DE202021104369U1

DE202021104369U1 - Schrumpffutter

Info

Publication number: DE202021104369U1
Application number: DE202021104369.5U
Authority: DE
Original assignee: Karl Schuessler & Co KG GmbH; Karl Schuessler & CoKg GmbH
Current assignee: Karl Schuessler & Co KG GmbH; Karl Schuessler & CoKg GmbH
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2031-04-28

Abstract

Schrumpffutter (1) zum Einspannen eines Gegenstands (8), insbesondere zum Einspannen eines Werkzeugs (8) in einer Werkzeugmaschine, vorzugsweise zum Einspannen eines Fräsers (8) in einer Fräsmaschine, mit
a) einer Aufnahmebohrung (7; 7') zur Aufnahme des zu spannenden Gegenstands (8) und
b) einer Wandung (9, 9'), welche die Aufnahmebohrung (7; 7') außen umgibt, gekennzeichnet durch
c) Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') zur einstellbaren elastischen Verformung der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') zur Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrumpffutter zum Einspannen eines Gegenstands (z.B. Werkzeug).
Aus dem Stand der Technik (z.B. DE 10 2016 005 081 A1 , DE 20 2010 012 344 U1 , DE 20 2014 008 275 U1 ) sind Schrumpffutter bekannt, die sich gut dazu eignen, um rotierende Werkzeuge (z.B. Fräser) mit hoher Rundlaufgenauigkeit in einer Werkzeugmaschine (z.B. Fräsmaschine) zu spannen. Hierzu wird das Schrumpffutter erwärmt, wodurch sich eine Aufnahmebohrung des Schrumpffutters aufweitet. Das Werkzeug (z.B. Fräser) kann dann in die aufgeweitete Aufnahmebohrung des Schrumpffutters eingeführt werden. Beim anschließenden Abkühlen des Schrumpffutters wird das Werkzeug dann in dem Schrumpffutter gespannt. Derartige Schrumpffutter weisen bereits eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit auf.
Es besteht jedoch in der Praxis ein Bedürfnis nach einer möglichst guten Rundlaufgenauigkeit des eingespannten Werkzeugs. Zum einen ermöglicht eine große Rundlaufgenauigkeit nämlich die Herstellung hochgenauer Passungen. Zum anderen wird die Standzeit des eingespannten Werkzeugs durch die Erhöhung der Rundlaufgenauigkeit verbessert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Rundlaufgenauigkeit bei einem Schrumpffutter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Schrumpffutter gelöst.
Das erfindungsgemäße Schrumpffutter eignet sich allgemein zum Einspannen eines Gegenstands, wie beispielsweise eines Werkzeugs (z.B. Fräser) in einer Werkzeugmaschine (z.B. Fräsmaschine). Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des einzuspannenden Gegenstands nicht auf Werkzeuge oder Fräser beschränkt, sondern eignet sich allgemein zum Einspannen von Gegenständen in einem Schrumpffutter.
Das erfindungsgemäße Schrumpffutter weist zunächst in Übereinstimmung mit den bekannten Schrumpffuttern eine Aufnahmebohrung auf, die dazu dient, den zu spannenden Gegenstand (z.B. Fräser) aufzunehmen, wobei die Aufnahmebohrung außen von einer Wandung umgeben ist.
Das erfindungsgemäße Schrumpffutter zeichnet sich nun durch Verformungsmittel auf aus, die es ermöglichen, die Wandung der Aufnahmebohrung elastisch zu verformen und dadurch die Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters zu verbessern. Die erfindungsgemäßen Verformungsmittel ermöglichen es also nach dem Einspannen eines Gegenstands (z.B. Fräser) in dem Schrumpffutter, dass die Wandung der Aufnahmebohrung verformt wird, um die Rundlaufgenauigkeit zu verbessern.
Vorzugsweise umfassen die Verformungsmittel mehrere Einstellmöglichkeiten (z.B. Einstellschrauben), um die Wandung der Aufnahmebohrung einstellbar zu verformen und dadurch die Rundlaufgenauigkeit zu verbessen. Beispielsweise können drei Einstellmöglichkeiten vorgesehen sein, jedoch kann das erfindungsgemäße Schrumpffutter auch mehr Einstellmöglichkeiten aufweisen. Die einzelnen Einstellmöglichkeiten ermöglichen vorzugsweise eine einstellbare Verformung mit einem lokalen Schwerpunkt an verschiedenen Stellen der Wandung der Aufnahmebohrung, wobei die Einstellmöglichkeiten vorzugsweise über den Umfang des Schrumpffutters verteilt angeordnet sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfassen die Verformungsmittel für die Verformung der Wandung der Aufnahmebohrung mindestens einen Schlitz in der Wandung der Aufnahmebohrung, wobei der mindestens eine Schlitz die elastische Verformung der Wandung der Aufnahmebohrung ermöglicht, was die Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters bewirkt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der mindestens eine Schlitz in einer Ebene, die rechtwinklig zur Drehachse des Schrumpffutters verläuft, wobei sich der Schlitz in Umfangsrichtung erstreckt und zwar über einen Winkel, der am Außenumfang der Wandung der Aufnahmebohrung beispielsweise im Bereich von 50°-110°, 60°-110° oder 70°-90° liegen kann.
Der Schlitz geht hierbei vorzugsweise von der äußeren Mantelfläche der Wandung aus und erstreckt sich radial nach innen, wobei sich der Schlitz in radialer Richtung von außen ausgehend vorzugsweise nur über einen Teil der Wandstärke der Wandung der Aufnahmebohrung erstreckt, so dass der Schlitz von außen kommend nicht bis in die Aufnahmebohrung durchgeht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Schlitz also keinen durchgehenden Durchbruch in der Wandung der Aufnahmebohrung.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass der mindestens eine Schlitz radial innen einen Boden aufweist, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Querschnitt rechtwinklig zur Drehachse des Schrumpffutters vorzugsweise konkav geformt ist, insbesondere kreisbogenförmig, was herstellungstechnisch günstig ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Schrumpffutter in der Wandung der Aufnahmebohrung nicht nur einen einzigen Schlitz auf, sondern mehrere Schlitze, die vorzugsweise über den Umfang verteilt angeordnet sind. Hinsichtlich der Anzahl der Schlitze ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind jedoch über den Umfang verteilt drei Schlitze vorgesehen.
Die Schlitze sind hierbei vorzugsweise in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet und können alle die gleiche Breite in axialer Richtung haben. Weiterhin ist zu erwähnen, dass sich alle Schlitze über den gleichen Winkel in Umfangsrichtung erstrecken können. Ferner ist zu bemerken, dass vorzugsweise alle Schlitze in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Drehachse des Schrumpffutters liegt, d.h. die Schlitze sind nicht axial versetzt zueinander. Die Schlitze sind hierbei vorzugsweise bezüglich der Drehachse des Schrumpffutters drehsymmetrisch angeordnet, um keine Unwucht in dem Schrumpffutter zu verursachen.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die Verformungsmittel zum Verformen der Wandung der Aufnahmebohrung mindestens einen Schlitz umfassen. Darüber hinaus umfassen die Verformungsmittel vorzugsweise auch mindestens eine Gewindebohrung mit einem Innengewinde, wobei die Gewindebohrung vorzugsweise von der Stirnfläche der Wandung des Schrumpffutters ausgeht, vorzugsweise axial verläuft und vorzugsweise in den Schlitz mündet. In die Gewindebohrung kann hierbei eine Schraube (z.B. Gewindestift) eingeschraubt werden, die sich dann an einer Schlitzflanke des Schlitzes abstützt, was zu einem Aufweiten des Schlitzes und zu einer entsprechenden Verformung der Wandung der Aufnahmebohrung führt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind über den Umfang verteilt mehrere Gewindebohrungen in der Wandung der Aufnahmebohrung angeordnet, die vorzugsweise jeweils in einen zugehörigen Schlitz münden, wie vorstehend erläutert wurde. Bei drei Gewindebohrungen und entsprechend drei Schlitzen und drei Gewindestiften bestehen also drei Verstellmöglichkeiten an dem Schrumpffutter, um die Rundlaufgenauigkeit zu erhöhen. Allgemein ist jedoch zu erwähnen, dass die erfindungsgemäßen Verformungsmittel auch eine andere Anzahl von Verstellmöglichkeiten aufweisen können.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Verformungsmittel nicht auf das vorstehende beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, wonach die Verformungsmittel die Schlitze, die Gewindebohrungen und die Gewindestifte umfassen. Vielmehr kann die Verformung der Wandung der Aufnahmebohrung zur Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit auch in anderer Weise realisiert werden.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch einen anderen Erfindungsaspekt. So weist die Aufnahmebohrung für den zu spannenden Gegenstand (z.B. Werkzeug) vorzugsweise einen proximalen Abschnitt und einen distalen Abschnitt mit einem ersten Innenquerschnitt auf, wobei diese beiden Abschnitte zum Einspannen des zu spannenden Gegenstands dienen. Zwischen dem proximalen Abschnitt und dem distalen Abschnitt der Aufnahmebohrung liegt hierbei ein mittlerer Abschnitt, der einen zweiten Innenquerschnitt aufweist, wobei der mittlere Abschnitt in axialer Richtung vorzugsweise in dem Bereich liegt, in dem sich auch die Schlitze befinden. Der mittlere Abschnitt der Aufnahmebohrung umfasst also mit seiner axialen Erstreckung den mindestens einen Schlitz. Hierbei ist zu erwähnen, dass der zweite Innenquerschnitt des mittleren Abschnitts vorzugsweise größer ist als der erste Innenquerschnitt des distalen bzw. proximalen Abschnitt der Aufnahmebohrung. Beispielsweise kann der Innenquerschnitt des mittleren Abschnitts hierzu freigedreht werden. Der größere Innenquerschnitt im Bereich des mittleren Abschnitts der Aufnahmebohrung ermöglicht es, dass die Wandung der Aufnahmebohrung in diesem Abschnitt verformt wird.
Ferner ist zu erwähnen, dass das erfindungsgemäße Schrumpffutter vorzugsweise eine Montageschnittstelle zur Montage des Schrumpffutters in einer Werkzeugmaschine aufweist, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann diese Montageschnittstelle eine Standard-Kegelschnittstelle sein, insbesondere gemäß der technischen Norm DIN 69893. Derartige Standard-Kegelschnittstellen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden.
Darüber hinaus kann das Schrumpffutter in seiner Mantelfläche auch Auswuchtbohrungen aufweisen, in die Auswuchtschrauben eingeschraubt werden können, um das Schrumpffutter auszuwuchten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verlaufen diese Auswuchtbohrungen radial.
Ferner weist das erfindungsgemäße Schrumpffutter vorzugsweise einen ringförmig umlaufenden und radial nach außen abstehenden Bund auf, der in axialer Richtung zwischen der Aufnahmebohrung für den Fräser einerseits und der Montageschnittstelle andererseits angeordnet ist. In der Mantelfläche dieses Bundes können beispielsweise eine ringförmig umlaufende Greifnut zum Greifen des Schrumpffutters oder eine axial verlaufende Kerbe angeordnet sein, die auch als „Deutsches Eck“ bezeichnet wird. Ferner kann in der Mantelfläche des Bundes auch eine Mulde zur Aufnahme eines Transponders oder eine Mitnehmernut zur Indexierung angeordnet sein.
Das Betriebsverfahren für das erfindungsgemäße Schrumpffutter sieht zunächst in einem Schritt vor, dass das Schrumpffutter erwärmt wird, um die Aufnahmebohrung in dem Schrumpffutter aufzuweiten, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
In einem weiteren Schritt kann dann der zu spannende Gegenstand (z.B. Werkzeug) in die aufgeweitete Aufnahmebohrung des erwärmten Schrumpffutters eingeführt werden.
Im nächsten Schritt wird das Schrumpffutter dann mit dem darin befindlichen Gegenstand (z.B. Werkzeug) abgekühlt, wodurch der Gegenstand in dem Schrumpffutter eingespannt wird.
Insoweit entspricht das Betriebsverfahren noch dem Stand der Technik. Das Betriebsverfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass die Wandung der Aufnahmebohrung des Schrumpffutters nach dem Abkühlen des Schrumpffutters mit dem eingespannten Gegenstand elastisch verformt wird, um die Rundlaufgenauigkeit zu verbessern.
Beispielsweise kann diese Verformung dadurch bewirkt werden, dass die vorstehend beschriebenen Schrauben in den Gewindebohrungen in der Wandung der Aufnahmebohrung gedreht werden.
Hierbei wird dann jeweils die Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters gemessen, um beurteilen zu können, ob die Rundlaufgenauigkeit durch das Drehen der Schrauben verbessert wurde und ausreichend ist.
Das elastische Verformen der Wandung der Aufnahmebohrung und das Messen der Rundlaufgenauigkeit wird dann vorzugweise solange wiederholt, bis die Rundlaufgenauigkeit einen vorgegebenen Mindestwert erreicht.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Rundlaufgenauigkeit in einem speziellen Rundlaufprüfgerät gemessen werden kann. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung alternativ auch die Möglichkeit, dass die Rundlaufgenauigkeit in einer Werkzeugmaschine gemessen wird, beispielsweise mit einer Messuhr.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Schrumpffutters ohne das zu spannende Werkzeug.
2 zeigt die Perspektivansicht aus 1 mit dem eingespannten Werkzeug.
3 zeigt eine Längsschnittansicht durch das Schrumpffutter gemäß den 1 und 2.
4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A in 3.
5 zeigt eine aufgeschnittene Perspektivansicht durch das Schrumpffutter gemäß den 1-4.
6 zeigt eine vergrößerte Längsschnittansicht durch das Schrumpffutter gemäß den 1-5.
7 zeigt eine andere vergrößerte Längsschnittansicht durch das Schrumpffutter gemäß den 1-6.
8 zeigt eine Querschnittsansicht durch das Schrumpffutter gemäß den 1-7.
9 zeigt das Betriebsverfahren in Form eines Flussdiagramms.
10 zeigt eine Abwandlung von 6.

Die Zeichnungen zeigen ein erfindungsgemäßes Schrumpffutter 1, wobei die grundsätzliche Funktionsweise und der Aufbau des Schrumpffutters 1 aus den eingangs beschriebenen Druckschriften bekannt ist, so dass deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich der Funktionsweise des Schrumpffutters 1 zuzurechnen ist.
Das Schrumpffutter 1 weist zunächst eine Standard-Montageschnittstelle 2 auf, um das Schrumpffutter 1 in einer Werkzeugmaschine montieren zu können.
Darüber hinaus weist das Schrumpffutter 1 in der Mitte einen ringförmig umlaufenden Bund 3 auf.
In der Mantelfläche des Bundes 3 befindet sich zunächst eine ringförmig umlaufende Greifnut 4, die es ermöglicht, das Schrumpffutter 1 automatisiert zugreifen.
Darüber hinaus befindet sich in der Mantelfläche des ringförmig umlaufenden Bundes 3 eine axial verlaufende Kerbe 5, die auch als „Deutsches Eck“ bezeichnet wird und an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Ferner befindet sich in der Mantelfläche des ringförmig umlaufenden Bundes 3 eine Mitnehmernut 6 zur Indexierung.
Auf der gegenüberliegenden Seite weist das Schrumpffutter 1 eine Aufnahmebohrung 7 auf, in der ein Werkzeug 8 (z.B. Fräser) gespannt werden kann, wobei das Werkzeug 8 hierbei nur schematisch dargestellt ist. Die Aufnahmebohrung 7 für das Werkzeug 8 wird hierbei außen von einer Wandung 9 begrenzt.
In der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 befinden sich radial verlaufende Auswuchtbohrungen 10, 11, die jeweils ein Innengewinde aufweisen und Auswuchtschrauben (nicht dargestellt) aufnehmen können, um das Schrumpffutter 1 auszuwuchten.
Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass in der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 drei Schlitze 12, 13, 14 angeordnet sind, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Drehachse 15 des Schrumpffutters 1 verläuft.
Die drei Schlitze 12-14 sind hierbei äquidistant über den Umfang der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 verteilt angeordnet und erstrecken sich jeweils über einen Winkel α≈75°.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Schlitze 12-14 von der äußeren Mantelfläche der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 ausgehen und sich radial nach innen bis in eine bestimmte Tiefe erstecken. Allerdings durchsetzen die Schlitze 12-14 die Wandung 9 nicht komplett und reichen somit nicht bis in die Aufnahmebohrung 7 hinein. Die Schlitze 12-14 bilden also keine Durchbrüche in der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schlitze 12-14 in radialer Richtung nur über ungefähr 70% der Wanddicke der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass in der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 drei Gewindebohrungen 16, 17, 18 angeordnet sind, die jeweils von der Stirnfläche der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 ausgehen und sich in axialer Richtung erstrecken. Die Gewindebohrungen 16-18 münden dann jeweils in einen der Schlitze 12-14.
In die Gewindebohrungen 16-18 ist jeweils ein Gewindestift 19-21 eingeschraubt, wobei sich die Gewindestifte 19-21 mit ihrem freien Ende an jeweils einer Schlitzflanke 22 der Schlitze 12-14 abstützen können. Beim Einschrauben des Gewindestifts 19 stützt sich dieser also an der Schlitzflanke 22 des Schlitzes 12 ab, was zu einem Aufweiten des Schlitzes 12 führt. Hierdurch wird die Breite b des Schlitzes 12 vergrößert.
Die Schlitze 12-14 bilden also mit den Gewindestiften 19-21 und den Gewindebohrungen 16-18 Verformungsmittel, die es ermöglichen, die Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 für das Werkzeug 8 zu verformen, um die Rundlaufgenauigkeit zu verbessern.
Aus 8 ist weiterhin ersichtlich, dass die Schlitze 12-14 jeweils einen Boden 23-25 haben, der kreisbogenförmig verläuft, was herstellungstechnisch günstig ist.
Aus 7 ist weiterhin ersichtlich, dass die Aufnahmebohrung 7 einen proximalen Abschnitt 26 einen mittleren Abschnitt 27 und einen distalen Abschnitt 28 aufweist, die jeweils zylindrisch sind, aber unterschiedliche Innendurchmesser d1 bzw. d2 aufweisen. Der proximale Abschnitt 26 und der distale Abschnitt 28 dienen hierbei zum Einspannen des Werkzeugs 8 und haben deshalb denselben Innendurchmesser d1. Der mittlere Abschnitt 27 hat dagegen einen größeren Innendurchmesser d2>d1 und dient somit nicht zum Einspannen des Werkzeugs 8. Der größere Innendurchmesser d2 in dem mittleren Abschnitt 27 ermöglicht eine Verformung der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 in diesem Bereich. Dies ist vorteilhaft, weil in diesem axialen Bereich des Abschnitts 27 auch die Schlitze 12-14 liegen, so dass in diesem Bereich Verformungen durch das Aufdehnen der Schlitze 12-14 stattfinden.
Abschließend wird nun das Flussdiagramm gemäß 9 beschrieben, welches das Betriebsverfahren für das vorstehend beschriebene Schrumpffutter 1 erläutert.
In einem ersten Schritt S1 wird das Schrumpffutter 1 zunächst erwärmt, um die Aufnahmebohrung 7 des Schrumpffutters 1 aufzuweiten.
In einem zweiten Schritt S2 wird dann das Werkzeug 8 in die Aufnahmebohrung 7 des erwärmten Schrumpffutters 1 eingeführt.
Im nächsten Schritt S3 wird das Schrumpffutter 1 dann abgekühlt, wodurch das Werkzeug 8 in dem Schrumpffutter 1 gespannt wird.
Im nächsten Schritt S4 wird dann die Rundlaufgenauigkeit des in dem Schrumpffutter 1 gespannten Werkzeugs 8 gemessen. Beispielsweise kann diese Messung der Rundlaufgenauigkeit in einem Rundlaufprüfgerät erfolgen. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Rundlaufgenauigkeit in der Werkzeugmaschine gemessen wird, in der das Schrumpffutter 1 montiert ist.
Im nächsten Schritt S5 wird dann geprüft, ob die Rundlaufgenauigkeit in Ordnung ist. Falls dies der Fall ist, so kann das Schrumpffutter 1 zur Werkstückbearbeitung eingesetzt werden.
Andernfalls werden dagegen im nächsten Schritt S6 die Gewindestifte 19-21 gedreht, um die Wandung 9 der Aufnahmebohrung 7 zu verformen. Die Schritte S4-S6 werden dann so lange wiederholt, bis die Rundlaufgenauigkeit in Ordnung ist.
10 zeigt ein Längsschnittansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels, das weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden, die jedoch zur Unterscheidung mit einem Apostroph gekennzeichnet sind.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zunächst darin, dass anstelle der Gewindestifte 19-21 jeweils eine Schraube 19' mit einem Schraubenkopf 29' vorgesehen ist, wobei sich der Schraubenkopf 29' an der Stirnfläche der Wandung 9' abstützen kann.
Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Gewindebohrungen 16' nur auf der proximalen Seite (d.h. in der Zeichnung rechts des Schlitzes 12') ein Innengewinde haben, in das die Schraube 19' eingreift. Auf der distalen Seite (d.h. in der Zeichnung links des Schlitzes 12') weisen die Gewindebohrungen 16' dagegen kein Innengewinde auf, so dass die Schraube 19' zunächst ohne eine Drehung in die Gewindebohrung 16' eingeführt werden kann und zwar bis zu dem Innengewinde hinter dem Schlitz 12'.
Die Schraube 19' greift also mit ihrem Außengewinde in das Innengewinde der Gewindebohrung 16' hinter dem Schlitz 12' ein und stützt sich dabei mit dem Schraubenkopf 29' an der Stirnfläche der Wandung 9' ab. Beim Anziehen der Schraube19' wird der Schlitz 12' also axial zusammengezogen, was zu einer Verformung führt, um die Rundlaufgenauigkeit zu verbessern.
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel führt das Anziehen der Gewindestifte 19-21 zu einem axialen Aufdehnen der Schlitze 12-14, wohingegen bei diesem Ausführungsbeispiel das Anziehen der Schraube 19' zu einem axialen Zusammenziehen des Schlitzes 12' führt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste

1: Schrumpffutter
2: Standard-Montageschnittstelle zur Montage des Schrumpffutters in einer Fräsmaschine
3: Ringförmig umlaufender Bund in der Mitte des Schrumpffutters
4: Ringförmig umlaufende Greifnut in dem Bund
5: Axial verlaufende Kerbe in dem Bund („Deutsche Eck“)
6: Mitnehmernut in dem Bund zur Indexierung
7, 7': Aufnahmebohrung für ein Werkzeug (z.B. Fräser)
8: Werkzeug (z.B. Fräser)
9, 9': Wandung der Aufnahmebohrung für das Werkzeug
10, 11: Auswuchtbohrungen
12-14, 12': Schlitze in der Wandung der Aufnahmebohrung
15: Drehachse des Schrumpffutters
16-18, 16': Gewindebohrungen in der Wandung der Aufnahmebohrung
19-21: Gewindestifte in den Gewindebohrungen zum Aufdehnen der Schlitze
19': Schraube zum Zusammenziehen des Schlitzes
22: Schlitzflanke
23-25: Boden der Schlitze
26, 26': Proximaler Abschnitt der Aufnahmebohrung
27, 27': Mittlerer Abschnitt der Aufnahmebohrung
28, 28': Distaler Abschnitt der Aufnahmebohrung
29': Schraubenkopf
α: Winkel, über den sich die Schlitze in Umfangsrichtung erstrecken
b: Breite der Schlitze in axialer Richtung
d1: Durchmesser des proximalen Abschnitts und des distalen Abschnitts der Aufnahmebohrung
d2: Durchmesser des mittleren Abschnitts der Aufnahmebohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016005081 A1 [0002]
DE 202010012344 U1 [0002]
DE 202014008275 U1 [0002]

Claims

Schrumpffutter (1) zum Einspannen eines Gegenstands (8), insbesondere zum Einspannen eines Werkzeugs (8) in einer Werkzeugmaschine, vorzugsweise zum Einspannen eines Fräsers (8) in einer Fräsmaschine, mit a) einer Aufnahmebohrung (7; 7') zur Aufnahme des zu spannenden Gegenstands (8) und b) einer Wandung (9, 9'), welche die Aufnahmebohrung (7; 7') außen umgibt, gekennzeichnet durch c) Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') zur einstellbaren elastischen Verformung der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') zur Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters (1).
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') mehrere, insbesondere drei, Einstellmöglichkeiten (19-21; 19') aufweisen, um die Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') einstellbar zu verformen, b) dass die Einstellmöglichkeiten (19-21; 19') jeweils eine lokale Verformung an verschiedenen Stellen der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') ermöglichen, und c) dass die Einstellmöglichkeiten (19-21; 19') vorzugsweise über den Umfang des Schrumpffutters (1) verteilt sind.
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') mindestens einen Schlitz (12-14; 12') in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') aufweisen, wobei der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') die elastische Verformung der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') ermöglicht, was die Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit des Schrumpffutters (1) bewirkt.
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') in einer Ebene liegt, die rechtwinklig zur Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) verläuft, und/oder b) dass sich der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') in Umfangsrichtung erstreckt, und/oder c) dass sich der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') am Außenumfang der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') in Umfangsrichtung optional über einen Winkel (α) erstreckt, der im Bereich von 50°-110°, 60°-100° oder 70°-90° liegt, und/oder d) dass der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') von der äußeren Mantelfläche der Wandung (9, 9') ausgeht, und/oder e) dass sich der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') in radialer Richtung von außen ausgehend nur über einen Teil der Wandstärke der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') erstreckt, so dass der Schlitz (12-14; 12') von außen kommend nicht bis in die Aufnahmebohrung (7; 7') durchgeht, und/oder f) dass der mindestens eine Schlitz (12-14; 12') radial innen einen Boden (23-25) aufweist, der im Querschnitt rechtwinklig zur Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) konkav geformt ist, insbesondere kreisbogenförmig.
Schrumpffutter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt mehrere Schlitze (12-14; 12') in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') angeordnet sind, insbesondere drei Schlitze (12-14; 12').
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schlitze (12-14; 12') in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind, und/oder b) dass die Schlitze (12-14; 12') alle die gleiche Breite (b) in axialer Richtung haben, und/oder c) dass sich die Schlitze (12-14; 12') alle über den gleichen Winkel (α) in Umfangsrichtung erstrecken, und/oder d) dass die Schlitze (12-14; 12') alle in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) liegt, und/oder e) dass die Schlitze (12-14; 12') bezüglich der Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) drehsymmetrisch angeordnet sind.
Schrumpffutter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') mindestens eine Gewindebohrung (16-18; 16') in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') umfassen, wobei die Gewindebohrung (16-18; 16') ein Innengewinde aufweist.
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verformungsmittel (12-14, 16-18, 19-21; 12', 16', 19') eine Schraube (19-21; 19') aufweisen, die in die Gewindebohrung (16-18; 16') eingeschraubt ist, um die elastische Verformung der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') zu bewirken, insbesondere als Gewindestift (19-21), und/oder b) dass die mindestens eine Gewindebohrung (16-18; 16') von der Stirnfläche der Wandung (9, 9') des Schrumpffutters (1) ausgeht, und/oder c) dass die mindestens eine Gewindebohrung (16-18; 16') axial verläuft, und/oder d) dass die mindestens eine Gewindebohrung (16-18; 16') in proximaler axialer Richtung in den Schlitz (12-14; 12') mündet,
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass sich das Innengewinde der Gewindebohrung (16-18) auf der distalen Seite des Schlitzes (12-14) befindet, und b) dass sich die Schraube (19-21) mit ihrem freien Ende an einer proximalen Schlitzflanke (22) des Schlitzes (12-14) abstützen kann, um den Schlitz (12-14) in Abhängigkeit von der Drehstellung der Schraube (19-21) axial aufzuweiten und dadurch die elastische Verformung der Wandung (9) der Aufnahmebohrung (7) zu bewirken.
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass sich das Innengewinde der Gewindebohrung (16-18) auf der proximalen Seite des Schlitzes (12') befindet, und b) dass die Schraube (19') einen Schraubenkopf (29') aufweist und sich mit dem Schraubenkopf (29') an der Stirnfläche der Wandung (9') der Aufnahmebohrung (7') abstützt, so dass die Schraube (19') beim Anziehen den Schlitz (12') axial zusammenzieht und dadurch die elastische Verformung der Wandung (9') der Aufnahmebohrung (7') zu bewirkt.
Schrumpffutter (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') über den Umfang verteilt mehrere Gewindebohrungen (16-18; 16') angeordnet sind, insbesondere drei Gewindebohrungen (16-18; 16').
Schrumpffutter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass über den Umfang verteilt mehrere Schlitze (12-14; 12') in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') angeordnet sind, wobei die Schlitze (12-14; 12') jeweils in Umfangsrichtung verlaufen und in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) verläuft, und/oder b) dass die Gewindebohrungen (16-18; 16') jeweils von der Stirnfläche der Wandung (9, 9') ausgehen und jeweils in proximaler axialer Richtung in einen der Schlitze (12-14; 12') münden und jeweils eine Schraube (19-21; 19') enthalten, insbesondere einen Gewindestift (19-21), um den jeweiligen Schlitz (12-14; 12') axial aufzuweiten oder zusammenzuziehen und dadurch die elastische Verformung des Schrumpffutters (1) im Bereich der Aufnahmebohrung (7; 7') zu bewirken, und/oder c) dass die Gewindebohrungen (16-18; 16') bezüglich der Drehachse (15) des Schrumpffutters (1) drehsymmetrisch angeordnet sind, und/oder d) dass die Gewindebohrungen (16-18; 16') alle parallel zueinander verlaufen.
Schrumpffutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Aufnahmebohrung (7; 7') einen proximalen Abschnitt (26; 26') und einen distalen Abschnitt (28; 28') mit einem ersten Innenquerschnitt (d1) aufweist zum Einspannen des zu spannenden Gegenstands (8), b) dass die Aufnahmebohrung (7; 7') zwischen dem proximalen Abschnitt (26; 26') und dem distalen Abschnitt (28; 28') einen mittleren Abschnitt (27; 27') mit einem zweiten Innenquerschnitt (d2) aufweist, c) dass der mittlere Abschnitt (27; 27') der Aufnahmebohrung (7; 7') mit seiner axialen Erstreckung den mindestens einen Schlitz (12-14; 12') umfasst, und d) dass der zweite Innenquerschnitt (d2) größer ist als der erste Innenquerschnitt (d1), um im Bereich des mittleren Abschnitts (27; 27') die Verformung der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') zu ermöglichen.
Schrumpffutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) eine Montageschnittstelle (2) zur Montage des Schrumpffutters (1) in einer Werkzeugmaschine, insbesondere als Standard-Kegelschnittstelle (2), insbesondere gemäß DIN 69893, wobei sich die Montageschnittstelle (2) auf der der Aufnahmebohrung (7; 7') gegenüberliegenden Seite des Schrumpffutters (1) befindet, und/oder b) Auswuchtbohrungen (10, 11) in der Mantelfläche des Schrumpffutters (1), wobei die Auswuchtbohrungen (10, 11) vorzugsweise radial verlaufen, vorzugsweise in der Wandung (9, 9') der Aufnahmebohrung (7; 7') angeordnet sind und vorzugsweise jeweils ein Innengewinde aufweisen, um eine Schraube (19-21) zum Auswuchten des Schrumpffutters (1) aufzunehmen, und/oder c) einen ringförmig umlaufenden und radial nach außen abstehenden Bund (3), der in axialer Richtung zwischen der Aufnahmebohrung (7; 7') für das Werkzeug (8) und der Montageschnittstelle (2) angeordnet ist, wobei der Bund (3) optional folgendes in seiner äußeren Mantelfläche enthält: c1) eine ringförmig umlaufende Greifnut (4) zum Greifen des Schrumpffutters (1), und/oder c2) eine axial verlaufende Kerbe (5), und/oder c3) eine Mulde zur Aufnahme eines Transponders, und/oder c4) eine Mitnehmernut (6) zur Indexierung.