DE846952C

DE846952C - Spannfutter fuer Fraeser und aehnliche Werkzeuge

Info

Publication number: DE846952C
Application number: DEC760A
Authority: DE
Inventors: Frank Henry Clarkson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-12-30
Filing date: 1950-04-02
Publication date: 1952-08-18
Also published as: CH281211A; GB551065A; FR934492A; US2367998A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. AUGUST 1952

C j6o Ih/ 7y /)

ist in Anspruch genommen

I)k' Frlmdiing 110/.1'(.¹Iu sich auf Werkzeugspannl'utter derjenigen Art. hei der das Werkzeug" durch ReibungsschluLi mittels einer geschlitzten Spannpatrone gehalten wird, die auf dem Schaft des Werkzeuges zusammengezogen werden kann, etwa mit Hilfe konischer Flächen der Patrone und des Spannfutterkörpers oder Dorues, oder durch eine drehbare Klennnhülse. die auf das Sockelende des Futterkorpers oder Domes aufschrauhhar ist.

JCs ist liekaiwit, dal.i 1km starken Beanspruchungen die \eigung zu einem Schlupf zwischen Werkzeug und Spannpatrone oder Futterkorper l>esteht und dal.! der Schraubenwinkel der Xuten des Fräserwerkzeuges eine axiale Bewegung des Werkzeuges hervorzurufen versucht.

Bei Spannfuttern der hier in Frage kommenden Art ist es an sich Ixikannt, die geschlitzte Spannpatrone innen mit einem Linksgewinde auszurüsten, das in eine Gewindebohrung des Futterkörpersockels eingreift, so daß im Falle eines Drehschlupfes zwischen Spannpatrone und Klemmhülse das Zusammenwirken zwischen dem Linksgewinde der Spannpatrone und dem des Futterkörpers zur Folge hat, daß sich die Spannpatrone nach außen schraubt und so einen stärkeren Kontakt zwischen den entsprechenden konischen Flächen bewirkt und dadurch den Sitz der Spaimpatrone auf dem Werkzeug festigt. Iu diesem !"alle hängt jedoch die selbsttätige Klemmwirkung der Spannpatrone in Ix'zug auf das Werkzeug von der Relativdrehung zwischen der

Spannpatrone und dem Futterkörper ab und verstärkt überdies die Neigung des Sch.raubenwinkels der Fräsernuten, das Werkzeug in axialer Richtung nach außen zu ziehen.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der l>ekannten Anordnung dadurch, daß bei ihr die selbsttätige Wirkung nicht von. der Relativdrehung zwischen der geschlitzten Spannpatrone und dem Futterkörper abhängt, sondern von der Drehbewegung des Werkzeuges relativ zu der Spannpatrone oder zu dem Futterkörper, wobei das Werkzeug oder ein in dieses koaxial eingreifendes Glied in Schrau-Ixmgewindeeingriff mit dem Futterkörper oder mit einem darin befindlichen Glied oder mit der Spannpatrone steht. Die Wirkung ist in jedem Falle die, daß selbsttätig ein axialer Druck auf die Spannpatrone in einer solchen Richtung ausgeübt wird, daß der Reibungssitz am Werkzeug sich verstärkt und jeder Neigung einer axialen Auswärtstewegung des letzteren entgegengewirkt wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

* Fig. ι im Längsschnitt ein Futter mit Fräser gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie ll-Ιΐ der Fig.i,

Fig. 3 eine Einzelansicht des Fräsers, Fig. 4 einen Führungsring in Vorderansicht und Draufsicht,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführung,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 7 bis 12 Längsschnitte von weiteren Ausführungsbeispielen des Futters.

Der dargestellte Werkzeughalter (Spannfutter) ist mehr oder weniger von allgemein üblicher Bauart. Der Futterkörper 2 wird beim Gebrauch an dem angetriebenen Kopfstück der Maschine befestigt ; an seinem freien Ende trägt er einen Sockel 3 ♦o mit Außengewinde, das eine geschlitzte Spannpatrone 4 aufnimmt, denen konischer Teil 5 zu dem konischen Teil 6 einer Klemmhülse 7 paßt, die auf den Sockel 3 aufgeschraubt wird. 8 ist das Werkzeug, in diesem Falle ein Langlochfräser, dessen Schaft 9 von der Spannpatrone 4 aufgenommen und von dieser fest umfaßt wird, wenn man die Spannhülse 7 anzieht;

Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das in die Spannpatrone 4 eintretende Ende des Werkzeugschaftes 9 mit einem Gewinde 10 versehen, das einen Ring 11 mit Innengewinde aufnimmt, der sich in dem Sockel 3 axial frei bewegen kann, jedoch dadurch an einer Drehbewegung verhindert ist, daß ein an dem Futterkörper 2 befestigter Stift 12 in eine Axialbohrung 13 des Ringes 11 eingreift. Wenn nun das umlaufende Werkzeug 8 das Werkzeugstück bear1>eitet, wird jeder Drehschlupf, der zwischen Werkzeug 8 und Spannpatrone 4 auftreten könnte, durch den Ring 11 sofort aufgehalten; denn infolge eines solchen Schlupfes wird der Ring ti durch das Gewindeende 10 des Werkzeuges 8 veranlaßt, sich gegen das innere Ende der Spannpatrone 4 zu legen und so deren konischen Teil 5 noch fester auf den konischen Teil 6 der Klemmhülse 7 zu drücken, so daß der Reibungsschluß am Umfang des Werkzeugschaftes 9 in Ixizug auf die Spannpatrone 4 vergrößert wird. Gleichzeitigergibt sich eine Gegenwirkung, welche das innere Ende des Werkzeugsehaftes 9 in festere Berührung mit dem blinden Ende des Sockels 3 bringt, wodurch jede Neigung zu einer axialen Einwärtsbewegung des Werkzeuges 8 unter dem Einfluß seiner sch rautenförmigen Nuten 14 aufgehoben ist.

Statt an dem Ende des Werkzeugschaftes 9 ein Gewinde anzuordnen, läßt sich genau dieselbe Klemmwirkung gemäß Fig. 5 dadurch erreichen, daß man ein 'besonderes, mit Außengewinde versehenes Glied 15 tenutzt, das mit einem Zapfen 16 in einen Schlitz 17 am Ende des Werkzeugschaftes 9 eingreift, wotei das erwähnte Glied 15 seinerseits auf den unverdrehbaren Ring 11 trifft.

In der Anwendung der Erfindung auf ein Futter gemäß Fig. 6 wirkt das Gewindeende 10 des Werkzeugschaftes 9 mit einer in das blinde Ende des Futterkörpers 2 eingeschnittenen Bohrung 18 zusammen. In diesem Falle hat der Werkzeugschaft 9 einen festen Bund 19. Hierlxn ist die Anordnung der konischen Flächen 5" und 6" der Spannpatrone 4 und des Futterkörpers 2 umgekehrt wie in den Fig. 1 go bis 5. Im Falle eines Drehschlupfes zwischen Werkzeug 8 und Spannpatrone 4 tewirkt die Neigung des Werkzeugschaftes 9, daß sich dieser in die Gewindebohrung des Sockels 3 weiter einschraubt, so daß der erwähnte Bund 19 die konischen Teile der Spannpatrone 4 in stärkeren Kontakt mit den konischen Teilen des Futterkörpers 2 bringt, wodurch sich die Spannpatrone 4 noch fester um den Werkzeugschaft 9 legt. Gleichzeitig wird die Neigung des Werkzeuges 8 zu einer Einwärtstewegung aufgehoben, und zwar durch die entgegengesetzte Neigung der Nuten 14, das Werkzeug nach außen zu ziehen.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 7 gezeigt ist, hat das innere (ungeschützte) Ende der Spannpatrone 4 ein Innengewinde 20 und wird an einer Drehbewegung in bezug auf den Futterkörper 2 durch einen Stift 12" gehindert, der in eine Längsnut 13" der Spannpatrone tritt, so daß diese sich lediglich in axialer Richtung bewegen kann.. Das innere Ende des Werkzeugschaftes 9 hat Außengewinde, wie in den vorausgegangenen Beispielen, doch nimmt es hier das Gewinde 20 der Spannpatrone 4 auf. Die Wirkungsweise ist dieselbe, wie schon beschrieben, nur mit (km baulichen Unterschied, daß der Ring 11 (Fig. 4) hier einen Teil der Spannpatrone 4 bildet. Statt das Gewinde am inneren Ende des Werkzeugschaftes 9 anzuordnen, kann es sich auch, wie Fig. 8 zeigt, an einer anderen Stelle des Schaftes 9 befinden. Das geschlitzte Außenende der Patrone 4 weist wiederum ein entsprechendes Gegengewinde auf.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 9 wird eine Axialbewegung der Spannpatrone durch einen Bolzen 37 erzielt, dessen Enden 21 und 22 rechts- bzw. linksgängiges Gewinde besitzen mit

Claims

einem dazwischenliegenden Hund J3. Das rechtsgängige (lew indeende 2 1 des Bolzens greift in eine axiale (iewindebolming des Werkzeugschaftes 9 ein, das linksgängige (iewindeende 22 <"l)enso in eine Gewiudebohrung am blinden Fnde des Sockels 3 des !Unterkörpers 2, und der Bund 23 legt sich gegen das innere Fnde der Spannpatrone 4. In diesem Falle bewirkt eine Drehbewegung des Werkzeugschaftes 9 in Ix'zug auf den Futterkörper 2, dal.i der erwähnte Bund 23 nach aul.'ien gegen das innere Fnde der Spaunpatrone 4 erdrückt wird, so daß deren konischer (geschlitzter) Teil 5 mit dem entsprechenden konischen Teil ο der Klemmhülse 7 einen erhöhten Reibungsschluß eingeht und den Reibungsschluß der Spaunpatrone 4 auf dem Werkzeugschaft 9 verstärkt. Die Erfindung liil.it auch gewisse Änderungen der in Fig. (Ί gezeigten Anordnung zu. So kann- gemäß Fig. 10 das innere Knde der Spannpatrone 4 einen einwärts gerichteten Flansch 24 aufweisen, während das innere K11 de 25 des Werkzeugschaftes 9 einen geringen Durchmesser erhält und mit Gewinde versehen wird, das in eine Gewindebohrung 26 des blinden Kndes des Sockels 3 des Futterkörpers 2 eingreift, und der Absatz 27 des Werkzeugschaftes 9 sich gegen die l'uterseite des Flansches 24 der Spannpatroue 4 legt. Wenn der Werkzeugschaft 9 sich relativ zum Futterkörper 2 dreht, l>e\virkt das beiderseitige Gewinde, dal.! der Absatz 27 des Werk-3u zeugschaftes 9 nach innen gegen den Flansch 24 gezogen wird, so daß das geschlitzte und konische Außenende der Spannpatrone 4 snch noch mehr um den Werkzeugscliaft 9 zusammenzieht. Statt das innere Fnde des Werkzeugschaftes 9 mit einem Gewindezapfen von verringertem Durchmesser auszustatten, kann der Schaft 9 auch, wie Fig. ι ι zeigt, eine axiale Gewindebohrung zur Aufnahme des einen Kndes _>N des Bolzens T1J erhalten. dessen anderes Knde 29 in eine axiale Gewindebohrung des blinden Kndes des Sockels 3 des Futterkörpers 2 einschraubbar ist. Die Wirkungsweise bleibt dieselbe wie bei dem zuletzt lx?schrielx?nen Beispiel, d. h. der sich drehende Werkzeugschaft 9 veranlaßt den erwähnten Holzen 37, das innere Fnde des Werkzeugschaftes 9 nach einwärts gegen die T'nterseite dv> Flansches 24 der geschlitzten Spannpatrone 4 zu ziehen, die dadurch in axialer Richtung einwärts liewegt wird und sich durch das Zusammenwirken der konischen Flächen 5" und 6" noch stärker um den Werkzeugschaft 9 legt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, die in Fig. 12 dargestellt ist. fehlt die Klemmhülse7, /.. B. Fig. 9. überhaupt, und der Sockel 3 des Futterkörpers 2 hat eine solche Ausbildung, daß er sich einer Hülse 30 anpaßt, die durch eine auf das untere Knde des Futtersockels 3 aufgeschraubte hülsen form ige Mutter 31 gehalten wird. Die Hülse 30 hat eilten inneren konischen Teil τ,2, der mit dem konischen Teil 5 der Spannpatrone 4 zusammenwirkt. Wie in den vorausgegangenen Beispielen ist (He Spannpatrone 4 an ihrem inneren Ende mit Innengewinde versehen, um den Gewindeteil 10 des Frä>\\ erkzeuges S au! zunehmen. Hier hat jedoch die Spannpatrone 4 zwei iSTasen 33, die in Aussparungen 34 des Futterkörpers 2 treten. Auf diese Weise dreht sich die Spannpatrone 4 stets in Keilverbindung mit dem Futterkorper 2, kann jedoch eine kleine Axialbewegung ausführen, um·, wie Ix?- schrieben, ihren Haftsitz auf dem Werkzeug 8 zu verstärken. Damit keine axiale Einwärtsilx?wegung des Werkzeugschaftes 9 in Ix1ZUg auf den Futterkorper 2 entsteht, legt sich der Schaft gegen einen mittleren Kegelstift 35, der in einer entsprechend kegelig geformten koaxialen Bohrung 36 des Futterkörpers 2 angeordnet ist. Ks versteht sich, daß die tatsächlich auftretende Drehlx-wegung bzw. der Schlupf des Werkzeuges 8 in Ix1ZUg auf die Spannpatrone 4 oder den Futterkorper 2. wie er zur Erzeugung der gewünschten Wirkung ausreicht, so gering ist, daß dadurch die Arbeit des Werkzeuges nicht nachteilig l>eeinflußt wird. I'm 1x?i den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis s oder 7 bis 9 das Werkzeug 8 auszuspannen. ist es nur erforderlich, die Klemmhülse 7 abzuschraulK'ii oder zu lockern, während Ix1I den Ausführungsformen nach den Fig. 6, 10 und 11 ein Drehen des Werkzeuges 8 entgegen seiner normalen Drehbewegung durch das Spannfutter, z. B. durch Anlegen eines Schraul>ens-chlüssels am Bund 19 in Fig. 6, eine Auswärtslx?wegung des Werkzeuges 8 in bezug auf das Spannfutter lx?wirkt und die Klemmung der Spannpatrone 4 rings um das Werkzeug lockert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 gestattet ein AusschrauixMi der hülsenförmigen Mutter 31 eine axiale Auswärts1>ewegung der Hülse 30, die ihrerseits eine Ausweitung der Spannpatrone 4 und folglich ein Lockern der Klemmung zwischen Spannpatrone 4 und Werkzeug 8 zuläßt. P A T ENTANS I' U ü CII E :

1. Spannfutter für Fräser und ähnliche *°5 Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (8) oder ein in dieses koaxial eingreifendes Glied (15) in Schraulx?ngewiudeeingrift mit dem Futterkörper (2) oder mit einem in diesem liehndlichen Glied (11, 37) oder mit der Spannpatrone (4) steht, so daß die Drehlxnvegung des Werkzeuges (8) relativ zur Spannpatrone (4) oder zu dem Futterkorper (2) einen axialen Druck auf die Spannpatrone (4) in dem Sinne erzeugt, daß ihr Haftsitz auf dem Werkzeug (S) sich verstärkt und jeder Neigung zu einer axialen Auswärtsl>ewegung des Werkzeu-, ges (8) vorgelx-ugt ist.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren linde des Werkzeugschaftes (9) oder einem getrennten, sich mitdrehenden Teil (15) und einem Ring (ri). der axial frei lx?weglich, jedoch relativ zu dem Futterkorper (2) unverdrehbar ist, miteinander zusammenwirkende Schraubengewinde vorgesehen sind.

3. Futter nach Anspruch i, dadurch gekentir j zeichnet, daß der Werkzeugschaft (9) an seinem freien Ende ein Gewinde aufweist, mit dem er in eine Axialbohrung (18) am blinden Ende des Sockels (3) des Futterkörpers (2) eindringt, und einen festen Bund' oder Flansch (19) hat/der im Falle einer Drehl>ewegung des Werkzeuges (8) relativ zu dem Futterkörper (2) einen axialen Druck auf die Spannpatrone (4) in dem Sinne ausübt, daß der Reibungssitz der letzteren auf dem Werkzeug (8) sich verstärkt.

4. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (9) ein Schraul>engewinde hat, mit dem er in ein entsprechendes Innengewinde der geschlitzten Spannpatrone (4) eingreift, wol>ei !Mittel (i2^fl, 33) vorgesehen sind, die eine Bewegung der Spannpatrone (4) relativ zu dem Futterkörper (2) verhindern, außer in axialer Richtung.

5. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Ende des Werkzeugschaftes (9) und dem inneren Ende des Sockels (3) des Futterkörpers (2) ein BoI-^Z<M1 (S7) vorgesehen ist, dessen eines Ende (21) Rechtsgewinde und dessen anderes Ende {22) Linksgewinde hat, mit einem dazwischenliegenden Bund (23), wobei das rechtsgängige Gewindeende (21) in eine Gewindebohrung am freien Ende des Werkzeuges (8) eingreift und das linksgängige Gewinde (22) in eine Gewindebohrung am blinden Ende des Sockels (3) tritt, und ferner der mittlere Bund (23) l>ei der Drehung des Werkzeuges (8) in Ixv.ug auf den Futterkörper (2) mit umläuft um eine Axiall >e\vegung der Spannpatrone (4) im Sinne einer Vergrößerung ihres Haftsitzes auf dem Werkzeug (8) hervorzurufen.

6. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sockel (3) des Futterkörpers (2) eine Hülse (30) vorgesehen ist, welche die Spannpatrone (4) umgibt und an ihrer Innenfläche einen konischen Teil (^2) aufweist, der mit einer entgegengesetzt konischen Außenfläche (5) der Spannpatrone (4) zusammenwirkt, und'schließlich eine Einrichtung (31) vorhanden ist, um die Hülse (30) lösbar an dem Futterkörper (2) zu halten.

7. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende der Spannpatrone (4) einen nach einwärts gerichteten Flansch (24) hat und das freie Ende (25) des Werkzeugschaftes (9) oder ein Teil desselben ein Schraubengewinde aufweist, um in eine Gewindebohrung (26) des Futterkörpers (2) zu dringen, und der Durchmesser des Werkzeugschaftes (9) verkleinert ist, so daß ein Absatz (27) entsteht, der Ικ-ί Drehung des Werkzeuges (8) relativ zu dem Futterkörper (2) eine Axiall>ewegung der Spannpatrone (4) zur Vergrößerung ihrer Haftung auf dem Werkzeug (8) veranlaßt.

8. Futter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Werkzeuges (8) eine axiale Gewindebohrung aufweist zwecks Aufnahme des einen lindes (28) eines Bolzens (37), dessen anderes Ende (29) in eine Gewindebohrung des Futterkör|>ers (2) eindringt, wobei das innere Ende des Werkzeuges (8) sich gegen die Unterseite des Flansches (24) der Spannpatrone (4) legt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen