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Die Erfindung betrifft einen Einspannschaft für die Aufnahme eines Werkzeugs in ein
Dreibackenfutter einer drehenden Bearbeitungsmaschine, wobei der Einspannschaft
eine Ausgestaltung aufweist, die ein Drehen des Schafts im eingespannten Zustand
verhindert.
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Einspannschäfte von Werkzeugen, wie Bohrer, Senker, Schaftfräser, usw. werden durch
Dreibackenfutter in Bearbeitungsmaschinen eingespannt, um mittels einer
Drehbewegung des Werkzeugs eine spanabhebende Bearbeitung vorzunehmen. Auch eine
Drehbewegung des Werkstücks gegenüber einem feststehenden Werkzeug,
beispielsweise auf einer Drehbank, ist möglich. Werden derartige Werkzeuge mit ihrem
Einspannschaft nicht sehr fest angezogen oder werden die Kräfte zu groß, dreht das
Werkzeug im Dreibackenfutter. Dabei kommt es auf der Oberfläche des Schafts zur
Bildung von Riefen und Grat. Dadurch lassen sich Aufschriften nicht mehr lesen und
die Werkzeuge passen nicht mehr in die Aufnahmebohrungen von
Aufbewahrungsboxen. Weiterhin kommt es infolge einer solchen Drehung zum Hineinwandern der
Werkzeuge in die Dreibackenfutter. Dies führt dazu, daß eine auf einer Skala
eingestellte Tiefe, beispielsweise eine Bohr- oder Senktiefe nicht mehr stimmt, oder daß die
Bohrerlänge für die Länge des zu bohrenden Lochs nicht mehr ausreicht.
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Um diese Probleme zu vermeiden, wurden Einspannschäfte mit verschiedenen
Ausgestaltungen, die ein Drehen des Schaftes im Dreibackenfutter verhindern sollen,
vorgeschlagen.
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Die DE 33 44 551 A1 schlägt einen Einspannschaft vor, der eine Rändelstruktur
aufweist. Dabei liegen die Backen des Spannfutters auf den Zahnspitzen der Zähne der
Rändelung. Dies vermindert die Anlagefläche der Backen auf dem Einspannschaft,
wodurch keine sehr gute Anlage erzielbar ist, so daß das Werkzeug nicht immer exakt
zentriert ist. Weiterhin bietet die Rändelstruktur mit der begrenzten Anlagefläche keinen
sicheren Schutz gegen ein Durchdrehen des Einspannschaftes bei großer Belastung.
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Dadurch kann das Werkzeug auch in das Spannfutter hineingedrückt werden. Dreht der
Schaft mit der Rändelung im Spannfutter durch, so kann dies zerstört oder beschädigt
werden.
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Die DE 40 32 739 A1 schlägt einen Einspannschaft mit Nuten vor, in die Futterbacken
beim Spannen eingreifen. Bei derartigen Ausgestaltungen müssen Einspannschaft und
Spannfutter aufeinander abgestimmt sein. Ein universell für alle Dreibackenfutter
einsetzbarer Spannschaft kann auf diese Weise nicht erzielt werden. Außerdem ist auch
bei diesem Vorschlag die Anlagefläche begrenzt, was ebenfalls zu den oben genannten
Nachteilen führt.
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Die DE 34 13 432 A1 schlägt anstelle von Nuten Rillen vor. Derartige Einspannschäfte
sollen in allen Handbohrmaschinen verwendbar sein. Wenn die Spannbacken exakt in
die Rillen passen sollen, ist jedoch auch hier eine spezielle Abstimmung von Rillen und
Backen erforderlich oder die Anlagefläche ist ebenfalls begrenzt mit der Folge der
bereits genannten Nachteile.
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Auch die von der DE 84 33 275 U1 vorgeschlagenen Nuten setzen in bereits erwähnter
Art und Weise ein speziell angepaßtes Spannfutter voraus.
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Die DE 26 34 970 A1 schlägt eine Abflachung oder Abflachungen am Einspannschaft
vor. Diese sind jedoch weder eine wirksame Sicherung gegen ein Durchdrehen des
Schaftes unter Belastung, noch ist eine exakte Einspannung garantiert, insbesondere,
wenn die Spannbacken nicht exakt in die Abflachungen eingreifen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Einspannschaft der eingangs
genannten Art derart auszugestalten, daß er universell für alle Dreibackenfutter geeignet
ist und bei einer guten, definierten Anlage des Dreibackenfutters am Schaft ein
Durchdrehen desselben im Dreibackenfutter sicher verhindert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgestaltung mindestens
einen von einer zylindrischen Schaftfläche eines Einspannbereichs erhaben
ausgebildeten Mitnehmer aufweist, der derart bemessen ist, daß er beim Einspannen in ein dem
Schaftdurchmesser des Einspannbereichs entsprechendes Dreibackenfutter zwischen
zwei Backen desselben zu liegen kommt.
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Durch die Erfindung wird es möglich, ein Werkzeug mit einer exakt definierten Anlage
an den Backen des Dreibackenfutters sicher zu spannen, auch dann, wenn das
Dreibackenfutter nicht sehr fest angezogen wird. Spätestens, wenn der oder die Mitnehmer
durch ein kurzes Weiterrücken des Werkzeugs im Dreibackenfutter an die Backen des
Dreibackenfutters anstoßen, kann sich der Schaft im Dreibackenfutter nicht mehr
drehen. Dadurch kommt es zu keiner Bildung von Riefen und Grat und ein
Hineinwandern des Werkzeugs in das Dreibackenfutter kann zumindest weitgehendst verhindert
werden. Dadurch werden die eingangs genannten Probleme vermieden. Vorzugsweise
sollten die Mitnehmer jedoch beim Einspannen des Schaftes gleich an die Backen
angelegt werden, denn bedarf es auch keines Weiterrückens des Werkzeugs im
Dreibackenfutter.
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Die nachfolgenden Weiterbildungen der Erfindung dienen einem noch sichereren Halt
des Einspannschaftes im Dreibackenfutter und weisen noch weitere Vorteile auf.
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Vorzugsweise ist am Ende des Einspannbereichs mit dem entsprechenden
Schaftdurchmesser und dem mindestens einen Mitnehmer ein nach außen kragender Absatz
vorgesehen. Mittels dieses Absatzes wird eine zusätzliche Einrutschsicherung geschaffen,
durch die ein Hineinwandern des Einspannschaftes in das Dreibackenfutter auch beim
Auftreten von sehr hohen Kräften mit Sicherheit verhindert wird.
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Der Einspannschaft kann auf verschiedene Art und Weise ausgebildet werden.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß sich der Schaftdurchmesser und der
mindestens eine Mitnehmer mindestens über einen Großteil der gesamten Länge des
Einspannschaftes erstrecken.
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Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß sich an den Einspannbereich ab dem als
Einrutschsicherung dienenden Absatz ein größerer Schaftdurchmesser anschließt, der
mindestens dem Schaftdurchmesser des Einspannbereichs und der doppelten Höhe des
mindestens einen Mitnehmers entspricht. Durch den größeren Durchmesser kann der
Einspannschaft mit dem erfindungsgemäßen Einspannbereich in das Dreibackenfutter
hineingeschoben werden und eine herkömmliche Einspannung am größeren
Durchmesser erfolgen, ohne daß die Mitnehmer eine solche Einspannung behindern können, auch
dann nicht, wenn sie sich noch im Spannbereich der Spannbecken befinden. Diese
Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß neben dem erfindungsgemäßen
Einspannbereich auch der größere Schaftdurchmesser zum Einspannen auf herkömmliche Weise
zur Verfügung steht. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn für ein
Werkzeug mit geringem Durchmesser ein relativ großes Dreibackenfutter verwendet
wird, welches beim Einspannen nahezu bis zum Ende des Spannbereichs des
Dreibackenfutters, an dem sich die Backen berühren, geschlossen wird und deshalb
zwischen den Backen kein Raum für die oder den Mitnehmer mehr zur Verfügung steht.
Weiterhin kann der größere Schaftdurchmesser beispielsweise auch dazu dienen, ein
Werkzeug noch zu verwenden, wenn der Einspannbereich mit den Mitnehmern
abgebrochen ist, wenn das Werkzeug aus Platzgründen weiter in das Dreibackenfutter
hineingeschoben werden muß oder wenn eine abweichende Ausgestaltung des Futters
eine erfindungsgemäße Einspannung des Einspannbereichs mit dem mindestens einen
Mitnehmer nicht zuläßt.
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Vorzugsweise sind drei Mitnehmer vorgesehen, die zwischen den Backen des
Dreibackenfutters zu liegen kommen. Drei Mitnehmer bieten eine noch höhere Sicherheit
gegen ein Durchdrehen des Schaftes und es wird auch das Entstehen einer Unwucht
verhindert.
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Ein besseres Einführen des Einspannschaftes in ein Dreibackenfutter ist dadurch
möglich, daß der Einspannschaft am Ende des Einspannbereichs ein kurzes
Aufnahmestück ohne Mitnehmer aufweist.
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Wird ein erfindungsgemäßer Einspannbereich und zusätzlich ein weiterer
Einspannbereich mit einem größeren Schaftdurchmesser vorgesehen, so ist es zweckmäßig, wenn
sich diese ungefähr zu gleichen Teilen über den Einspannschaft erstrecken. Dadurch
sind der Einspannbereich mit dem mindestens einen Mitnehmer und der weitere
herkömmliche Einspannbereich mit dem größeren Durchmesser ungefähr gleich lang
und eine ausreichende Anlage des Dreibackenfutters in einem dieser Bereiche ist
möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspannschaftes
in ein Dreibackenfutter eingespannt,
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Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Einspannschaftes im Schnitt und
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Fig. 3 in Seitenansicht.
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Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspannschaftes 1
eines Werkzeugs 2, beispielsweise eines Bohrers, das in ein Dreibackenfutter 3
eingespannt ist. Der Einspannschaft 1 verfügt über einen Einspannbereich 9 mit einem
Schaftdurchmesser 7. In diesem Einspannbereich 9 befindet sich eine zylindrische
Schaftfläche 5, auf der mit gleichmäßiger Teilung in Längsrichtung ausgerichtet drei
erhabene Mitnehmer 6, 6', 6" angeordnet sind. Dreht sich das Dreibackenfutter 3 in
Drehrichtung 15, so legen sich die Mitnehmer 6, 6', 6" in der gezeichneten Weise an
die Backen 8, 8', 8" des Dreibackenfutters 3 an und bilden so die Ausgestaltung 4 des
Einspannschaftes 1 zur Verhinderung des Drehens des Einspannschaftes 1 unter
entsprechend großer Belastung.
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Der Einspannschaft 1 muß also nicht mehr mit hoher Spannkraft im Dreibackenfutter 3
eingespannt werden, unter Belastung rückt er - wenn die Mitnehmer 6, 6', 6" nicht
schon beim Einspannen an die Backen 8, 8', 8" angelegt wurden - lediglich ein kleines
Stück weiter, bis die Mitnehmer 6, 6', 6" an den Backen 8, 8', 8" des
Dreibackenfutters 3 anliegen und danach ist eine Drehung des Einspannschaftes 1 in dem
Dreibackenfutter 3 auch unter Belastung nicht mehr möglich.
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Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspannschaftes
1 im Schnitt und Fig. 3 in Seitenansicht, wobei der Schnitt II-II in Fig. 3 eingezeichnet
ist. Soweit die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind, handelt es sich um
identische Teile mit identischen Funktionen. Insoweit wird auf die Beschreibung zu Fig.
1 verwiesen.
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Das weitere Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspannschaftes 1 weist
zusätzlich am Ende des Einspannbereichs 9 einen Absatz 10 auf, an den die Backen 8,
8', 8" des Dreibackenfutters 3 beim Einspannen mit ihrer Vorderseite angelegt werden
können. Auf diese Weise ist der Einspannschaft 1 mit einer zusätzlichen
Einrutschsicherung ausgestattet, so daß der Einspannschaft 1 auch unter hoher Belastung nicht
weiter in das Dreibackenfutter 3 hineingedrückt werden kann. Weiterhin ist in diesem
Ausführungsbeispiel ein weiterer Einspannbereich 14 vorgesehen, welcher einen
Schaftdurchmesser 11 aufweist, der mindestens um die doppelte Höhe 12 der
Mitnehmer 6, 6', 6" größer ist als der Schaftdurchmesser 7. Dies ermöglicht eine zusätzliche
Einspannmöglichkeit in diesem weiteren Einspannbereich 14 für die bereits oben
angeführten Situationen. Bei dieser Einspannung handelt es sich um eine Einspannung
herkömmlicher Art.
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Vorzugsweise sind der erfindungsgemäße Einspannbereich 9 und der weitere
herkömmliche Einspannbereich 14 derart ausgebildet, daß sie jeweils in etwa die Hälfte
des Einspannschaftes 1 einnehmen. Auf diese Weise steht eine ausreichende Länge zur
Einspannung in jedem der Einspannbereiche 9 und 14 zur Verfügung. Wird im weiteren
Einspannbereich 14 gespannt, so muß der Einspannschaft 1 entsprechend weiter in das
Dreibackenfutter 3 eingeführt werden. Dies ermöglicht auch, daß das Werkzeug 2
weniger weit aus dem Dreibackenfutter 3 herausschaut, was bei engen
Platzverhältnissen manchmal von Vorteil ist. Weiterhin befindet sich am Ende des Einspannschaftes 1
ein Aufnahmestück 13, in welchem keine Mitnehmer 6, 6', 6" angeordnet sind. Dies
dient einem einfacheren Einführen des Einspannbereichs 9 des Einspannschaftes 1 in
das Dreibackenfutter 3.
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Die Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich lediglich zwei Möglichkeiten der
Ausführung der Erfindung. Die Mitnehmer 6, 6', 6" müssen zwar erhaben auf der
zylindrischen Schaftfläche 5 angeordnet sein, ihre Ausgestaltung kann jedoch statt einer
Rippenform auch andere Formen aufweisen, dies richtet sich nach der jeweiligen
Ausgestaltung von Werkzeug 2 und Dreibackenfutter 3. Auch eine spezielle
Ausgestaltung dahingehend ist möglich, daß die Mitnehmer 6, 6', 6" die Lücken zwischen den
Backen 8, 8', 8" nahezu ausfüllen, dann ist jedoch erforderlich, daß das Werkzeug 2
bestimmten Dreibackenfuttern 3 zugeordnet wird. Auch können einzelne, die Erfindung
weiterbildende Merkmale, wie beispielsweise der Absatz 10, der weitere
Einspannbereich 14 oder das Aufnahmestück 13 separat oder in anderen Kombinationen
vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1 Einspannschaft (Schaft)
2 Werkzeug
3 Dreibackenfutter
4 Ausgestaltung zur Verhinderung des Drehens des Einspannschaftes
5 zylindrische Schaftfläche
6, 6', 6" Mitnehmer
7 Schaftdurchmesser (des erfindungsgemäßen Einspannbereichs)
8, 8', 8" Backen des Dreibackenfutters
9 Einspannbereich (erfindungsgemäßer)
10 Absatz
11 größerer Schaftdurchmesser
12 Höhe der Mitnehmer
13 Aufnahmestück
14 weiterer Einspannbereich
15 Drehrichtung