DE1477280C3 - Futter für Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Futter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Futterkörper mit einer konischen Bohrung, einer Spannpatrone, die durch eine axiale Bewegung gegen diese Bohrung zusammendrückbar ist, einem Spannring, der über ein Gewinde mit dem Futterkörper im Eingriff steht, und mit einem Zwischenring zwischen der Spannpatrone und dem Spannring, wobei Spannring, Zwischenring und Patrone miteinander im Eingriff stehende radiale, überlappte Flächen aufweisen.

Bei aus den US-PS 23 58 300 und 22 72 185 bekannten Futtern dieser Art stehen die einander überlappenden Flächen des Spannringes und des Zwischenringes miteinander in flächenhafter Berührung. Bei einer Exzentrizität des Gewindes von Spannring oder Futterkörper besteht daher die Gefahr, daß der Zwischenring und der äußere Endteil der Spannpatrone aus einer zur Achse des Futterkörpers koaxialen Lage herausbewegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es von daher, ein Futter zu schaffen, in das Werkzeuge oder Werkstücke so eingespannt werden können, daß sie mit hoher Genauigkeit koaxial mit dem Futterkörper sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Futter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die miteinander im Eingriff stehenden Flächen des Zwischenringes und des Spannringes, die den Zwischenring axial nach innen beim Anpressen des Spannringes drücken, miteinander in Linienberührung stehen. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Futter durch das Gewinde eine Exzentrizität zwischen Spannring und Futterkörper auftritt, so wird der Spannring etwas geneigt, wie dies durch das normale Gewindespiel ermöglicht wird, so daß die Linienberührung zwischen den Flächen aufrechterhalten wird, ohne daß der Zwischenring exzentrisch oder im Winkel bewegt wird. Die Achse eines eingespannten Werkzeugs oder Werkstücks stimmt daher mit hoher Genauigkeit mit der Achse der konischen Bohrung im Futterkörper überein.

Zweckmäßigerweise sind die miteinander im Eingriff stehenden Flächen von Zwischenring und Spannring jeweils ballig und konvex zueinander ausgebildet. Ballige Flächen zwischen den Ringen sind zwar auch aus den US-PS 23 58 300 und 22 72 185 bekannt. Die bekannten Druckflächen weisen aber eine kongruente Form auf, so daß zwischen dem Zwischenring und der Spannmutter eine Flächenberührung besteht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der

ίο Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt nach der Linie 1-1 der F i g. 2,

F i g. 2 eine Stirnansicht, in F i g. 1 von rechts gesehen,

Fig.3 staik vergrößert im Radialschnitt einen Teil der Spannzange nach F i g. 1 und 2,

F i g. 4 und 5 ähnlich wie F ig. 3 stark vergrößert im Radialschnitt abgeänderte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Spannzangen.

Das in F i g. 1 bis 3 gezeigte Futter 1 weist einen Futterkörper 2 mit einer konischen Bohrung 3 auf, welche die zusammendrückbare und auf der Außenseite entsprechend konische Spannpatrone 4 aufnimmt, die abwechselnd von entgegengesetzten Enden her geschlitzt ist, damit sie bei einer Axialbewegung gegen die konische Bohrung 3 zusammengedrückt werden kann. Für diese Axialbewegung der Spannpatrone 4 ist ein Spannring 5 vorgesehen, der auf den Futterkörper 2 aufgeschraubt ist und eine einwärtsgekehrte Rippe 6 hat, die einen Zwischenring 7 radial überlappt, der an dem abgeschrägten Endteil der Spannpatrone 4 angreift. Wenn der Spannring 5 so gedreht wird, daß er sich in F i g. 1 nach links bewegt, führt auch der Zwischenring 7 eine Bewegung nach links aus, so daß die Spannpatrone 4 axial gegen die konische Bohrung 3 im Futterkörper 2 gedrückt und gegen den in ihr angeordneten, nicht gezeigten Schaft eines Werkzeuges od. dgl. zusammengedrückt wird.

Wenn die Konizität der konischen Bohrung 3 wie im Ausführungsbeispiel so klein ist (beispielsweise einem Kegelwinkel von 8 bis 10° entspricht), daß die Spannpatrone 4 nicht automatisch freigegeben wird, ist auf dem Zwischenring 7 eine Innenrippe 8 vorgesehen, die sich in eine Umfangsnut 9 in der Spannpatrone 4 erstreckt. Der Zwischenring 7 wird beispielsweise mittels des Federringes 10 im Spannring 5 gehalten. Wenn der Spannring 5 so gedreht wird, daß er sich in F i g. 1 nach rechts bewegt, greift der Federring 10 an der Schulter 11 des Zwischenringes 7 an und bewegt ihn nach rechts.

Dabei greift die Schrägfläche 12 der einwärtsgekehrten Rippe 8 an der Flanke der Nut 9 an, so daß die Spannpatrone 4 mit großer Kraft aus der konischen Bohrung 3 herausgezogen wird, sich in ihren normalen Zustand ausdehnen kann und das in ihr befindliche Werkzeug oder Werkstück freigibt. Wenn sich in der Spannpatrone 4 kein Werkzeug oder Werkstück befindet, wirkt die Schrägfläche 12 der Rippe 8 als eine Nockenfläche, mit deren Hilfe die Spannpatrone 4 aus dem Zwischenring 7 herausgezogen oder -geschoben werden kann, um zum Einspannen eines anderen Werkzeuges oder Werkstücks durch eine Spannpatrone einer anderen Größe ersetzt zu werden. Beim Einsetzen einer anderen Spannpatrone 4 wird deren axiale Einführung durch das Zusammenwirken ihrer Schrägfläche 14 mit der Schrägfläche 15 der Rippe 8 erleichtert, worauf die Spannpatrone in die am besten in F i g. 3 gezeigte Stellung auswärts einrastet.

Beim Einspannen von zylindrischen Werkzeugschäf-

ten werden etwa drei Viertel der Länge der Spannpatrone 4 infolge des Angriffs der Spannpatrone 4 an der Wandung der langen, konischen Bohrung 3 fest gegen den Werkzeugschaft gepreßt, so daß das Werkzeug zur konischen Bohrung 3 und zum Futterkörper 2 koaxial 5 gehalten wird. Ferner wird infolge der Anlage der Schrägfläche 14 am Ende der Spannpatrone 4 an der Schrägfläche 16 des Zwischenringes 7 der verbleiben-

" de, vorstehende Teil der Länge der Spannpatrone 4 radial gegen den Werkzeugschaft gepreßt. Es hat sich gezeigt, daß die Flächen 14 und 16 zweckmäßig einen Kegelwinkel von etwa 60° haben, d. h., daß die auf die Spannpatrone 4 wirkende axiale Kraftkomponente stärker ist als die radiale Kraftkomponente. Diese aneinanderliegenden Schrägflächen 16 des Zwischenringes und der Spannpatrone 4 dienen zum koaxialen Festlegen des Zwischenringes 7 in bezug auf die Spannpatrone 4 und den Futterkörper 2. Da der Kegelwinkel der Schrägflächen 16 und 14 kleiner ist als der Kegelwinkel der Fläche 17 des Zwischenringes 7 und der Fläehe 18 des Spannringes 5 (dieser Kegelwinkel beträgt vorzugsweise 120°), wird beim Drehen des Spannringes 5 der Zwischenring 4 gegen eine Drehung gehalten.

, Wenn die Fläche 17 sphärisch gekrümmt ist und die Kegelstumpffläche 18 berührt, führt eine Exzentrizität des Gewindes 19 nicht dazu, daß der Zwischenring 7 oder der äußere Endteil der Spannpatrone 4 aus einer zur Achse des Futterkörpers 2 koaxialen Lage herausbewegt wird. Wenn daher eine solche Exzentrizität vorhanden ist, wird der Spannring 5 etwas geneigt, wie dies durch das normale Gewindespiel ermöglicht wird, so daß die Linienberührung zwischen der Fläche 18 und der von ihr umgebenen, sphärisch gekrümmten Fläche 17 des Zwischenringes 7 aufrechterhalten wird, ohne daß der Zwischenring 7 exzentrisch oder im Winkel bewegt wird. Daher kann die Achse eines eingespannten Werkzeuges oder Werkstücks mit hoher Genauigkeit mit der Achse der konischen Bohrung im Futterkörper übereinstimmen.

Die Spannzange nach Fig.4 ähnelt im allgemeinen der in F i g. 1 bis 3 dargestellten, doch besteht der Zwischenring aus zwei getrennten Teilen 20 und 21. Der eine Teil 20 greift an der konischen Innenfläche 23 des Innenflansches 24 des Spannringes 25 an. In den anderen Teil 21 greift der Federring 26 ein, der dazu dient, die Spannpatrone 27 formschlüssig aus dem nicht gezeigten Futterkörper herauszuziehen. In diesem Fall hat der Teil 21 ferner eine ebene Ringfläche 28, die bei diesem formschlüssigen Herausziehen an der ebenen ringförmigen Flanke der Spannpatronennut 29 anliegt. Zum Entfernen der Spannpatrone der Ringanordnung muß in der Ausführungsform nach F i g. 4 die Spannpatrone 27 zusammengedrückt werden, beispielsweise indem man sie mit einer Hand erfaßt und auf einen solchen Durchmesser zusammendrückt, daß ihr äußerer Endteil durch den kleinsten Durchmesser der Rippe 30 hindurchgeht. Wie in F i g. 3 hat der Teil 20 eine sphärisch gekrümmte Fläche 31, die an der konischen Fläche 23 des Spannringes 25 angreift, so daß eine Exzentrizität und eine Verkantung zwischen dem Spannring und dem Futterkörper von den Gewinden dieser Teile aufgenommen werden kann.

Die in F i g. 5 gezeigte Spannpatrone entspricht im wesentlichen der in F i g. 3 dargestellten, doch ist die Fläche 32 des Spannringes 33 ein Teil eines Torus, der die sphärisch gekrümmte Fläche 17 des Zwischenringes in einer Linie 34 berührt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Futter für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Futterkörper mit einer konischen Bohrung, einer Spannpatrone, die durch eine axiale Bewegung gegen diese Bohrung zusammendrückbar ist, einem Spannring, der über ein Gewinde mit dem Spannfutterkörper im Eingriff steht, und mit einem Zwischenring zwischen der Spannpatrone und dem Spannring, wobei Spannring, Zwischenring und Spannpatrone miteinander im Eingriff stehende radiale, überlappte Flächen aufweisen, d a durch gekennzeichnet, daß die miteinander im Eingriff stehenden Flächen (17, 18) des Zwischenringes (7) und des Spannringes (5), die den Spannring (7) axial nach innen beim Anpressen des Spannringes (5) drücken, miteinander in Linienberührung stehen.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander im Eingriff stehenden Flächen (17, 18; 23, 31; 32, 34) von Zwischenring (7) und Spannring (5) jeweils ballig und konvex zueinander ausgebildet sind.