DE3817951C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem für rundlaufende Werkzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solches Spannsystem ist in mehrteiliger Ausführung aus der DE-OS 19 55 512 bekannt. Bei diesem Spannsystem ist in dem als Werkzeugträger ausgebildeten Anschlußteil in einer zu der Werkzeug-Aufnahmebohrung koaxialen Bohrung ein axial verschieblich gelagertes Anschlagelement vorgesehen, das durch eine von einer Seite des Anschlußteiles her betätigbare Stelleinrichtung in axialer Richtung verstellbar ist. Damit kann das Werkzeug in der mit einem solchen Spannsystem arbeitenden Werkzeugmaschine auf eine vorbestimmte Höhe eingestellt werden, wie dies insbesondere bei mehrspindligen Werkzeugmaschinen von Bedeutung ist. Die Stelleinrichtung weist ein in einer entsprechenden Ausnehmung des Anschlußteiles drehbar gelagert Kegel-Stellrad auf, dessen Kegelverzahnung mit einer entsprechenden Kegelverzahnung einer zu der Werkzeug-Aufnahmebohrung koaxialen Stellmutter in Eingriff steht, die über ein Trapezgewinde mit einem entsprechend gestalteten Gewindeabschnitt an dem bolzenartigen Anschlagelement verschraubt ist. Die Stellmutter ist axial gegen eine Schulter in dem Anschlußteil abgestützt, während das Anschlagelement selbst mit einer eigenen Drehsicherung in Gestalt einer in eine Längsnut eingreifenden Stiftschraube zusammenwirkt, die gleichzeitig die axiale Verstellwegbegrenzung für das Anschlagelement bildet.

Abgesehen von dem hohen konstruktiven Aufbau, der durch die vielen eng tolerierten herzustellenden Elemente der Stelleinrichtung gegeben ist, erfordert diese Stelleinrichtung mit dem Kegelgetriebe einen verhältnismäßig großen Platzbedarf, der häufig nicht befriedigt werden kann und deshalb die Verwendung eines solchen Systems ausschließt. Darüber hinaus ist die Positioniergenauigkeit des Anschlagelementes von den in den verschiedenen zusammenwirkenden Getriebeelementen auftretenden Toleranzen abhängig.

Bei einem anderen aus der DE-PS 35 01 889 bekannten Spannfutter für rotierende Werkzeuge ist die Anordnung derart getroffen, daß das die Werkzeug-Aufnahmebohrung aufweisende Anschlußteil axial verstellbare Anschlagmittel für das Werkzeug aufweist, die durch eine zu der Drehachse koaxiale zentral eingebaute Anschlagschraube gebildet sind. Diese Anschlagschraube kann aber nur bei entnommenem Werkzeug verstellt werden. Die Einstellung der axialen Anschlagmittel ist deshalb gelegentlich umständlich und aufwendig. Die Verklemmung des Werkzeugschaftes in der Werkzeug-Aufnahmebohrung erfolgt über einen axial verschieblichen Klemmschieber und eine von diesem gegen den Werkzeugschaft anpreßbare Klemmrolle, wobei die Axialverstellung des Klemmschiebers durch eine radiale Spannschraube mit kegeligen Endteil erfolgt, deren Endteil mit einer entsprechenden Kegelfläche einer kegelförmigen Ausnehmung an dem Klemmschieber zusammenwirkt. Der durch die erwähnte axiale Anschlagschraube gebildete, exakt zu positionierende Anschlag für das Werkzeug ist von der Klemmschraube und dem Klemmschieber völlig unabhängig; die Klemmschraube wirkt lediglich als Zugmittel für den Klemmschieber.

Grundsätzlich ähnliches gilt auch für einen aus dem DE-GM 84 20 617 bekannten Werkzeughalter für ein insbesondere rotierendes Werkzeug mit axialer Verstellvorrichtung, bei dem in das Anschlußteil ein eigener darin verschiebbar gelagerter Werkzeugträger angeordnet ist, der die Werkzeug-Aufnahmebohrung aufweist. Dieser Werkzeugträger ist axial bezüglich des Anschlußteiles durch eine Stellmutter positioniert, die auf ein Feingewinde des Werkzeugträgers aufgeschraubt und gegen die Stirnfläche des Anschlußteiles axial abgestützt ist. Um eine sichere Abstützung der Stellmutter gegen das Anschlußteil zu gewährleisten und deren unbeabsichtigtes Lockern zu verhüten, ist der Werkzeugträger gegenüber dem Anschlußteil nicht nur axial federnd vorgespannt, sondern es ist zusätzlich noch eine Spannschraube in einer Gewindebohrung in der Wandung des Anschlußteiles vorgesehen, die mit einem kegelförmigen Ende auf eine Schrägfläche am Umfang des Anschlußteiles eingreift. Auch diese Spannschraube wirkt lediglich als zusätzliches Zugmittel für den Werkzeugträger im Sinne der Unterstützung dessen federnder Vorspannung.

In einer Ausführungsform dieses Werkzeughalters sind noch zusätzliche axiale Anschlagmittel für das Werkzeug vorgesehen, die durch eine in eine entsprechende zu der Werkzeug-Aufnahmebohrung koaxiale Gewindebohrung eingeschraubte Stützmutter gebildet sind, die nur über das Werkzeug selbst verdrehbar ist und lediglich zur Grobeinstellung dessen Axialstellung dient.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Spannsystem in dem Sinne zu verbessern, daß die axiale Verstellung des in das Anschlußteil eingesetzten Schneidwerkzeugs im eingespannten Zustand des Werkzeuges auf noch einfachere Weise bei geringerem Platzbedarf möglich ist, wobei gleichzeitig für das ganze Spannsystem einfache konstruktive Verhältnisse erhalten bleiben und auch die Genauigkeit des Spannsystems nicht beeinträchtigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Spannsystem erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 auf.

Das koaxiale Anschlagelement gewährleistet im Zusammenwirken mit der seitlich eingeschraubten Stellschraube eine sichere zentrische Abstützung des in die Werkzeug-Aufnahmebohrung eingesetzten Schneidwerkzeugs. Die Stellschraube wirkt unmittelbar als exakt lagerichtig einstellbar axialer Anschlag für das Anschlagelement und damit das Schneidwerkzeug. Sie wirkt spielfrei auf das Anschlagelement ein und erfordert lediglich einen minimalen Platzbedarf. Da die von dem Schneidwerkzeug über das Anschlagelement auf die Stellschraube ausgeübte axiale Abstützkraft rechtwinklig zu der Schraubenachse wirkt, ist auch ein unbeabsichtigtes Lockern der Stellschraube nicht zu befürchten, so daß die eingestellte Axialposition des Schneidwerkzeuges über lange Betriebszeiträume erhalten bleibt. Gleichzeitig ergibt die Stellschraube im Zusammenwirken mit der Stellfläche an dem Anschlagelementes, ohne daß es dazu zusätzlicher eigener Elemente bedürfte.

Der Kegelwinkel des kegeligen Stellteiles und der Steigungswinkel der Keil- oder Kegelfläche sind vorteilhafter Weise gleich; in Einzelfällen sind aber auch unterschiedliche Winkelverhältnisse denkbar.

Die Stellfläche kann mit Vorteil an einer radialen, kegeligen Bohrung oder Ansenkung des Anschlagelementes ausgebildet sein, so daß die Stellschraube gleichzeitig als Verdrehsicherung für das Anschlagelement dient, das im einfachsten Fall ein zylindrischer Anschlagbolzen ist. Alternativ wäre auch vorstellbar, daß die Stellfläche an einer nutenartigen, umlaufenden Vertiefung des Anschlagelementes ausgebildet ist. Schließlich kann der Stellschraube noch eine ihre Winkelstellung anzeigende, außen an dem Anschlußteil angeordnete Skalierung zugeordnet sein, die es erlaubt, die jeweilige axiale Einstellung des eingesetzten Schneidwerkzeuges auch wertmäßig zu erfassen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Spannsystem gemäß der Erfindung, in mehrteiliger Ausführung, im Längsschnitt und in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Anschlußteil des Spannsystems nach Fig. 1, in einer abgewandelten Ausführungsform und in einer entsprechenden Schnittdarstellung, und

Fig. 3 ein Spannsystem gemäß der Erfindung, in einteiliger Ausführung, in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1.

In Fig. 1 weist ein Aufnahmekörper 1 einen zu der Drehachse 2 koaxialen, als Steilkegel ausgebildeten Spannschaft 3 auf, mit dem er in bekannter Weise mit der nicht weiter dargestellten Spindel einer Werkzeugmaschine, bspw. einer Fräs­ maschine, verbunden werden kann. An der dem Spann­ schaft 3 gegenüberliegenden Stirnseite ist der Auf­ nahmekörper 1 mit einer rechtwinklig zu der Dreh­ achse 2 verlaufenden geschliffenen Planfläche 4 versehen, in deren Bereich sich eine von der zu­ geordneten Stirnseite des Aufnahmekörpers 1 aus­ gehende, koaxiale Aufnahmebohrung 5 in den Aufnahme­ körper 1 erstreckt. Die Aufnahmebohrung 5 ist kreis­ kegelig ausgebildet; an sie schließt sich eine ko­ axiale, zylindrische Ausdrehung 6 an, deren Durch­ messer kleiner ist als der Kleinstdurchmesser des Innenkegels der Aufnahmebohrung 5; sie ist zu der Aufnahmebohrung 5 hin durch einen in den Aufnahme­ körper 1 eingeschraubten, koaxialen Gewindering 7 begrenzt, der als Stützring für eine in der Bohrung 6 angeordnete Zylinderkopfschraube 8 dient, deren Schrau­ benkopf 9 mit einem Innensechskant versehen ist, welcher über eine Durchgangsbohrung 10 von der Rückseite des Aufnahmekörpers 1 her mittels eines entsprechenden Schraubenschlüssels zugängig ist.

Mit dem Aufnahmekörper 1 kann mit hoher Rundlauf­ genauigkeit ein koaxiales, zylindrisches Anschluß­ teil 11 oder 11a (Fig. 1, 2) verspannt werden, das als Aufnahme für ein nicht weiter dargestelltes Werkzeug, insbesondere ein Fräswerkzeug, dient.

Das Anschlußteil 11, 11a ist an seiner dem Aufnahme­ körper 1 zugewandten Stirnseite mit einer Planfläche 12 ausgebildet, die rechtwinklig zu der Drehachse 2 verläuft und der zentrisch ein koaxialer, vorstehender Zentrierzapfen 13 zugeordnet ist, der kegelig aus­ gebildet ist. Durch den Zentrierzapfen 13 erstreckt sich eine koaxiale Gewindebohrung 14, in die die Zylinderkopfschraube 8 eingeschraubt werden kann. Anschließend an die Gewindebohrung 14 ist in dem Anschlußteil 11 bzw. 11a eine koaxiale, glattwandige, zylindrische Bohrung 15 ausgebildet, die in eine zu der gegenüberliegenden Stirnseite des Anschlußteiles 11 bzw. 11a führende, ebenfalls koaxiale, vorzugsweise zylindrische Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 übergeht, in die der Schaft eines nicht weiter dargestellten Fräswerkzeuges zen­ triert einsetzbar ist. Zwischen der Bohrung 15 und der Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 ist in dem Anschlußteil 11 eine koaxiale, zylindrische Ausdrehung größeren Durch­ messers und kurzer axialer Länge angeordnet.

In die Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 ist der nicht dargestellte zylindrische Schaft eines Fräswerk­ zeuges genau zentriert einsetzbar. In sie führen radiale Gewindebohrungen 18, deren Achsen gegenüber der Drehachse 2 einen von 90° etwas abweichenden Winkel einschließen, derart, daß in die Gewinde­ bohrungen 18 eingeschraubte Klemmschrauben (nicht dargestellt), die sich gegen den Werkzeugschaft abstützen, ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Werkzeugschaftes aus der Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 ausschließen.

Im Bereiche seiner Planfläche 12 weist das An­ schlußteil 11 bzw. 11a zwei gegenüberliegende, achsparallele Aussparung(en) 19 auf, in die im zusammengesetzten Zustand wenigstens ein an das Anschlußteil 1 stirnseitig angeschraubter, ent­ sprechend gestalteter Mitnehmer 20 eingreift, der eine verdrehfeste Kupplung zwischen dem Aufnahme­ körper 1 und dem Anschlußteil 11 bzw. 11a gewähr­ leistet.

In der Bohrung 15 ist mit geringem Spiel ein ein Anschlagelement bildender zylindrischer Anschlag­ bolzen 21 längsverschieblich geführt, der in dem Anschlußteil 11 in dessen Ausdrehung 17 ragt und an dem Ende der Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 ange­ ordnet ist. Der Anschlagbolzen 21 ist mit einer radialen, kegeligen Sackbohrung oder Ansenkung 22 versehen, deren kegelige Innenfläche 23 eine Stellfläche bildet.

Mit dem Anschlagbolzen 21 wirkt das kegelige Stellteil 24 einer Stellschraube 25 zusammen, die in eine mit ihrer Achse rechtwinklig zu der Drehachse 2 verlaufende Gewindebohrung 26 des Anschlußteiles 11 bzw. 11a eingeschraubt ist. Die Stellschraube 25 ist mit einem Innensechskant 27 versehen, über den die Stellschraube 25 von der Seite des Anschlußteiles 11 bzw. 11a aus betätig­ bar ist. Auf der zugeordneten Umfangsfläche des hier im wesentlichen zylindrischen Anschlußteiles 11 bzw. 11a ist im Bereiche der Mündung der Ge­ windebohrung 26 eine Fläche 28 angeordnet, die eine die Gewindebohrung 26 umgebende Skalierung trägt, welche es zusammen mit einer auf der Stellschraube 25 stirnseitig angeordneten Marke gestattet, die jeweilige Verstellung der Stellschraube 25 abzulesen.

Das kegelige Stellteil 24 der Gewindeschraube 25 weist den gleichen Kegelwinkel wie die Stellfläche 23 auf. Es bildet mit dieser einen Winkeltrieb, der es erlaubt, durch Verdrehen der Stellschraube 25 den Anschlagbolzen 21 in der Bohrung 15, bezogen auf Fig. 1, 2, nach rechts, d.h. in Richtung auf die Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 zu, axial zu ver­ stellen.

Der Durchmesser der kegeligen Sackbohrung oder An­ senkung 23 ist im Bereiche der Umfangsfläche des Anschlagbolzens 21 größer als der Durchmesser der Stellschraube 25, so daß diese, ausgehend von der Stellung nach Fig. 1, mit der Spitze ihres kegeligen Stellteiles 24 praktisch bis zu der gegenüberliegen­ den Wandung der Bohrung 15 vorgestellt werden kann, was einen entsprechenden axialen Stellhub des Anschlagbolzens 21 ergibt.

Der zylindrische Schaft des Werkzeuges wird in die Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 soweit eingeschoben, bis er stirnseitig an dem Anschlagbolzen 21 anliegt, ge­ gen den er wegen der Schräglage der Gewindebohrungen 18 von den in diese eingeschraubten Klemmschrauben angepreßt wird. Durch entsprechende Verstellung der Stellschraube 25, gegen deren Stellteil 24 der An­ schlagbolzen 21 über die Stellfläche 23 axial ab­ gestützt ist, läßt sich jede zweckentsprechende Axialstellung des Anschlagbolzens 21 bezüglich der Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 feinfühlig ein­ stellen, wobei die erreichte Einstellung durch die erläuterte Skalierung im Bereiche der Fläche 28 ab­ gelesen werden kann.

In einer nicht weiter dargestellten alternativen Ausführungsform könnte die kegelige Stellfläche 23 auch durch die Seitenwand einer ringsumlaufenden nutenartigen Vertiefung gebildet sein, wie es auch denkbar wäre, das Stellteil 24 mit einem anderen Kegelwinkel auszubilden wie die Stellfläche 23. Anstelle einer kegeligen Stellfläche 23 könnte auch eine ebene Keilfläche vorgesehen sein, wie es auch möglich wäre, das Stellteil 24 mit einer gegebenenfalls auch exzentrischen Nockenfläche zu versehen, die mit der Stellfläche 23 zusammenwirkt.

Der Werkzeug-Aufnahmebohrung 16 sind gegebenenfalls Mitnehmereinrichtungen, bspw. ein querverlaufender Keil, für den eingesetzten Werkzeugschaft zugeord­ net, die der Einfachheit halber aber nicht weiter dargestellt sind; sie sind bekannt.

Die in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsform des neuen Spannsystems unterscheidet sich von der im Vorstehenden anhand der Fig. 1, 2 beschriebenen Ausführungsform lediglich darin, daß das Anschluß­ teil 11b einstückig an dem Aufnahmekörper 1 ange­ formt ist. Mit der bereits beschriebenen Ausführungs­ form gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Be­ zugszeichen versehen, so daß sich eine nochmalige Erläuterung dieser Teile erübrigt.

Claims (6)

1. Spannsystem für rundlaufende Werkzeuge, mit einem gegebenenfalls einen Spannschaft tragenden Aufnahmekörper und einem als Werkzeugträger mit einer koaxialen Werkzeug-Aufnahmebohrung und an deren Ende angeordneten, verstellbaren, axialen Anschlagmitteln ausgebildeten Anschlußteil, das an dem Aufnahmekörper einstückig angeformt oder mit diesem zentriert mittels einer Spannvorrichtung axial verspannbar ist, wobei die Anschlagmittel ein in einer zu der Werkzeug-Aufnahmebohrung koaxialen Bohrung des Anschlußteils axial verschieblich gelagertes Anschlagelement aufweisen, das durch eine von einer Seite des Anschlußteiles her betätigbare Stelleinrichtung in axialer Richtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung eine in eine Gewindebohrung (26) des Anschlußteils (11, 11a) seitlich eingeschraubte Stellschraube (25) aufweist, die einenends mit von außen her betätigbaren Stellmitteln (27) und anderenends mit einem mit einer zugeordneten Keil- oder Kegelfläche (23) an dem Anschlagelement (21) zusammenwirkenden kegeligen Stellteil (24) versehen ist.

2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des kegeligen Stellteils (24) und der Steigungswinkel der Keil- oder Kegelfläche (23) gleich sind.

3. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelfläche (23) an einer radialen, kegeligen Bohrung oder Ansenkung (23) des Anschlagelemnetes (21) ausgebildet ist.

4. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelfläche (23) an einer nutenartigen, umlaufenden Vertiefung des Anschlagelementes (21) ausgebildet ist.

5. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement ein zylindrischer Anschlagbolzen (21) ist.

6. Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellschraube (25) eine ihre Winkelstellung anzeigende, außen an dem Anschlußteil (11, 11a) angeordnete Skalierung zugeordnet ist.