Werkzeugen mit innerer Kühlmittelzufuhr ist in dem Spannfutter ein Kühlmittelkanal ausgebildet, der von dem spindelseitigen Ende zur Aufnahme des Spannfutters verläuft und dazu dient, dem spindelseitigen Ende des Werkzeugs ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. In der Regel erfolgt die Kühlmittelzufuhr durch eine ohnehin vorhandene Durchgangsbohrung im Futterkorper.CONFIRMATION KDPIE stretches. When using such tools with an internal coolant supply, a coolant channel is formed in the chuck, which runs from the spindle-side end for receiving the chuck and serves to supply a coolant and / or lubricant to the spindle-side end of the tool. As a rule, the coolant is supplied through an already existing through hole in the chuck body.
Bei vielen Spannfuttern, die für den Einsatz einer solchen Mindermengenschmiertechnik für Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr ausgestattet sind, besteht nun das Problem, daß aufgrund von Querschnittsverengungen in der Durchgangsbohrung, innenliegenden Gewinden sowie seitlichen Querbohrungen das zugeführte Luft/Öl-Gemisch verwirbelt wird und sich die Ölbestandteile von der Luft trennen. Dies kann nämlich zur Folge haben, daß sich die Ölbestandteile als Flüssigkeit im Futter niederschlagen, so daß der eigentlich zur Mindermengenschmierung benötigte Ölnebel nicht an der Werkzeugschneide ankommt und eine Kühlschmierung nicht mehr sichergestellt ist.With many chucks that are equipped for the use of such a low-quantity lubrication technology for tools with internal coolant supply, there is now the problem that due to cross-sectional constrictions in the through hole, internal threads and lateral cross holes, the supplied air / oil mixture is swirled and the oil components separate from the air. This can result in the oil components being deposited as a liquid in the feed, so that the oil mist actually required for low-quantity lubrication does not reach the cutting edge and cooling lubrication is no longer ensured.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einwandfreie Zufuhr eines Kühl- und/oder Schmiermittels von der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zum Schaft eines in das Spannfutter eingesetzten Werkzeuges gewährleistet ist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Kühlmittelkanal im Futterkorper ein sich zwischen dem maschinenseitigen Ende des Futterkörpers und der Aufnahme erstreckendes Kühlmittelzuführrohr vorgesehen ist. Erfindungsgemäß erfolgt somit die Zufuhr des Kühl- und/oder Schmiermittels von der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zur Aufnahme für das Werkzeug durch ein in den Futterkorper eingesetztes Rohr, das einteilig ausgeführt, aber auch axial unterteilt sein kann. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Kühl- und/oder Schmiermittel im wesentlichen frei von äußeren Einflüssen durch den Futterkorper geführt werden kann. Insbesondere können Verwirbe- lungen aufgrund von seitlichen Querbohrungen, Querschnittsverengungen usw. praktisch vollständig vermieden werden, indem beispielsweise ein Rohr mit einem im wesentlichen konstanten Innendurchmesser verwendet wird. Das Rohr kann auch einen sich in Strömungsrichtung verringernden Strömungsquerschnitt besitzen. In vielen Anwendungsfällen wird das Kühlmittelzuführrohr nämlich in seinem Anschlußbereich zur Maschinenseite hin einen erheblich größeren Innendurchmesser besitzen als an dem aufnahmeseitigen Ende. In diesen Fällen können ein oder mehrere Übergangsabschnitte vorgesehen sein, in denen sich der Innendurchmesser stetig verringert. Wesentlich ist hierbei, daß die Innenkontur des Rohres so gebildet ist, daß durch die Querschnittsveränderung nur geringe Verlustleistungen entstehen.The object of the present invention is therefore to design a chuck of the type mentioned at the outset in such a way that a proper supply of a coolant and / or lubricant from the work spindle of a machine tool to the shank of a tool inserted into the chuck is ensured. This object is achieved in that a coolant supply pipe extending between the machine-side end of the chuck body and the receptacle is provided as the coolant channel in the chuck body. According to the invention, the coolant and / or lubricant is thus supplied from the work spindle of a machine tool for receiving the tool through a tube inserted into the chuck body, which can be made in one piece, but can also be divided axially. This ensures that the coolant and / or lubricant can be passed through the lining body essentially free of external influences. In particular, turbulence due to lateral transverse bores, narrowing of the cross-section, etc. can be practically completely avoided by using, for example, a tube with an essentially constant inside diameter. The tube can also have a flow cross section that decreases in the flow direction. In many applications, the coolant supply pipe will namely have a considerably larger inner diameter in its connection area to the machine side than at the end on the receiving side. In these cases, one or more transition sections can be provided, in which the inner diameter is continuously reduced. It is essential here that the inner contour of the tube is formed in such a way that only small power losses arise due to the change in cross section.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Kühlmittelzuführrohr mit keinem oder zu- mindest nur geringem zusätzlichen Aufwand in die derzeit verwendeten Standardfutter eingebaut werden kann, da diese ohnehin eine sich zwischen dem spindelseitigen Ende und der Aufnahme erstreckende Durchgangsbohrung aufweisen, in welche das Kühlmittelzuführrohr beispielsweise eingeschraubt werden kann. Hierzu eignet sich beispielsweise das Gewinde, das häufig in Spannfutterkörpern zur Fixierung eines Axialanschlags für das Werkzeug ohnehin vorgesehen ist.Another advantage of the solution according to the invention is that the coolant supply pipe with no or at least little additional effort can be built into the standard chuck currently used, since they have a through hole extending between the spindle-side end and the receptacle, into which the coolant supply pipe can be screwed, for example. For this purpose, for example, the thread is suitable, which is often provided anyway in chuck bodies for fixing an axial stop for the tool.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Kühlmittelzuführrohr in den Bereich der Aufnahme hineinragt und einen Axialanschlag für das Werkzeug bildet.According to a preferred embodiment, it is provided that the coolant supply pipe projects into the area of the receptacle and forms an axial stop for the tool.
Wenn das Spannfutter in an sich bekannter Weise als Steilkegelwerkzeughalter mit einem maschinenseitig in den Futterkorper eingeschraubten Anzugsbolzen ausgebildet ist, ist in Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Anzugsbolzen hohl ausgeführt ist und mit zumindest einem weiteren Rohrelement das Kühlmittelzuführrohr bildet. In diesem Fall greifen Anzugsbolzen' und Rohrelement zweckmäßigerweise ineinander ein. Insbesondere können sie inein- andergesteckt oder miteinander verschraubt sein. Alternativ kann das Spannfutter auch mit einer HSK- Maschinenschnittstelle versehen sein, wobei dann anstelle des Anzugsbolzens ein übliches Anschlußelement zur Verbindung mit einer maschinenseitigen Kühlmittelzuführeinrichtung vorgesehen ist. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen.If the chuck is designed in a manner known per se as a steep taper tool holder with a tightening bolt screwed into the chuck body on the machine side, the invention provides for the tightening bolt to be hollow and to form the coolant supply pipe with at least one further tubular element. In this case, pull studs' and tubular element expediently engage one another. In particular, they can be inserted into one another or screwed together. Alternatively, the chuck can also be provided with an HSK machine interface, in which case, instead of the pull stud, a conventional connecting element is provided for connection to a coolant supply device on the machine side. With regard to further advantageous refinements of the invention, reference is made to the subclaims and the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Figur 1 eine Ausführungsform eines als Steilkegelwerkzeughalter ausgebildeten Spannfutters gemäß der vorliegenden Erfindung in geschnittener Seitenansicht und1 shows an embodiment of a chuck designed as a steep taper tool holder according to the present invention in a sectional side view and
Figur 2 eine Ausführungsform eines Werkzeughalters mit einer HSK-Maschinenschnittstelle in geschnittener Seitenansicht.Figure 2 shows an embodiment of a tool holder with an HSK machine interface in a sectional side view.
In Figur 1 ist ein als Steilkegelwerkzeughalter ausgebildetes Spannfutter dargestellt. Das Spannfutter umfaßt einen Futterkorper 1 aus einem formsteifen Material, der an seinem einen Endbereich in an sich bekannter Weise einen Befestigungskonus 2 zur Einspannung in einer drehangetriebenen Arbeitsspindel A einer Werkzeugmaschine aufweist. An dem anderen Ende des Futterkörpers 1 ist ein Anschlußschaft 3 mit einer zentralen Aufnahmebohrung 4 vorgesehen, in die ein zylindrischer Schaft eines Werkzeugs W wie beispielsweise eines Bohrers oder Fräsers eingeschoben werden kann, und zwischen dem Befestigungskonus 2 und dem Anschlußschaft 3 liegt ein Mittelteil 5 vergrößerten Durchmessers. Das dargestellte Spannfutter ist als Dehnspannfutter ausgebildet und weist in an sich bekannter Weise zur Fixierung des Schafts in der Aufnahmebohrung 4 im Bereich des Anschlußschafts 3 des Futterkörpers 1 einen Dehnspannmechanismus auf, von dem in der Zeichnung lediglich eine schmale Ringkammer 6 dargestellt ist. Diese ist um die Aufnahmebohrung 4 herum angeordnet und koaxial zu dieser ausgerichtet. Die Ringkammer 6, deren axiale Länge etwa dem erforderlichen Spannbereich entspricht, wird zur Auf- nahmebohrung 4 hin von einer relativ schmalen Innenwand 7 und radial nach außen von einer Außenwand 8, deren Wandstärke um ein mehrfaches größer als die Wandstärke der Innenwand 7 ist, begrenzt. Die Ringkammer 6 ist mit einem Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl gefüllt und steht in nicht dargestellter Weise über einen im Futterkorper 1 ausgebildeten Kanal mit einer Hydraulikmittelquelle in Verbindung, durch die zum Spannen des Werkzeugs W mit Druck beaufschlagt werden kann. Die Druckmittelquelle kann in an sich bekannter Weise von einem im Futterkorper 1 ausgebildeten Zylinderraum gebildet sein, der endseitig durch ein kolbenartiges Stellorgan verschlossen ist, das zur Erhöhung des Drucks in den Zylinderraum eingeschraubt bzw. zur Verringerung des Drucks aus dieser herausgeschraubt werden kann. Dieser hydraulische Druck wird über den Kanal zur Ringkammer 6 übertragen und bewirkt eine elastische Auswölbung der Innenwand 7 nach innen, bis diese den in die Aufnahmebohrung 4 eingsetzten Werkzeugschaft fest umschließt. Alternativ können auch andere Spannmechanismen vorgesehen sein, um das Werkzeug W in der Aufnahme 4 zu fixieren. Beispielsweise kann ein Schrumpfsitz hergestellt werden, indem der Futterkorper unter Aufweitung der Aufnahme erwärmt und nach Einschieben des Werkzeugs W wieder abgekühlt wird. In diesem Fall stellt der die Aufnahme bildende Teil des Futterkörpers den Spannmechanismus dar.In Figure 1, a chuck designed as a steep taper tool holder is shown. The chuck comprises a chuck body 1 made of a dimensionally stable material, which has a fastening cone 2 for clamping in a rotary driven work spindle A of a machine tool at one end region in a manner known per se. At the other end of the chuck body 1, a connecting shaft 3 is provided with a central receiving bore 4 into which a cylindrical shaft of a tool W, such as a drill or milling cutter, can be inserted, and between the fastening cone 2 and the connecting shaft 3 there is a central part 5 enlarged Diameter. The chuck shown is designed as an expansion chuck and has, in a manner known per se, for fixing the shaft in the receiving bore 4 in the region of the connecting shaft 3 of the chuck body 1, an expansion mechanism, of which only a narrow annular chamber 6 is shown in the drawing. This is arranged around the receiving bore 4 and aligned coaxially with this. The annular chamber 6, whose axial length corresponds approximately to the required clamping range, is delimited towards the receiving bore 4 by a relatively narrow inner wall 7 and radially outwards by an outer wall 8, the wall thickness of which is several times greater than the wall thickness of the inner wall 7 . The annular chamber 6 is filled with a hydraulic medium such as oil and is connected in a manner not shown via a channel formed in the casing body 1 to a hydraulic medium source through which pressure can be applied to clamp the tool W. The pressure medium source can be formed in a manner known per se from a cylinder chamber formed in the lining body 1, which is closed at the end by a piston-like actuator which can be screwed into the cylinder chamber to increase the pressure or unscrewed from the cylinder chamber to reduce the pressure. This hydraulic pressure is transmitted via the channel to the annular chamber 6 and causes an elastic bulging of the inner wall 7 inwards until it firmly encloses the tool shaft inserted into the receiving bore 4. Alternatively, other clamping mechanisms can also be provided in order to fix the tool W in the receptacle 4. For example, a shrink fit can be produced by heating the chuck body while widening the receptacle and cooling it again after inserting the tool W. In this case, the part of the chuck body that forms the receptacle represents the tensioning mechanism.
Bei dem in die Aufnahme 4 eingesetzten Werkzeug W handelt es sich um ein sogenanntes Werkzeug mit innerer Kühlmittelzufuhr, das, wie in der Zeichnung angedeutet ist, eine zentrale Durchgangsbohrung 9 aufweist, die sich vom spindelseitigen Ende bis zur Schneide des Werkzeugs W erstreckt, um der Werkzeugschneide ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. Dieses Kühl- und/oder Schmiermittel, das beispielsweise ein Luft/Öl-Gemisch in Form eines Ölnebels sein kann, wird dem maschinenseitigen Ende des Werkzeugs W von der Arbeitsspindel A der Werkzeugmaschine her über einen in dem Futterkorper 1 ausgebildeten Kühlmittelkanal zugeführt. Dieser Kühlmittelkanal wird erfindungsgemäß von einem Kühlmittelzuführrohr 10 gebildet, das sich zwischen der Aufnahme 4 und dem spindelseitigen Ende des Futterkörpers 1 erstreckt und einen konstanten Innendurchmesser aufweist, so daß der Aufnahme 4 das Kühl- und/oder Schmiermittel ohne die Gefahr von Ver- wirbelungen zugeführt werden kann.The tool W used in the receptacle 4 is a so-called tool with an internal coolant supply which, as indicated in the drawing, has a central through-bore 9 which extends from the spindle-side end to the cutting edge of the tool W, to which Tool coolant to supply a coolant and / or lubricant. This coolant and / or lubricant, which can for example be an air / oil mixture in the form of an oil mist, is fed to the machine-side end of the tool W from the work spindle A of the machine tool via a coolant channel formed in the chuck body 1. According to the invention, this coolant channel is formed by a coolant supply pipe 10 which extends between the receptacle 4 and the spindle-side end of the chuck body 1 and has a constant inner diameter, so that the receptacle 4 is supplied with the coolant and / or lubricant without the risk of swirling can be.
In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist das Kühlmittelzuführrohr 10 in die ohnehin in dem Futterkör- per 1 vorhandene Durchgangsbohrung eingesetzt und zweiteilig ausgebildet. Der erste, arbeitsspindelseitige Abschnitt des Kühlmittelzuführrohrs 10 wird dabei von einem hohl ausgebildeten Anzugsbolzen 11 gebildet, der in für Steilkegelwerkzeughalter typischer Weise in das arbeitsspindelseitige Ende des Futterkörpers eingeschraubt ist, und an den Anzugsbolzen 11 schließt sich ein Rohrelement 12 an, das an seinem einen Ende in den Anzugsbolzen 11 unter Abdichtung durch einen O-Ring 13 eingesetzt ist und an seinem anderen, aufnahmeseitigen Ende mit dem Futterkorper 1 verschraubt ist. Hierzu weist das Rohrelement 12 einen Außengewindeabschnitt 12a auf, der mit einem Innengewindeabschnitt la des Futterkörpers 1 in Eingriff steht. Der Innengewindeabschnitt la dient normierweise der Aufnahme eines Axialanschlages für das Werkzeug W, der beispielsweise über ein Kegelradgetriebe verstellt werden kann, wie dies in der deutschen Patentanmeldung 198 36 912.3 der Anmelderin beschrieben ist, so daß der Innengewindeabschnitt la nicht speziell hergestellt zu werden braucht. Im übrigen kann das Rohrlement 12 auch als axialer Anschlag für den Werkzeugschaft dienen.In the embodiment shown in FIG. 1, the coolant supply pipe 10 is inserted into the inserted per 1 through hole and formed in two parts. The first, work spindle-side section of the coolant supply pipe 10 is formed by a hollow pull stud 11, which is screwed into the work spindle-side end of the chuck body, typically for steep taper tool holders, and a pipe element 12 connects to the pull stud 11, which has one end at one end is inserted in the pull stud 11 with sealing by an O-ring 13 and is screwed to the casing body 1 at its other end on the receiving side. For this purpose, the tubular element 12 has an externally threaded section 12a, which is in engagement with an internally threaded section la of the chuck body 1. The internal thread section la normally serves to accommodate an axial stop for the tool W, which can be adjusted, for example, via a bevel gear, as described in the applicant's German patent application 198 36 912.3, so that the internal thread section la does not need to be specially manufactured. In addition, the tubular element 12 can also serve as an axial stop for the tool shank.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters dargestellt, das mit einer HSK- Maschinenschnittstelle versehen ist. Das Spannfutter dieser Ausführungsform besitzt den gleichen Grundaufbau wie das zuvor unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebene Spannfutter mit einem Futterkorper 1 aus einem formsteifen Material, der an seinem einen Ende mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine koppelbar ist und an sei- nem anderen axialen Ende eine zentrale Aufnahmebohrung 4 aufweist, in die ein zylindrischer Werkstückschaft eingeschoben und über einen Dehnspannmechanismus, von dem lediglich die Ringkammer 6 dargestellt ist, festgespannt werden kann.FIG. 2 shows a further embodiment of a chuck according to the invention which is provided with an HSK machine interface. The chuck of this embodiment has the same basic structure as the chuck previously described with reference to FIG. 1 with a chuck body 1 made of a dimensionally stable material, which can be coupled at one end to the work spindle of a machine tool and on its nem other axial end has a central receiving bore 4, into which a cylindrical workpiece shaft can be inserted and clamped via an expansion clamping mechanism, of which only the annular chamber 6 is shown.
Um Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr verwenden zu können, ist in dem Futterkorper 1 ein Kühlmittelzuführrohr 10 vorgesehen, das sich zwischen der Aufnahme 4 und dem spindelseitigen Endbereich des Futterkörpers 1 erstreckt. Das Kühlmittelzuführrohr 2 ist dabei in die ohnehin in dem Futterkorper 1 vorhandene Durchgangsbohrung eingesetzt und zweiteilig ausgebildet. Der erste, ar- beitsspindelseitige Abschnitt des Kühlmittelzuführrohrs 10 wird dabei von einem Anschlußelement 14 gebildet, auf welches ein Anschlußelement eines arbeitsspindelseitigen Kühlmittelzuführsystems aufgeschoben werden kann, und an das Anschlußelement 14 schließt sich ein Rohrelement 12 an, das in das Anschlußelement 14 verschiebbar eingesetzt ist und an seinem anderen, aufnahmeseitigen Ende mit dem Futterkorper 1 verschraubt ist und in die Aufnahme 4 hineinragt. Das Rohrelement 12 dient hier als Axialanschlag für den Werkzeugschaft und kann beispielsweise über ein Kegelradgetriebe axial verstellt werden.In order to be able to use tools with an internal coolant supply, a coolant supply pipe 10 is provided in the chuck body 1, which extends between the receptacle 4 and the spindle-side end region of the chuck body 1. The coolant supply pipe 2 is inserted into the through-hole already present in the casing body 1 and is formed in two parts. The first, work spindle-side section of the coolant supply pipe 10 is formed by a connection element 14 onto which a connection element of a coolant supply system on the work spindle side can be pushed, and the connection element 14 is followed by a pipe element 12 which is slidably inserted in the connection element 14 and is screwed to the casing body 1 at its other end on the receptacle side and protrudes into the receptacle 4. The tubular element 12 serves here as an axial stop for the tool shaft and can be adjusted axially, for example, via a bevel gear.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform besitzt das Kühlmittelzuführrohr 10 im Gegensatz zu dem Kühlmittelzuführrohr der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform keinen konstanten Durchmesser, sondern ist der Durchmesser im Bereich des Anschlußelements 14 erheblich größer als der Innendurchmesser am aufnahmeseitigen Ende, wobei der einlaßseitige Endbereich des Rohrelements 12 als konisch zulaufender Übergangsbereich 15 ausgebildet ist, der die Abschnitt unterschiedlichen Durchmessers miteinander verbindet. Der Ubergangsbereich 15 erstreckt sich über etwa 1/3 der Länge des Rohrelements 12, um einen möglichst „sanften" Übergang zu schaffen. Durch die stetigen Übergänge zwischen den Bereichen unterschiedlichen Durchmessers werden Verlustleistungen minimal gehalten . In the embodiment shown in FIG. 2, the coolant supply pipe 10, in contrast to the coolant supply pipe of the embodiment shown in FIG. 1, does not have a constant diameter, but the diameter in the area of the connecting element 14 is considerable Larger than the inner diameter at the receiving end, the inlet-side end region of the tubular element 12 being designed as a conically tapering transition region 15 which connects the sections of different diameters to one another. The transition area 15 extends over approximately 1/3 of the length of the tubular element 12 in order to create a “smooth” transition. The constant transitions between the areas of different diameters minimize power losses.

Claims

Ansprüche:Spannfutter Requirements: chuck
1. Spannfutter mit einem Futterkorper ( 1 ) , in dem eine zentrale Aufnahme (4) für den Schaft eines zu spannenden Werkzeugs (W) ausgebildet ist, und einem Spannmechanismus (6), um einen in die Aufnahme (4) eingeschobenen Werkzeugschaft in der Aufnahme (4) zu fixieren, wobei in dem Futterkorper (1) ein Kühlmittelkanal ausgebildet ist, um dem maschinenseitigen Ende eines in die Aufnahme (4) eingeschobenen Werkzeugs W mit innerer Kühlmittelzufuhr ein Kühlmittel zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittelkanal im Futterkorper (1) ein sich zwischen dem maschinenseitigen Ende des Futterkörpers (1) und der Aufnahme (4) erstreckendes Kühlmittelzuführrohr (10) vorgesehen ist.1. Chuck with a chuck body (1), in which a central receptacle (4) for the shaft of a tool to be clamped (W) is formed, and a clamping mechanism (6) to insert a tool shaft into the receptacle (4) Fixing the receptacle (4), a coolant channel being formed in the chuck body (1) in order to supply a coolant to the machine-side end of a tool W inserted into the receptacle (4) with an internal coolant supply, characterized in that the coolant channel in the chuck body (1 ) a coolant supply pipe (10) extending between the machine-side end of the chuck body (1) and the receptacle (4) is provided.
2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) über seine Länge einen im wesentlichen konstanten Innendurchmesser besitzt. 2. Chuck according to claim 1, characterized in that the coolant supply pipe (10) has a substantially constant inner diameter over its length.
3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) einlaßseitig einen größeren Durchmesser als an der Auslaßseite besitzt und wenigstens einen Rohrabschnitt mit sich stetig verkleinerndem Innendurchmesser aufweist.3. Chuck according to claim 1, characterized in that the coolant supply pipe (10) on the inlet side has a larger diameter than on the outlet side and has at least one tube section with a continuously reducing inner diameter.
4. Spannfutter nach Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) in die Aufnahme (4) hineinragt und insbesondere als Axialanschlag für den Werkzeugschaft dient.4. Chuck according to claim one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply pipe (10) protrudes into the receptacle (4) and in particular serves as an axial stop for the tool shank.
5. Spannfutter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) in den Futterkorper (1) eingeschraubt ist.5. Chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply pipe (10) is screwed into the chuck body (1).
6. Spannfutter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) axial unterteilt ausgeführt ist.6. Chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply pipe (10) is axially divided.
7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Steilkegelwerkzeughalter mit einem ma- schinenseitig in den Futterkorper (1) eingeschraubten Anzugsbolzen (11) ausgebildet ist, und daß der Anzugsbolzen (11) hohl ausgebildet und zusammen mit wenigstens einem weiteren Rohrelement (12) das Kühlmittelzuführrohr (10) bildet. 7. Chuck according to claim 6, characterized in that it is designed as a steep taper tool holder with a machine-side screwed into the chuck body (1) tightening bolt (11), and that the tightening bolt (11) is hollow and together with at least one further tubular element ( 12) forms the coolant supply pipe (10).
8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzugsbolzen (11) und das Rohrelement (12) ineinandergreifen, insbesondere ineinandergesteckt oder verschraubt sind.8. A chuck according to claim 7, characterized in that the pull stud (11) and the tubular element (12) interlock, in particular are inserted or screwed together.
9. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer HSK-Maschinenschnittstelle versehen ist.9. Chuck according to claim 6, characterized in that it is provided with an HSK machine interface.
10. Spannfutter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelzuführrohr (10) einlaßseitig ein Anschlußelement (14) zur Verbindung mit einer maschinenseitigen Kühlmittelzuführeinrichtung aufweist. 10. Chuck according to claim 9, characterized in that the coolant supply pipe (10) on the inlet side has a connecting element (14) for connection to a machine-side coolant supply device.
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