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Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zur kraftschlüssigen Spannung eines rundlaufenden Schaftwerkzeugs, z. B. ein Hydrodehnspannfutter oder Schrumpffutter, mit einem die Einspanntiefe des zu spannenden Schaftwerkzeugs bestimmenden Axialanschlag.
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Spannfutter mit einem die Einspanntiefe eines zu spannenden Schaftwerkzeugs bestimmenden Axialanschlag sind seit langem bekannt.
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So zeigt und beschreibt beispielsweise die
DE 10 2009 003 805 A1 ein Spannfutter mit einem Axialanschlag, der von einer im Grundkörper axial verstellbar gehaltenen Stellschraube gebildeten. Die als Kühlschmiermittel-Übergabestelle fungierende Stellschraube ist in einer Gewindebohrung im Grundkörper verschraubt. Sie hat auf ihrem werkzeugseitigen Ende eine Innenausnehmung in Form einer einen Innenkonus bildenden Kegelfläche, gegen die das konische Schaftende eines in das Spannfutter eingesetzten Werkzeugs anschlägt. Im Bereich der Einmündung einer zentrischen Kühlschmiermittel-Zuleitung in den Innenkonus hat die Kühlschmiermittel-Zuleitung eine Kontur in Form eines Innensechskants, über die mittels eines vom werkzeugmaschinenseitigen Ende her in das Spannfutter axial eingeführten Steckschlüssels die Stellschraube verdreht und damit axial verstellt werden kann.
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Ein ähnliches Spannfutter ist in der
DE 10 2010 026 557 A1 gezeigt und beschrieben. In dem in dieser Druckschrift beschriebenen Spannfutter ist eine gegenüber dem Spannfutter in axialer Richtung des Spannfutters verstellbar Stellschraube angeordnet, die als Anschlag für ein im Spannfutter gehaltenes Werkzeug dient. Die Stellschraube wirkt mit einem von radial außerhalb des Spannfutters aus betätigbaren Rohrelement zusammen. Das Rohrelement ist im Spannfutter drehbar, aber zumindest in Richtung der Stellschraube axialfest angeordnet. Das Rohrelement ist mit der Stellschraube drehfest, aber axial verschiebbar verbunden. Die Betätigung des Rohrelements erfolgt beispielsweise über einen Mechanismus in der Art eines Kronradgetriebes, wobei das Rohrelement eine kammradartige Außenverzahnung aufweist.
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Hat das Spannfutter einen Dehnspannmechanismus zur kraftschlüssigen Spannung des Werkzeugs kann es bei einer übermäßigen Drehmomentbeanspruchung des Werkzeugs zu einer Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen dem Werkzeugschaft und dem Grundkörper kommen mit der Folge, dass sich das Werkzeug in der Aufnahmeöffnung relativ zum Grundkörper dreht. Durch den zu Beginn der Relativdrehung noch vorhandenen Kraftschluss zwischen dem Schaftende des Werkzeugs und der werkzeugseitigen Kegelfläche der Stellschraube kann es passieren, dass die Stellschraube mit dem Werkzeug verdreht wird, wodurch die zuvor eingestellte axiale Lage des durch die Stellschraube gebildeten Axialanschlags zunichte geht.
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Die
DE 19836912 A1 zeigt und beschreibt ein Spannfutter, insbesondere Dehnspannfutter, bei dem im Unterschied zum Spannfutter gemäß der oben diskutierten
DE 10 2009 003 805 A1 der Axialanschlag von einem hülsenförmigen Anschlagstück gebildet ist, das mittels eines von der Außenumfangsseite des Hydrodehnspannfutters aus betätigbaren Schneckengetriebes verdreht und auf diese Weise axial verstellt werden kann. Das Schneckengetriebe hat eine quer zu einer Werkzeugaufnahmeöffnung drehbar gelagerte Schnecke und ein koaxial zur Werkzeugaufnahmeöffnung angeordnetes Schneckenrad. Das Anschlagstück ist an dem Schneckenrad drehfest, aber axial verschiebbar gehalten und weist ein Außengewinde auf, das mit einem Innengewinde des Grundkörpers in Eingriff steht, wodurch eine Drehbewegung des Schneckenrades in eine Axialbewegung des Anschlagstücks umgesetzt wird. Das Schaftende eines im Grundkörper gespannten Werkzeugs schlägt gegen eine ringförmige Stirnfläche am werkzeugseitigen Ende des Anschlagstücks an, wodurch die axiale Lage des Werkzeugs bestimmt wird.
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Im Unterschied zur oben diskutierten
DE 10 2009 003 805 A1 mag bei dem Spannfutter gemäß der
DE 19836912 A1 das Schneckengetriebe eine zusätzliche Selbsthemmung gegen ein Verdrehen des Anschlagstücks gegeben sein. Dennoch kann ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Anschlagstücks bei einer übermäßigen Drehmomentbeanspruchung des Werkzeugs nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Außerdem ist der Kraftschluss zwischen der ringförmigen Stirnseite des Anschlagstücks und dem nicht näher beschriebenen Schaftende des Werkzeugs aufgrund der kleineren Flächenpaarung weitaus schwächer ausgebildet als bei einer Kegelflächenabstützung, wie sie in der oben diskutierten
DE 10 2009 003 805 A1 beschrieben ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines unbeabsichtigten Verdrehen des Werkzeugs relativ zum Grundkörper erhöht ist.
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Die
DE 1904536 A1 zeigt und beschreibt ein Spannfutter mit einem die Spanntiefe bestimmenden Axialanschlag in Form eines Anschlagkörpers, der gegen eine Drehung gesichert mit einem zylindrischen Führungsabschnitt im Grundkörper axial verschiebbar angeordnet ist. Die Drehsicherung wird durch den Eingriff eines Zapfenansatzes einer in einer radialen Gewindebohrung im Grundkörper eingeschraubten Stiftschraube in eine im zylindrischen Führungsabschnitt des Anschlagkörpers ausgebildete Längsnut erreicht. Die axiale Verstellung des Anschlagkörpers erfolgt mittels eines Kegelradgetriebes. Der Anschlagkörper steht hierzu über einen Gewindeabschnitt mit einer im Grundkörper axial unverschiebbar angeordneten Stellmutter im Schraubeingriff. Die Stellmutter kämmt über eine Kegelradverzahnung mit einem in der Querbohrung des Grundkörpers gelagerten und von außen her über eine Steckschlüsselaufnahme verstellbaren Stellkegelzahnrad. Eine über das Stellkegelzahnrad bewirkte Verdrehung der Stellmutter resultiert dank des Schraubeingriffs zwischen der Stellmutter und dem Gewindeabschnitt des drehfest angeordneten Anschlagkörpers in einer axialen Verstellung des Anschlagkörpers relativ zum Grundkörper. Der Anschlagkörper bildet an seinem werkzeugseitigen Ende eine Kegelspitze, an welcher das in das Spannfutter eingesetzte Werkzeug mit einer an seiner Schaftstirnseite befindlichen Zentrierbohrung seinen Anschlag findet. Das in den Grundkörper eingesetzte Werkzeug ist über einen den Schaft verlängernden Gewindeansatz in einer Gewindebohrung im Grundkörper eingeschraubt und zusätzlich gegen den Anschlagkörper gespannt. Aufgrund der drehfesten Anordnung des Anschlagkörpers bleibt der Anschlagkörper in einer bestimmten Drehlage relativ zum Grundkörper. Allerdings wäre der mit einer Kegelspitze versehene Anschlagkörper nicht in der Lage, eine unbeabsichtigte Verdrehung des Werkzeugs im Grundkörper zu verhindern. Dies wird allein durch die Verschraubung des Gewindeansatzes mit dem Grundkörper und durch die zusätzlich Spannung des Werkzeugs gegen den Anschlagkörper erreicht.
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Ausgehend von dem eingangs diskutierten Stand der Technik, insbesondere der
DE 19836912 A1 , hat die Erfindung die Aufgabe, ein Spannfutter zur kraftschlüssigen Spannung eines rundlaufenden Schaftwerkzeugs, mit einem die Einspanntiefe eines zu spannenden Werkzeugs bestimmenden Axialanschlag so weiterzubilden, dass ein besserer Kraftschluss zwischen der Stellschraube und dem Schaftwerkzeug erhalten und ein durch die Stellschraube bewirkter Axialanschlag selbst dann erhalten bleibt, wenn sich das Schaftwerkzeug während einer spanenden Bearbeitung relativ zum Grundkörper unbeabichtigt verdrehen sollte.
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Diese Aufgabe wird durch ein Spannfutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Spannfutter, z. B. einem Hydrodehnspannfutter oder Schrumpffutter, ragt der in einer zentrischen Aufnahmeöffnung im Grundkörper aufgenommene Stellkörper in die im Grundkörper ausgebildete zentrische Aufnahmebohrung zur Aufnahme des Werkzeugschafts eines zu spannenden Schaftwerkzeugs und definiert durch seine werkzeugseitige Stirnseite einen Axialanschlag für das Schaftwerkzeug. Der der durch den Stellkörper gebildete Axialanschlag legt damit die Einspanntiefe des zu spannenden Werkzeugs fest. Im Unterschied zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik soll erfindungsgemäß der Stellkörper in der Aufnahmeöffnung axial verschiebbar, aber drehfest angeordnet sein. Die axial verschiebbare, aber drehfeste Anordnung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Außenumfangsfläche des Stellkörpers mit der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung einen Formschluss bildet. Der zwischen der Außenumfangsfläche des Stellkörpers mit der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung gebildete Formschluss verhindert ein jegliches Verdrehen der Stellkörper relativ zum Grundkörper von vornherein.
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Der Stellkörper kann wie in der
DE 10 2009 003 805 A1 von einer Stellschraube gebildet sein. Im Unterschied zu der dort beschriebenen Stellschraube, die in einer im Spannfutter ausgebildeten Gewindebohrung eingeschraubt und damit relativ zum Grundkörper verdrehbar ist, soll erfindungsgemäß der als Stellschraube ausgebildete Stellkörper in der Aufnahmeöffnung zwar axial verschiebbar, aber drehfest angeordnet sein. Die Aufnahmeöffnung hat daher kein mit dem Außengewinde des Stellkörpers kämmendes Innengewinde. Der Stellkörper ist also nicht mit dem Grundkörper des Spannfutters verschraubt. Alternativ dazu kann der Stellkörper als ein in der Aufnahmeöffnung axial verschiebbar, aber drehfest angeordneter Stellbolzen ausgebildet sein.
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Ungeachtet dessen, ob der Stellkörper wie im Stand der Technik als Stellschraube oder im Unterschied dazu als Stellbolzen ausgebildet ist, hat er zumindest über die Länge seines in der Aufnahmeöffnung angeordneten Führungsabschnitts vorzugsweise eine Außenkontur in Form eines regulären Vielecks und hat die Aufnahmeöffnung vorzugsweise eine komplementär geformte Innenkontur. Der in der Aufnahmeöffnung angeordnete Führungsabschnitt des Stellkörpers ist beispielsweise in Form eines Außensechskants und die Aufnahmeöffnung als eine Innensechskantöffnung ausgebildet.
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Da erfindungsgemäß der Stellkörper drehfest angeordnet ist, führt selbst im Falle einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen dem Werkzeugschaft und dem Grundkörper während einer spanenden Bearbeitung eine Verdrehung des Werkzeugs in der Aufnahmeöffnung zu keiner Verdrehung des Stellkörpers. Die durch den Stellkörper bestimmte axiale Lage des Axialanschlags bleibt daher selbst dann erhalten, wenn sich das Werkzeug unbeabsichtigt relativ zum Grundkörper verdrehen sollte.
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Es bietet sich somit die Möglichkeit, die den Axialanschlag bildende Stirnseite des Stellkörpers so zu gestalten, dass eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Schaftende des gespannten Werkzeugs erreicht wird, um eine verbesserte Drehmomentmitnahme des Werkzeugs zu erreichen und dadurch einem unbeabsichtigten Verdrehen des Werkzeugs relativ zum Grundkörper bzw. zum Stellkörper entgegenzuwirken. Beispielsweise kann die werkzeugseitige Stirnseite des Stellkörpers eine Innenausnehmung in Form einer einen Innenkonus bildenden Kegelfläche zur form- und/oder kraftschlüssigen Drehmomentmitnahme eines Werkzeugs mit einem konischen Schaftende aufweisen. Vorbilder für eine derartige kraftschlüssige Verbindung finden sich beispielsweise in der eingangs diskutierten
DE 10 2009 003 805 A1 aber auch in der auf den Anmelder zurückgehenden
DE 10 2009 003 805 A1 oder
DE 20 2004 021 168 U1 . Alternativ dazu kann die werkzeugseitige Stirnseite des Stellkörpers einen oder mehrere, vorzugsweise zwei diametral angeordnete, axial vorspringende Mitnehmerfortsätze zur form- und/oder kraftschlüssigen Drehmomentmitnahme eines Werkzeugs mit einem komplementär geformten Schaftende aufweisen.
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Da die axiale Lage des Stellkörpers durch den Formschluss mit dem Grundkörper des Spannfutters in jedem Fall erhalten bleibt, ist selbst für den Fall, dass sich das Werkzeug dennoch relativ zum Stellkörper drehen sollte, die Gefahr eines axialen Abstands zwischen dem Schaftende des Werkzeugs und dem Stellkörper gering. Das erfindungsgemäße Spannfutter eignet sich daher für die Minimalmengenschmierung. Bei der Minimalmengenschmierung (MMS) kommt ein Luft/Ölgemisch zum Einsatz, das durch optimale Kühlschmierung die Entstehung von Reibungswärme am Werkzeug während des Zerspanungsprozesses verhindert. Ein werkzeugmaschinenseitig zugeführtes MMS-Kühlschmiermittel wird dabei durch das Spannfutter bzw. den Stellkörper, der hierzu einen zentrischen Kühlschmiermittelkanal aufweist, und einen oder mehrere Kanäle innerhalb des Werkzeugs bis an die Werkzeugschneide(n) geführt.
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Der den Stellkörper antreibende Stellantrieb kann als ein von außerhalb des Grundkörpers zu betätigendes Winkelgetriebe ausgebildet sein, das eine von außen aufgebrachte Kraft oder ein von außen aufgebrachtes Drehmoment in eine den Stellkörper beaufschlagende Axialkraft umwandelt.
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Für den Fall, dass der Stellkörper als eine Stellschraube ausgebildet ist, kann der Stellantrieb beispielsweise ein von außerhalb des Grundkörpers aus betätigbares Antriebsrad und ein mit dem Außengewinde der Stellschraube zusammenwirkendes Abtriebsrad aufweisen. Im Sinne einer möglichst kompakten Bauweise mit geringer radialer Ausdehnung sind das Antriebsrad und das Abtriebsrad vorteilhaft so angeordnet, dass sich deren Drehachsen in einer Längsmittelebene des Grundkörpers schneiden. Der Stellantrieb kann beispielsweise in der Art eines Kegelradgetriebes oder in der Art eines Kronradradgetriebes ausgebildet sein. Ein derartiges Getriebe ermöglicht eine besonders fein abgestufte Übersetzung vom Antriebsrad auf das Abtriebsrad.
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Alternativ dazu kann der Stellkörper als ein Stellbolzen und der Stellantrieb in der Art eines Keilgetriebes mit einem von außerhalb des Grundkörpers aus betätigbaren Antriebskeil ausgebildet sein, der auf eine am Stellbolzen ausgebildete Keilfläche wirkt. Der Antriebskeil kann beispielsweise von einer kegelspitzenförmigen Stirnseite einer Antriebsschraube gebildet sein, die in einer im Grundkörper im Winkel, beispielsweise rechtwinklig, zur Längsmittelachse des Grundkörpers ausgebildeten Gewindebohrung eingeschraubt ist und auf eine am Stellbolzen vorgesehene Keilfläche wirkt. Alternativ dazu kann der Antriebskeil von einer Keilfläche gebildet sein, die an einem Druckbolzen ausgebildet ist, der zwischen dem Stellbolzen und einer Antriebsschraube angeordnet ist, die im Winkel zur Längsmittelachse des Grundkörpers in einer im Grundkörper ausgebildeten Gewindebohrung eingeschraubt ist. Bei dieser Gestaltung wirkt die Antriebsschraube daher nicht unmittelbar auf die Keilfläche am Stellbolzen sondern mittelbar über den zwischengeschalteten Druckbolzen. Die Antriebsschraube und/oder der Druckbolzen sind/ist relativ zum Stellbolzen vorzugsweise so angeordnet, dass die Dreh- und/oder Verschiebeachse des Antriebsschraube und/oder Druckbolzens die Verschiebeachse des Stellbolzens vorzugsweise in einer Längsmittelebene des Grundkörpers schneiden. Derartige Keilgetriebe ermöglichen eine einfache und kompakte Gestaltung des Spannfutters.
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Das Spannfutter ist bevorzugt ein Hydrodehnspannfutter oder Schrumpffutter oder allgemein ein kraftschlüssig spannendes Spannfutter. Selbstverständlich findet die Erfindung auch auf andere Arten von Spannfuttern wie z. B. ein Mehrbackenfutter Anwendung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters in einer perspektivischen, teilweise aufgeschnittenen Darstellung;
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2 das Spannfutter aus 1, bei dem eine Stellschraube und ein mit der Stellschraube zusammenwirkendes Kammrad weggelassen sind; und
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3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters in einer perspektivischen, teilweise aufgeschnittenen Darstellung.
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Erste Ausführungsform
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In der im Folgenden beschriebenen ersten Ausführungsform ist das Spannfutter 1 als ein Hydrodehnspannfutter ausgeführt und im Wesentlichen aus einem Grundkörper 10, einem im Grundkörper 10 angeordneten Stellkörper 20, einem im Grundkörper 10 angeordneten, von außerhalb des Grundkörpers 10 betätigbaren Stellantrieb 30 und einer im Grundkörper 10 angeordneten Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 zusammengesetzt.
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Der Grundkörper 10 umfasst einen Spannabschnitt 11, einen Mittelabschnitt 12 sowie einen Kupplungsabschnitt 13, welche sich entlang einer gemeinsamen Längsmittelachse 2 des Spannfutters 1 erstrecken. Der Spannabschnitt 11 hat einen an sich bekannten Hydrodehnspannmechanismus zum kraftschlüssigen Klemmen eines nur schematisch gezeigten rundlaufenden Schaftwerkzeugs 2, beispielsweise eines Bohrwerkzeugs. Über den Kupplungsabschnitt 13, der als ein Hohlschaftkegel (HSK) ausgebildet ist, kann das Spannfutter 1 an eine (nicht gezeigte) Spanneinrichtung an einer Spindel einer (ebenfalls nicht gezeigten) Werkzeugmaschine angekuppelt werden.
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Der Mittelabschnitt 12 hat eine abgestufte zentrische Aufnahmeöffnung 14 die die Werkzeugaufnahmebohrung 15 des Spannabschnitts 11 mit dem im Kupplungsabschnitt 13 ausgebildeten Hohlraum 16 verbindet. Die zentrische Aufnahmeöffnung 14 lässt sich funktional in einen in die Werkzeugnahmebohrung 15 mündenden Führungsabschnitt 14a, eine in den Hohlraum 16 des Kupplungsabschnitts 13 mündenden Gewindeabschnitt 14c und einen die Führungsöffnung 14a mit dem Gewindebohrungsabschnitt 14c verbindende Antriebsaufnahmeabschnitt 14b unterteilen. Der Führungsabschnitt 14a hat in einer axialen Draufsicht gesehen eine Innenkontur in Form eines Innensechskants (vgl. hierzu 2), während der Antriebsaufnahmeabschnitt 14b als eine Zylinderbohrung und der Gewindeabschnitt 14c als eine Gewindebohrung ausgebildet sind.
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Der in der zentrischen Aufnahmeöffnung
14 des Grundkörpers
10 aufgenommene Stellkörper
20 ist aus einer Stellschraube mit einem Schaftabschnitt
21 und einem Kopfabschnitt
22 gebildet. Der mit einem Außengewinde versehene Schaftabschnitt
21 hat in einer axialen Draufsicht gesehen eine Außenkontur in Form eines Außensechskants. Der mit dem Außengewinde versehene Schaftabschnitt
21 des Stellkörpers ist weist daher einem Sechskantprofil entsprechende seitliche Abflachungen auf. Im Unterschied zu der in der
DE 10 2009 003 805 A1 beschriebenen Stellschraube ist der Stellkörper
20 über seinen mit einem Außengewinde versehenen Schaftabschnitt
21 jedoch nicht mit dem Grundkörper
10 verschraubt, sondern durch einen Formschluss der Außenkontur des Schaftabschnitts
21 mit der Innenkontur des Führungsabschnitts
14a der zentrischen Aufnahmeöffnung
14 in der zentrischen Aufnahmeöffnung
14 zwar axial verschiebbar, aber drehfest aufgenommen. Das Außengewinde des Schaf-tabschnitts
21 wirkt mit dem später beschriebenen Stellantrieb
30 zusammen, um den Stellkörper
20 im Grundkörper
10 axial zu verstellen. Der Kopfabschnitt
22 des Stellkörpers
20 bildet einen Axialanschlag für das im Spannfutter
1 eingespannte Schaftwerkzeug
2.
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Durch die formschlüssige Anordnung im Grundkörper 10 behält der Stellkörper 20 selbst im Falle einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen dem gegen den Stellkörper 20 anschlagenden Schaftwerkzeug 2 während einer spanenden Bearbeitung und einer Relativdrehung des Werkzeugs relativ zum Stellkörper 20 seine Drehlage im Grundkörper 10 stets bei. Dadurch bleibt auch die einmal eingestellte axiale Lage des durch den Stellkörper 20 gebildeten Axialanschlags erhalten.
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Es bietet sich somit die Möglichkeit, den die Axialanschlag bildende Stirnseite 23 des Kopfabschnitts 22 des Stellkörpers 20 so zu gestalten, dass eine gute form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Schaftende 3 des Schaftwerkzeugs 2 erreicht wird. In der ersten Ausführungsform weist die werkzeugseitige Stirnseite 23 des Kopfabschnitts des Stellkörpers 20 zwei diametral angeordnete, axial vorspringende Mitnehmerfortsätze 24 auf, die mit komplementär geformten Ausnehmungen 5 am Schaftende 3 des Schaftwerkzeugs 2 formschlüssig in Eingriff bringbar sind.
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Durch den Stellkörper 20 läuft entlang der Längsmittelachse 6 des Spannfutters 1 eine zentrische Durchgangsbohrung. Das in 1 rechte Ende der Durchgangsbohrung bildet eine Einlassöffnung, in das das von der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 kommende Kühlschmiermittel eingespeist wird. Das in 1 linke Ende der Durchgangsbohrung bildet eine Auslassöffnung, aus der das Kühlschmiermittel in einen oder mehrere Kühlschmiermittelkanäle im Schaftwerkzeug 2 strömt. Die Einspeisung des von der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 kommenden Kühlschmiermittels in die zentrische Durchgangsbohrung des Stellkörpers 20 erfolgt über ein zwischen dem Stellkörper 20 und der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 angeordnetes hülsenartiges Übergabestück 26.
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Das hülsenartige Übergabestück 26 hat auf ihrer zur Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 hin orientierten Seite einen im Durchmesser vergrößerten Zylinderabschnitt 26a, dessen Einlassöffnung von einer konischen Innenausnehmung gebildet sein kann. Auf seiner zum Stellkörper 20 hin orientierten Seite hat das hülsenartige Übergabestück 26 einen Zylinderabschnitt 26b, der in die zentrische Durchgangsbohrung im Stellkörper 20 eintaucht. Das Übergabestück 26 ist zum Stellkörper 20 hin an einer zwischen dem Gewindeabschnitt 14c und dem Antriebsaufnahmeabschnitt 14b ausgebildeten radialen Stufe 14d axial abgestützt. Das Übergabestück 26 hält damit ein später beschriebenes Abtriebsrad 32 des Stellantriebs in dem Antriebsaufnahmeabschnitt 14b der zentrischen Aufnahmeöffnung 14 drehbeweglich, es schränkt aber die axiale Beweglichkeit des Abtriebsrads 32 ein.
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Die Kühlschmiermittelübernahmehülse
40 ist über eine Gewindehülse
41 in der zentrischen Aufnahmeöffnung
14 axial gegen das Übergabestück
26 hin gespannt. Die Gewindehülse
41 hat hierzu ein Außengewinde, das in ein Innengewinde des Gewindeabschnitts
14c der zentrischen Aufnahmeöffnung
14 im Grundkörper
10 eingeschraubt ist. Bezüglich des weiteren Aufbaus und der Befestigung der Kühlschmiermittelübergabehülse
40 wird auf die entsprechenden Angaben in der
DE 10 2010 026 557 A1 verwiesen.
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Durch die Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 läuft entlang der Längsmittelachse 6 des Spannfutters 1 eine mit der zentrischen Durchgangsbohrung des Stellkörpers 20 fluchtend angeordnete zentrische Durchgangsbohrung 43. Das in 1 rechte Ende der Durchgangsbohrung 43 bildet eine Einlassöffnung, in das das von einer (nicht gezeigten) Werkzeugmaschine kommende Kühlschmiermittel eingespeist wird. Das in 1 linke Ende der Durchgangsbohrung 43 bildet eine Auslassöffnung, aus der das Kühlschmiermittel in den Stellkörper 20 strömt.
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Der Stellkörper 20 und die Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 bilden eine Vorrichtung zur Übernahme und Führung des von der Seite der Werkzeugmaschine her kommenden Kühlschmiermittels in den oder die innenliegenden Kühlschmiermittelkanäle des im Spannfutter 1 eingespannten Schaftwerkzeugs 2.
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Der den Stellkörper 20 antreibende Stellantrieb 30 ist als ein von außerhalb des Grundkörpers 10 aus zu betätigendes Winkelgetriebe ausgebildet, das eine von außen aufgebrachte Kraft oder ein von außen aufgebrachtes Drehmoment in eine den Stellkörper 20 beaufschlagende Axialkraft umwandelt.
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In der ersten Ausführungsform ist der Stellantrieb 40 von einem Kronradgetriebe gebildet, das ein von außerhalb des Grundkörpers 10 aus betätigbares Antriebsrad 31 in Form eines Kronrads und ein mit dem Stellkörper 20 zusammenwirkendes Abtriebsrad 32 in Form eines Kammrads aufweist. Das Antriebsrad 31 ist mittels eines Sicherungsrings in einer die zentrische Aufnahmeöffnung 14 des Grundkörpers 10 schneidenden radialen Bohrung 17 im Grundkörper 10 drehbeweglich, aber axialfest angeordnet ist. Das Abtriebsrad 32 ist hülsenartig ausgebildet. Es hat auf seinem Außenumfang eine mit der Kronradverzahnung des Antriebsrads 31 in Eingriff stehende Kammradverzahnung. Der Innenumfang ist von einem mit dem Außengewinde des Schaftabschnitts 21 des Stellkörpers 20 kämmenden Innengewinde gebildet. Die Drehachsen des An- und Abtriebsrads 31, 32 schneiden sich in der Längsmittelebene des Grundkörpers 10.
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Zweite Ausführungsform
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In
3 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannfutters gezeigt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich in der Gestaltung des Stellkörpers
20. Wie in der ersten Ausführungsform ist der Stellkörper
20 von einer Stellschraube gebildet. In
3 ist der Schaftabschnitt
21 allerdings lediglich schematisch in Form eines Sechskants gezeigt. Nicht zu sehen ist das in den Sechskant eingearbeitete Außengewinde. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform hat die werkzeugseitige Stirnseite
23 des Kopfabschnitts
22 des Stellkörpers
20 eine Innenausnehmung in Form einer einen Innenkonus bildenden Kegelfläche
25 zur form- und/oder kraftschlüssigen Drehmomentmitnahme eines Werkzeugs mit einem konischen Schaftende. Vorbilder für eine derartige kraftschlüssige Verbindung finden sich beispielsweise in der eingangs diskutierten
DE 10 2009 003 805 A1 aber auch in der auf den Anmelder zurückgehenden
DE 10 2009 003 805 A1 oder
DE 20 2004 021 168 U1 .
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Weitere (nicht gezeigte) Ausführungsformen
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In der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Stellantrieb 30 von einem Kronradgetriebe gebildet. Alternativ dazu kann der Stellantrieb als ein Kegelradgetriebe ausgebildet sein, bei dem An- und Abtriebsrad 31, 32 von jeweils einem Kegelrad mit einer Kegelradverzahnung gebildet sind. Analog zum Kammrad ist das abtreibende Kegelrad hülsenartig ausgebildet und hat ein mit dem Außengewinde des Schaftabschnitts 21 des Stellkörpers 20 kämmendes Innengewinde.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform oder der zuvor beschriebenen alternativen Ausführungsform ist der Stellkörper 20 von einer Stellschraube mit einem mit einem Außengewinde versehenen Schaftabschnitt 21 gebildet. Das Abtriebsrad 32 ist hülsenartig ausgebildet und steht über ein Innengewinde mit dem Außengewinde des Schaftabschnitts 21 des Stellkörpers 20 in Eingriff. Alternativ dazu kann der Stellkörper 20 als ein Stellbolzen und der Stellantrieb 30 in der Art eines Keilgetriebes mit einem von außerhalb des Grundkörpers 10 aus betätigbaren Antriebskeil ausgebildet sein, der auf eine am Stellkörper 20 ausgebildete Keilfläche wirkt. Der Antriebskeil kann beispielsweise von einer kegelspitzenförmigen Stirnseite einer Antriebsschraube gebildet sein, die in einer im Grundkörper 10 im Winkel, beispielsweise rechtwinklig, zur Längsmittelachse 6 des Grundkörpers 10 ausgebildeten Gewindebohrung eingeschraubt ist und auf eine am Stellkörper 20 vorgesehene Keilfläche wirkt. Alternativ dazu kann der Antriebskeil von einer Keilfläche gebildet sein, die an einem Druckbolzen ausgebildet ist, der zwischen dem Stellkörper 20 und einer Antriebsschraube angeordnet ist, die im Winkel zur Längsmittelachse 6 des Grundkörpers 10 in einer im Grundkörper 10 ausgebildeten Gewindebohrung eingeschraubt ist. Bei dieser Gestaltung wirkt die Antriebsschraube daher nicht unmittelbar auf die Keilfläche am Stellkörper 20 sondern mittelbar über den zwischengeschalteten Druckbolzen. Die Antriebsschraube und/oder der Druckbolzen sind/ist relativ zum Stellkörper 20 vorzugsweise so angeordnet, dass die Dreh- und/oder Verschiebeachse des Antriebsschraube und/oder Druckbolzens die Verschiebeachse des Stellkörpers 20 vorzugsweise in einer Längsmittelebene des Grundkörpers 10 schneiden.
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Des Weiteren kann der Stellkörper 20 – ob er nun als Stellschraube oder Stellbolzen ausgebildet ist – abweichend von der Außenkontur in Form eines Außensechskants eine Außenkontur in Form eines beliebigen regulären Vielecks und der Führungsabschnitt der Aufnahmeöffnung 14 eine komplementär geformte Innenkontur haben, sofern zwischen dem Außenumfangsfläche des Stellkörpers 20 und der Innenumfangsfläche des Führungsabschnitts 14a der Aufnahmeöffnung 14 ein Formschluss dergestalt erreicht wird, dass der Stellkörper 20 in dem Führungsabschnitt 14a der Aufnahmeöffnung 14 des Grundkörpers 10 drehfest aber axial verschieblich aufgenommen ist. Insofern muss der Stellkörper 20 nicht über seine ganze Länge oder über die ganze Länge seines Schaftabschnitts 21 einen gleichbleibenden Querschnitt haben. Es genügt, wenn der Stellkörper 20 zumindest über die Länge seines in dem Führungsabschnitt 14a der Aufnahmeöffnung 14 im Grundkörper 10 angeordneten Abschnitts formschlüssig geführt wird.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform erfolgt die Kühlschmiermittelübergabe von der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 in den Stellkörper 20 über ein dazwischen geschaltetes hülsenartiges Übergabestück 26. Das Übergabestück 26 ist aber nicht zwingend erforderlich. Die Kühlschmiermittelübergabe kann von der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 zum Stellkörper 20 hin über ein beliebiges Rohrelement erfolgen. Die Kühlschmiermittelübergabe kann von der Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 zum Stellkörper 20 hin auch direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines weiteren Elements, erfolgen. Hierzu kann das zur Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 hin orientierte Endabchnitt des Schaftabschnitts beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein und die Kühlschmiermittelübernahmehülse 40 eintauchen.
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Alternativ zu einem Hydrodehnspannfutter kann das erfindungsgemäße Spannfutter als ein Schrumpffutter oder ein beliebig anderes kraftschlüssig spannendes Spannfutter ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009003805 A1 [0003, 0006, 0007, 0007, 0012, 0015, 0015, 0028, 0038, 0038]
- DE 102010026557 A1 [0004, 0033]
- DE 19836912 A1 [0006, 0007, 0009]
- DE 1904536 A1 [0008]
- DE 202004021168 U1 [0015, 0038]
