Titel: SpannzangenfutterTitle: Collet chuck
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannzangenfutter für ein mit einem Spannschaft versehenes Bearbeitungswerkzeug, wobei der Schaft von einer Spannzange aufgenommen wird, deren erster Außenkonus in einen Innenkonus eines Futters einer Bearbeitungsmaschine einsetzbar ist, und wobei die Spannzange mittels einer auf das Futter aufgesetzten Spannmutter axial in den Innenkonus einpreßbar ist. Ein Spannzangenfutter dieser Art ist bereits bekannt. Beim Festspannen des Bearbeitungswerkzeugs wird auf die Spannzange eine aus einer axialen sowie einer radialen Kraftkomponente überlagerte Gesamtkraft ausgeübt. Infolgedessen wird die Spannzange nicht nur axial in das Futter hineingedrückt, sondern auch noch quer zu ihrer Längsachse belastet. Die Folge kann ein seitlicher
Versatz der geometrischen Achse des Bearbeitungswerkzeugs gegenüber der geometrischen Achse der Werkzeugspindel sein, in welche das Futter eingesetzt ist. Es handelt sich dabei zwar nur um Beträge im hundertstel-Millimeterbereich, jedoch ist dies im Hinblick auf die angestrebte Präzision des Rundlaufs und damit auch die Bearbeitung nicht oder zumindest nur ungern geduldet.The invention relates to a collet chuck for a machining tool provided with a clamping shank, the shank being received by a collet whose first outer cone can be inserted into an inner cone of a chuck of a processing machine, and the collet being axially inward by means of a clamping nut placed on the chuck the inner cone can be pressed in. A collet chuck of this type is already known. When the machining tool is clamped, a total force superimposed from an axial and a radial force component is exerted on the collet. As a result, the collet is not only pressed axially into the chuck, but is also loaded transversely to its longitudinal axis. The consequence can be a side Offset of the geometric axis of the machining tool relative to the geometric axis of the tool spindle in which the chuck is inserted. Although these are only amounts in the hundredths of a millimeter range, this is not, or at least reluctantly, tolerated in view of the desired precision of the concentricity and thus also the processing.
Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, ein Spannzangenfutter der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine erhöhte Rundlaufgenauigkeit des darin eingesetzten Werkzeugs erreicht wird.The object of the invention is therefore to develop a collet chuck of the type described above so that an increased concentricity of the tool used therein is achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Spannzangenfutter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zwischen die Spannmutter und einen zweiten Außenkonus der Spannzange eingesetztes ringförmiges Druckstück mit Innenkonus eine Führungshülse trägt, welche mit geringem Radialspiel einen zylindrischen Außenmantel des Futters übergreift, und daß zwischen die Spannmutter und das ringförmige Druckstück oder zwischen das ringförmige Druckstück bzw. dessen Führungshülse und das Futter mehrere, insbesondere gleichmäßig am Umfang verteilte Abdrück-Justierschrauben geschaltet sind, oder daß die Spannmutter mit einem Innenkonus an einem zweiten Außenkonus der Spannzange anliegt und sie eine Führungshülse trägt, welche mit geringem Radialspiel einen zylindrischen Außenmantel des Futters übergreift, und daß zwischen die Spannmutter sowie einen axial und radial am Futter abgestützten Richtring mehrere, insbesondere gleichmäßig am Umfang verteilte Justierschrauben geschaltet sind, oder daß die Spannmutter mit einem Innenkonus an einem zweiten Außenkonus der Spannzange anliegt und sie teilweise als
Führungshülse ausgebildet ist, welche mit geringem Radialspiel einen zylindrischen Außenmantel des Futters übergreift, daß sich der Innenkonus an einem Druckring befindet, der in der Führungshülse axial verschiebesicher drehbar gelagert ist, und daß zwischen die Führungshülse und das Futter mehrere, insbesondere gleichmäßig am Umfang verteilte, radiale Abdrück-Justierschrauben geschaltet sind.To solve this problem it is proposed according to the invention that the collet chuck is characterized in that an annular pressure piece with an inner cone inserted between the clamping nut and a second outer cone of the collet carries a guide sleeve which, with little radial play, carries a cylindrical outer jacket of the chuck engages, and that between the clamping nut and the annular pressure piece or between the annular pressure piece or its guide sleeve and the chuck several, in particular evenly distributed pressure adjusting screws are connected, or that the clamping nut rests with an inner cone on a second outer cone of the collet and it carries a guide sleeve, which overlaps a cylindrical outer casing of the chuck with little radial play, and that several, in particular, between the clamping nut and an axially and radially supported ring on the chuck es particular adjusting screws evenly distributed around the circumference, or that the clamping nut rests with an inner cone on a second outer cone of the collet and partially as Guide sleeve is formed, which overlaps a cylindrical outer casing of the chuck with little radial play, that the inner cone is located on a pressure ring which is rotatably mounted axially displaceably in the guide sleeve, and that several, in particular evenly distributed on the circumference between the guide sleeve and the chuck, radial forcing adjustment screws are switched.
Dieser Gruppe von Erfindungen liegt die einzige allgemeine erfinderische Idee zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Spannzangenfutter auf dessen Futter mit geringem Radialspiel eine Führungshülse aufzuschieben, die ein ringförmiges Druckstück trägt, das beim Festziehen der Spannmutter gegen den zweiten Außenkonus der Spannzange drückt und letztere dadurch in den Innenkonus des Futters presst, wodurch der Schaft des Bearbeitungswerkzeugs klemmend gehalten wird, und daß ein seitlicher Versatz der geometrischen Achse des Bearbeitungswerkzeugs gegenüber der geometrischen Achse der Werkzeugspindel, in welche das Futter eingesetzt ist, mittels Justierschrauben eliminiert wird.This group of inventions is based on the only general inventive idea, in the case of a generic collet chuck, to slide a guide sleeve onto its chuck with little radial play, which carries an annular pressure piece which, when the clamping nut is tightened, presses against the second outer cone of the collet and thereby the latter into the inner cone of the chuck, whereby the shank of the machining tool is held in a clamped manner and that a lateral offset of the geometric axis of the machining tool with respect to the geometric axis of the tool spindle in which the chuck is inserted is eliminated by means of adjusting screws.
Selbstverständlich sind bereits sämtliche Einzelteile dieses Spannzangenfutters mit höchster Präzision gearbeitet. Andererseits kommt man aber ohne ein gewisses Spiel zwischen den einzelnen Teilen nicht aus. Die notwendigen Toleranzen zwischen dem Gewinde der Spannmutter und dem zugeordneten Bolzengewinde führten dazu, daß, insbesondere bei einer Gewindeverschmutzung, die geometrische Achse der Spannmutter gegenüber der theoretischen Optimallage seitlich versetzt ist oder geneigt dazu verläuft. Dies führt dann zu einer rotationsunsymmetrischen Belastung des zweiten Außenkonus der Spannzange durch das Druckstück und damit zur Fehlstellung der geometrischen Achse des Bearbeitungswerkzeugs gegenüber der
theoretischen Optimallage. Wenn man nun aber gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung das Druckstück mit einer Führungshülse versieht, die eine verhältnismäßig lange Führung des Druckstücks am Futter ermöglicht, so wird, insbesondere wegen der engen Passung zwischen dieser Hülse und dem Futter, einer Schräglage des Druckstücks gegenüber der theoretischen Optimallage erfolgreich entgegengewirkt. Das erwähnte Spiel liegt in der Größenordnung von vorzugsweise 1/100 bis 2/100 mm. Je länger die Führung zwischen Druckstück und Futter ist, desto günstigere Resultate sind zu erwarten. Aus praktischen Gründen sind hier aber Grenzen gesetzt.Of course, all individual parts of this collet chuck have already been worked with the highest precision. On the other hand, you cannot do without a certain amount of play between the individual parts. The necessary tolerances between the thread of the clamping nut and the associated bolt thread have the result that, particularly in the case of thread contamination, the geometric axis of the clamping nut is laterally offset or inclined to the theoretical optimum position. This then leads to a rotationally asymmetrical loading of the second outer cone of the collet chuck by the pressure piece and thus to a misalignment of the geometric axis of the machining tool with respect to the theoretical optimal position. If, however, according to the design according to the invention, the thrust piece is provided with a guide sleeve which enables the thrust piece to be guided for a relatively long time on the chuck, an inclined position of the thrust piece relative to the theoretical optimal position becomes successful, in particular because of the close fit between this sleeve and the chuck counteracted. The game mentioned is in the order of preferably 1/100 to 2/100 mm. The longer the guide between the pressure piece and the chuck, the more favorable results can be expected. For practical reasons, there are limits.
Weil aber auch das genannte Spiel zwischen Druckstück und Futter ein seitliches Verlagern oder Kippen des Druckstücks nicht völlig verhindern und somit eine rotationsunsymmetrische Belastung der Spannzange durch das Druckstück nicht vollständig ausgeschaltet werden kann, muß für eine Korrektur der möglicherweise vorhandenen Schräglage oder seitlichen Verlagerung des Werkzeugs gegenüber der Optimallage gesorgt werden. Dies ist mit Hilfe der Abdrück-Justierschrauben ohne weiteres möglich. Das Ausrichten erfolgt mit Hilfe hochpräziser Meßinstrumente, so daß dann letztendlich eine Rundlaufgenauigkeit in der Größenordnung von wenigen u erzielt wird. Durch Eindrehen oder Lockern einer oder mehrerer Abdruck-Justierschrauben kann man unter ständiger Beobachtung des Meßwerkzeugs bei langsamem Drehen des Spannzangenfutters, ähnlich wie beim Auswuchten, durch Krafteinwirkung vom Druckstück auf die Spannzange und damit auch das Bearbeitungswerkzeug, den präsizen Rundlauf erreichen.However, because the above-mentioned play between the pressure piece and the chuck cannot completely prevent lateral displacement or tilting of the pressure piece and thus a rotationally asymmetrical loading of the collet by the pressure piece cannot be completely eliminated, a correction of the possibly existing inclined position or lateral displacement of the tool must be made the optimal location. This is easily possible with the help of the jack adjustment screws. Alignment is carried out with the aid of high-precision measuring instruments, so that a concentricity of the order of a few u is ultimately achieved. By screwing in or loosening one or more impression adjusting screws, you can achieve precise concentricity while constantly monitoring the measuring tool while slowly turning the collet chuck, similar to balancing, by applying force from the pressure piece to the collet and thus also the machining tool.
Bei der dritten Ausführungsform wird die Spannhülse nicht als separates Teil hergestellt, sondern unmittelbar an der Spannmutter ausgebildet. Die Längsführung am Futter bzw. an
deren zylindrischem Außenmantel erfolgt auch mit sehr geringem Radialspiel. Anstelle von Abdrück-Justierschrauben finden dort aber Justierschrauben Anwendung, die in erster Linie als Zugschrauben genutzt werden. Durch Heranziehen des betreffenden Bereichs an den Richtring auf dem Futter kann man in der zuvor geschilderten Weise Rundlaufungenauigkeit ausschalten, die bspw. aus einer Verschmutzung der Gewindeverbindung zwischen der Spannmutter und dem Futter herrühren.In the third embodiment, the clamping sleeve is not produced as a separate part, but is formed directly on the clamping nut. The longitudinal guide on the chuck or on their cylindrical outer jacket also takes place with very little radial play. Instead of forcing adjustment screws, adjustment screws are used there, which are primarily used as lag screws. By pulling the relevant area onto the straightening ring on the chuck, it is possible to switch off concentricity in the manner described above, which may result, for example, from contamination of the threaded connection between the clamping nut and the chuck.
Weitere Ausbildungen dieser dritten Variante sowie hieraus resultierender Vorteile und Wirkungsweisen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further training of this third variant and the resulting advantages and modes of action result from the subclaims.
Wenn man nun aber gemäß der vierten Variante der Erfindung einen Teil der Spannmutter als Führungshülse ausbildet, die eine verhältnismäßig lange Führung der Spannmutter am Futter ermöglicht, so wird, insbesondere wegen der engen Passung zwischen der Führungshülse und dem Futter, einer Schräglage der Führungshülse und damit auch der Spannmutter gegenüber der theoretischen Optimallage erfolgreich entgegengewirkt.If, however, according to the fourth variant of the invention, part of the clamping nut is designed as a guide sleeve, which enables the clamping nut to be guided for a relatively long time on the chuck, then, in particular because of the close fit between the guide sleeve and the chuck, an inclined position of the guide sleeve and thus also successfully counteracted the clamping nut compared to the theoretical optimal position.
Weil aber auch das genannte Spiel zwischen Führungshülse und Futter ein seitliches Verlagern oder Kippen des ersteren nicht völlig verhindern und somit eine rotationsunsymmetrische Belastung der Spannzange durch die Spannmutter nicht vollständig ausgeschaltet werden kann, muß auch hierbei für eine Korrektur der möglicherweise vorhandenen minimalen Schräglage oder seitlichen Verlagerung des Werkzeugs gegenüber der Optimallage gesorgt werden. Dies ist mit Hilfe der Abdrück-Justierschrauben ohne weiteres möglich. Der Druckring ist mit einer sehr engen Passung in die Führungshülse eingesetzt.
Das Anziehen einer Abdruck-Justierschraube bedeutet prinzipiell eine verstärkte radiale Einwirkung des Druckrings auf die Spannzange. Die radiale Kraftkomponente dieser örtlichen Einwirkung bewirkt das Ausrichten des Werkzeugs in Richtung dieser Radialkomponente und damit die Reduzierung einer unerwünschten radialen Auslenkung des Werkzeugs in der Spannzange. Wenn man bspw. vier derartige Justierschrauben am Umfang versetzt angeordnet hat, so kann man bpsw. durch Eindrehen einer oder mehrerer Schrauben und soweit erforderlich durch Lockern einer oder mehrerer anderer Schrauben zum angestrebten Ausrichterfolg kommen.However, because the above-mentioned play between the guide sleeve and the chuck cannot completely prevent lateral displacement or tilting of the former and thus a rotationally asymmetrical loading of the collet by the clamping nut cannot be completely eliminated, it is also necessary to correct the minimal inclination or lateral displacement that may be present of the tool in relation to the optimal position. This is easily possible with the help of the jack adjustment screws. The pressure ring is inserted into the guide sleeve with a very tight fit. Tightening an impression adjusting screw basically means an increased radial effect of the pressure ring on the collet. The radial force component of this local action effects the alignment of the tool in the direction of this radial component and thus the reduction of an undesired radial deflection of the tool in the collet. If, for example, four such adjusting screws have been staggered on the circumference, one can bpsw. the desired alignment success can be achieved by screwing in one or more screws and, if necessary, loosening one or more other screws.
Eine Weiterbildung einer ersten Variante der Erfindung sieht vor, daß die Spannmutter auf das Futter aufschraubbar ist und die Abdrück-Justierschrauben zwischen die Spannmutter und das ringförmige Druckstück geschaltet sind.A further development of a first variant of the invention provides that the clamping nut can be screwed onto the chuck and the forcing adjustment screws are connected between the clamping nut and the annular pressure piece.
Das Anziehen einer Abdruck-Justierschraube bedeutet eine verstärkte radiale Einwirkung des Druckstücks auf die Spannzange in diesem Bereich. Die radiale Kraftkomponente dieser örtlichen Einwirkung bewirkt das Ausrichten des Werkzeugs in Richtung dieser Radialkomponente und damit die Reduzierung einer unerwünschten radialen Auslenkung des Werkzeugs in der Spannzange. Wenn man bspw. vier derartige Justierschrauben am Umfang versetzt angeordnet hat, so kann man bpsw. durch Eindrehen einer oder zweier Schrauben und soweit erforderlich durch Lockern einer oder mehrerer anderer Schrauben zum angestrebten Ausrichterfolg kommen.Tightening an impression adjusting screw means an increased radial action of the pressure piece on the collet in this area. The radial force component of this local action effects the alignment of the tool in the direction of this radial component and thus the reduction of an undesired radial deflection of the tool in the collet. If, for example, four such adjusting screws have been staggered on the circumference, one can bpsw. the desired alignment success can be achieved by screwing in one or two screws and, if necessary, loosening one or more other screws.
Die Zustellrichtung der Abdrück-Justierschrauben verläuft bei dieser ersten Variante zweckmäßigerweise parallel zur Spannzangen-Längsachse, wobei die Justierschrauben in der Spannmutter verschraubbar sind. Genauer gesagt befinden sich
die Abdrück-Justierschrauben in dem das Druckstück von vorne übergreifenden Innenbund der Spannmutter.In this first variant, the feed direction of the push-off adjusting screws expediently runs parallel to the longitudinal axis of the collet, wherein the adjusting screws can be screwed into the clamping nut. More specifically, are the forcing adjustment screws in the inner collar of the clamping nut, which overlaps the pressure piece from the front.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 4. Sie sorgt für eine Krafteinleitung an genau vorgebener Stelle.A further embodiment of the invention results from claim 4. It ensures that force is introduced at a precisely specified point.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung beschreibt Anspruch 5. Dort ist die Spannmutter drehbar aber unverschiebbar auf dem Futter gelagert, so daß eine Drehung zwar zu keiner Axialverschiebung der Spannmutter, jedoch zu einer Axialverschiebung des Druckstücks gegenüber der Spannmutter und dem Futter führt. Durch eine geeignete Maßnahme wird eine Drehung des Druckstücks auf dem Futter verhindert. Hierzu kann man in besonders vorteilhafter Weise dieAnother embodiment of the invention describes claim 5. There, the clamping nut is rotatably but non-displaceably mounted on the chuck, so that rotation does not lead to an axial displacement of the clamping nut, but to an axial displacement of the pressure piece relative to the clamping nut and the chuck. A suitable measure prevents rotation of the pressure piece on the chuck. This can be done in a particularly advantageous manner
Abdrück-Justierschrauben heranziehen. Weil diese im Gegensatz zur ersten Variante in radialer Richtung angeordnet und zwischen das Druckstück sowie das Futter geschaltet sind, bewirkt ein Eindrehen der Abdruck-Justierschraube ein unmittelbares radiales Einwirken auf den zugeordneten Bereich des Futters. Gleichzeitig wird aber die radiale Pressung zwischen dem Druckstück und dem zweiten Außenkonus der Spannzange in diesem Radialbereich entlastet. Dies muß beim Ausrichten des Werkzeugs beachtet werden. Eine entsprechende Ausbildung dieser zweiten Ausführungsform des Spannzangenfutters ergibt sich aus Anspruch 6.Pull the jack adjustment screws. Because, in contrast to the first variant, these are arranged in the radial direction and are connected between the pressure piece and the chuck, screwing in the impression adjusting screw has a direct radial effect on the assigned area of the chuck. At the same time, however, the radial pressure between the pressure piece and the second outer cone of the collet is relieved in this radial area. This must be taken into account when aligning the tool. A corresponding design of this second embodiment of the collet chuck results from claim 6.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Futter mit einer der Anzahl der Abdrück-Justierschrauben entsprechenden Zahl von radialen Kerben versehen ist, deren Tiefe von der freien Stirnfläche des Futters aus gegen die Spannmutter hin stetig abnimmt. Justierschrauben und Kerben können das Drehen des Druckstücks beim Anziehen der Spannmutter verhindern und
sie bilden die Justiervorrichtung zum genauen Zentrieren des in die Spannzange eingesetzten Bearbeitungswerkzeugs bspw. eines Fräsers, Bohrers, Gewindeschneiders und dgl. Beim Lösen der Spannmutter werden die in die Kerben eingreifenden inneren Enden der Justierschrauben gegen das tiefere Nutende hin verschoben und dadurch gelöst.A further development of the invention provides that the chuck is provided with a number of radial notches corresponding to the number of forcing adjusting screws, the depth of which continuously decreases from the free end face of the chuck towards the clamping nut. Adjustment screws and notches can prevent the pressure piece from turning when the clamping nut is tightened and they form the adjusting device for exact centering of the machining tool inserted into the collet, e.g. a milling cutter, drill, thread cutter and the like. When the clamping nut is loosened, the inner ends of the adjusting screws engaging in the notches are displaced towards the lower groove end and thereby loosened.
Zweσkmäßigerweise trägt jede Abdrück-Justierschraube an ihrem inneren Ende einen zapfenartigen Ansatz der in die zugeordnete radiale Kerbe des Futters eingreift. Durchmesser und Länge des Ansatzes richten sich nach der maximalen Eindringtiefe und der Nutbreite.Secondly, each forcing adjusting screw carries at its inner end a peg-like extension which engages in the associated radial notch of the chuck. The diameter and length of the shoulder depend on the maximum penetration depth and the groove width.
Um ein Drehen der Spannmutter bei axiler Unverschieblichkeit auf dem Futter zu gewährleisten sieht eine weitere Variante der Erfindung vor, daß das Futter mit einer umlaufenden, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Nut versehen ist, in welche eine Anzahl von Kugeln eingreifen, die sich jeweils in einer außen verschließbaren radialen Bohrung der Spannmutter befinden. Das Verschließen kann bspw. mit Hilfe von Gewindestopfen erfolgen. Eine drehbare aber unverschiebbare Lagerung der Spannmutter kann man ohne weiteres auch in anderer bekannter Weise erreichen, jedoch ist eine Kugellagerung der beschriebenen Art wegen der geringen Reibung besonders zweckmäßig.In order to ensure a rotation of the clamping nut with axile immovability on the chuck, a further variant of the invention provides that the chuck is provided with a circumferential groove which is approximately semicircular in cross section and into which a number of balls engage, each of which is located in an outside closable radial bore of the clamping nut. Sealing can be done, for example, with the aid of threaded plugs. A rotatable but non-displaceable mounting of the clamping nut can easily be achieved in another known manner, but a ball bearing of the type described is particularly expedient because of the low friction.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 13. Der Querschnitt der beiden Rillen ist halbkreisförmig, so daß sich insgesamt ein kreisförmiger Querschnitt der umlaufenden Rille ergibt. Letztere ist mit Kugeln entsprechenden Durchmessers gefüllt, so daß insgesamt eine mit einem Radialkugellager vergleichbare Einheit an dieser Stelle entsteht. Der Druckring soll selbstverständlich
gegenüber der Führungshülse nicht kippen, was man durch eine enge Passung und eine entsprechende Ringbreite erreicht. Dadurch läßt sich dann das Ausrichten der Führungshülse bzw. der Spannmutter unmittelbar über den Druckring auf die Spannzange übertragen.A further embodiment of the invention results from claim 13. The cross section of the two grooves is semicircular, so that overall there is a circular cross section of the circumferential groove. The latter is filled with balls of corresponding diameter, so that a unit comparable to a radial ball bearing is created at this point. The pressure ring should of course Do not tilt against the guide sleeve, which can be achieved by a tight fit and a corresponding ring width. As a result, the alignment of the guide sleeve or the clamping nut can then be transmitted directly to the collet via the pressure ring.
Eine radiale Kugeleinfüllbohrung der Führungshülse ist zweckmäßigerweise insbesondere mittels eines Stopfens verschließbar. Letzteres ist für sich allein genommen bekannt und braucht infolgedessen nicht näher erläutert zu werden.A radial ball fill hole of the guide sleeve is expediently closable in particular by means of a stopper. The latter is known on its own and therefore does not need to be explained in more detail.
Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 15. Sie stellt sicher, daß beim Lösen der Spannmutter über den Mitnehmerring auch ein Lösen der Spannzange vom Innenkonus des Futters erreicht wird.A further development of the invention results from claim 15. It ensures that when the clamping nut is loosened via the driving ring, the collet is also loosened from the inner cone of the chuck.
Wenn am Futter der Bearbeitungsmaschine die Zuführung eines Kühl- und/oder Schmiermittels durch die Spannzange und den Bohrer oder dgl. Werkzeug vorgesehen ist, so muß für die notwendige Abdichtung im Bereich des Spannzangenfutters gesorgt werden. Insbesondere gilt dies für den Bereich des äußeren Endes der Spannzange.If a coolant and / or lubricant is provided on the chuck of the processing machine through the collet and the drill or the like. Tool, the necessary sealing must be provided in the area of the collet chuck. This applies in particular to the area of the outer end of the collet.
Eine diesbezügliche weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 16. Zusätzlich zu der dort beschriebenen Abdichtung am äußeren Ende des Spannzangenfutters muß auch innerhalb für die notwendige Abdichtung bspw. mit Hilfe wenigstens eines O-Rings gesorgt werden, damit die unter Druck zugeführte Flüssigkeit auch an keiner anderen unerwünschten Stelle des Spannzangenfutters austreten kann. Insoweit sind Lösungen bereits bekannt, weswegen auch hier keine näheren Ausführungen notwendig sind. Eine diesbezügliche Weiterbildung ergibt sich aus Anspruch 17.
Der große Vorteil aller Ausführungsbeispiele besteht darin, daß eine Spannzange herkömmlicher Bauart verwendet werden kann, also diesbezüglich keine Sonderausführung notwendig ist.A further embodiment of the invention in this regard results from claim 16. In addition to the seal described there at the outer end of the collet chuck, the necessary seal must also be provided within, for example with the help of at least one O-ring, so that the liquid supplied under pressure also adopts no other undesirable location of the collet chuck can escape. In this respect, solutions are already known, which is why no further explanations are necessary here either. A further development in this regard results from claim 17. The great advantage of all the exemplary embodiments is that a collet of conventional design can be used, so no special design is necessary in this regard.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren 1 bis 5 zeigen fünf Ausführungsbeispiele jeweils als Halbschnitt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Figures 1 to 5 show five embodiments each as a half section.
In Fig- 1 nimmt eine Spannzange herkömmlicher Bauart den Schaft eines Bearbeitungswerkzeugs 2 bspw. eines Fräsers, Bohrers, Gewindeschneiders oder dgl. auf und hält ihn klemmend fest. Die Spannzange 1 besitzt einen ersten Außenkonus 3, der in einen Innenkonus 4 eines Futters 5 eingesteckt ist, wobei selbstverständlich die Konizität jeweils gleich ist. Das Futter 5 ist seinerseits in bekannter Weise in eine formlich angepaßte Aufnahme einer nicht dargestellten Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine eingesetzt und darin mit bekannten Mitteln gehalten.In FIG. 1, a collet of conventional design picks up the shank of a processing tool 2, for example a milling cutter, drill, tap or the like, and holds it in a clamped manner. The collet 1 has a first outer cone 3 which is inserted into an inner cone 4 of a chuck 5, the conicity being of course the same in each case. The chuck 5 is, in turn, inserted in a known manner into a formally adapted receptacle of a tool spindle, not shown, of a machine tool and held therein by known means.
Das Spannen erreicht man mit Hilfe einer Spannmutter 6. Diese wirkt jedoch nicht direkt sondern indirekt, unter Zwischenschaltung eines ringförmigen Druckstücks 7, auf die Spannzange 1 ein. Die Spannzange besitzt zu diesem Zwecke noch einen zweiten Außenkonus 8, der kürzer ist als der erste Außenkonus 3 und dessen Neigung zu derjenigen des ersten Außenkonus 3 entgegengesetzt verläuft. Der zweite Außenkonus 8 greift in einen Innenkonus 9 des ringförmigen Druckstüσks 7 ein, wobei beide Konusse wieder den gleichen Winkel aufweisen und auch ihre Länge oder Höhe etwa gleich groß ist. In bekannter Weise ist die Spannzange l mehrfach längsgeschlitzt. Zwischen den beiden Konussen 3 und 8 befindet sich eine umlaufende Ringnut 10. Hinsichtlich der Längsschlitze der Spannzange 1 kommen alle bekannten Ausführungen in Frage.
Erfindungsgemäß trägt nun das ringförmige Druckstück 7 eine Führungshülse 11, wobei letztere insbesondere einstückig angeformt ist. Sie ist mit geringem radialem Spiel auf den zylindrischen Außenmantel 12 des freien Endstücks 13 des Futters 5 aufgeschoben. Das Radialspiel liegt in der Größenordnung von 1/100 bis 2/100 mm. Außen ist die Führungshülse 11 zylindrisch und sie wird von der zylindrischen Bohrung 14 der Spannmutter 6 umgeben, wobei an dieser Stelle ein größeres Spiel gewählt werden kann. Das geringe Spiel zwischen dem Endstück 13 und der Führungshülse 11 einerseits und die verhältnismäßig große Länge dieser Führung andererseits gewährleisten ein weitgehend kippsicheres Anbringen der Führungshülse 11 am Futter 5.The clamping is achieved with the aid of a clamping nut 6. However, this does not act directly but indirectly, with the interposition of an annular pressure piece 7, on the collet 1. For this purpose, the collet also has a second outer cone 8, which is shorter than the first outer cone 3 and whose inclination is opposite to that of the first outer cone 3. The second outer cone 8 engages in an inner cone 9 of the annular pressure piece 7, both cones again having the same angle and their length or height being approximately the same size. In a known manner, the collet l is slit longitudinally several times. Between the two cones 3 and 8 there is a circumferential annular groove 10. With regard to the longitudinal slots of the collet 1, all known designs come into question. According to the invention, the annular pressure piece 7 now carries a guide sleeve 11, the latter being molded in one piece in particular. It is pushed onto the cylindrical outer jacket 12 of the free end piece 13 of the chuck 5 with little radial play. The radial play is of the order of 1/100 to 2/100 mm. Outside, the guide sleeve 11 is cylindrical and it is surrounded by the cylindrical bore 14 of the clamping nut 6, it being possible to choose a larger clearance at this point. The slight play between the end piece 13 and the guide sleeve 11, on the one hand, and the relatively long length of this guide, on the other hand, ensure that the guide sleeve 11 is attached to the chuck 5 to a large extent so as not to tip over.
An ihrem in der Zeichnung linken Ende trägt die Spannmutter 6 ein Muttergewinde 15 mit dessen Hilfe sie auf dem Bolzengewinde 16 des Futters 5 verschraubt werden kann. Somit bewirkt das Drehen der Spannmutter 6 in der einen Richtung ein Andrücken des Innenbunds 17 der Spannmutter 6 an das ringförmige Druckstück 7, während bei einem Drehen in Gegenrichtung ein Lösen der SpannVorrichtung bewirkt wird. Der Innenbund 17 drückt aber nicht unmittelbar selbst gegen das Druckstück 7 vielmehr sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mehrere, insbesondere gleichmäßig am Umfang verteilte Abdrück-Justierschrauben 18 zwischengeschaltet. Bei den üblichen Größen dieser SpannZangenfutter reichen vier oder fünf solche Abdrück-Justierschrauben ohne weiteres aus. Das Innere, in Fig. 1 kegelstumpfförmige Ende 19 greift in eine umlaufende ringnutartige Aufnahme 20 an der äußeren Stirnfläche 21 des ringförmigen Druckstücks 7. Hieraus folgt dann auch zwangsläufig, daß sich die Längsachse jeder Abdruck-Justierschraube 18 bevorzugterweise parallel zur geometrischen Achse 22 des Spannzangenfutters erstreckt.
Das Bearbeitungswerkzeug 2 wird in dieses Spannzangenfutter in bekannter Weise eingesteckt und durch Festziehen der Spannmutter 6 klemmend in der Spannzange l gehalten. Anschließend wird der Rundlauf überprüft. Soweit über das zulässige Maß hinausgehende Rundlaufschwankungen vorhanden sind, werden diese durch Eindrehen wenigstens einer Abdrück-Justierschraube 18 und ggf. durch Herausdrehen mindestens einer anderen, bspw. diametral gegenüberliegenden Justierschraube eliminiert. Messungen haben ergeben, daß man RundlaufSchwankungen bis in die Größenordnung von etwa kleiner 5 u durch Einstellen über die Justierschrauben 18 reduzieren kann.At its left end in the drawing, the clamping nut 6 carries a nut thread 15 with the aid of which it can be screwed onto the bolt thread 16 of the chuck 5. Thus, rotating the clamping nut 6 in one direction causes the inner collar 17 of the clamping nut 6 to be pressed against the annular pressure piece 7, while loosening the clamping device is effected when rotating in the opposite direction. The inner collar 17 does not, however, directly press against the pressure piece 7; rather, in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a plurality of pressure adjusting screws 18, in particular evenly distributed over the circumference, are interposed. With the usual sizes of these collet chucks, four or five such pressure adjusting screws are sufficient. The inner, frustoconical end 19 in Fig. 1 engages in a circumferential annular groove-like receptacle 20 on the outer end face 21 of the annular pressure piece 7. From this it also necessarily follows that the longitudinal axis of each impression adjusting screw 18 is preferably parallel to the geometric axis 22 of the collet chuck extends. The machining tool 2 is inserted into this collet chuck in a known manner and held in the collet 1 by clamping the clamping nut 6. The runout is then checked. Insofar as concentricity fluctuations beyond the permissible dimension are present, these are eliminated by screwing in at least one forcing adjusting screw 18 and, if necessary, unscrewing at least one other, for example diametrically opposite, adjusting screw. Measurements have shown that run-out fluctuations down to the order of magnitude of approximately less than 5 u can be reduced by adjusting the adjusting screws 18.
Bei der zweiten in Fig. 2 dargestellten Variante ist dieIn the second variant shown in FIG
Spannmutter 6 drehbar aber axial unverschiebbar auf dem Futter 5 gelagert. Außerdem ist die Führungshülse 11 in axialer Richtung des Spannzangenfutters verschiebbar aber undrehbar auf dem Futter 5 gelagert. Eine Drehung der Spannmutter 6 in der einen Drehrichtung bewirkt somit eine Verschiebung der Führungshülse 11 in Pfeilrichtung 23 und damit ein Spannen des Bearbeitungswerkzeugs 2 während eine Drehung in Gegenrichtung eine Verschiebung entgegen dem Pfeil 23 zur Folge hat, was ein Freigeben des Bearbeitungswerkzeugs 2 bewirkt. Wie ein Vergleich der Figuren 1 und 2 zeigt, stehen bei letzterer die Spannmutter 6 und die Führungshülse 11 gewissermaßen in Verlängerung voneinander während bei Fig. 1 die Führungshülse 11 von der Spannmutter 6 umgriffen wird, was zu einer kompakteren, im Durchmesser größeren dafür aber kürzeren Bauform führt. Welche der beiden Bauformen man wählt, hängt insbesondere auch von dem jeweiligen Einsatz des Spannzangenfutters ab. Im übrigen sind gleiche Teile der beiden Figuren mit gleichen Bezugzahlen versehen. Auch in Fig. 2 ist die Führungshülse 11 einstückig mit dem ringförmigen
Druckstück 7 gefertigt, welches mit seinem Innenkonus 9 auf den zweiten Auβenkonus 8 der Spannzange 1 einwirken kann.Clamping nut 6 rotatably but axially immovably mounted on the chuck 5. In addition, the guide sleeve 11 is slidably but non-rotatably mounted on the chuck 5 in the axial direction of the collet chuck. A rotation of the clamping nut 6 in one direction of rotation thus causes a displacement of the guide sleeve 11 in the arrow direction 23 and thus a tensioning of the machining tool 2, while a rotation in the opposite direction results in a displacement against the arrow 23, which causes the machining tool 2 to be released. As a comparison of Figures 1 and 2 shows, in the latter, the clamping nut 6 and the guide sleeve 11 are to some extent in extension from each other while in Fig. 1, the guide sleeve 11 is encompassed by the clamping nut 6, which results in a more compact, but larger in diameter Design leads. Which of the two designs you choose depends in particular on the particular use of the collet chuck. Otherwise, the same parts of the two figures are provided with the same reference numbers. 2, the guide sleeve 11 is in one piece with the annular Pressure piece 7 manufactured, which can act with its inner cone 9 on the second outer cone 8 of the collet 1.
Im Gegensatz zur Fig. 1 befinden sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Abdrück-Justierschrauben 24 nicht an der Spannmutter 6, sondern an der Führungshülse 11 und ihre Längsachse 25 verläuft infolgedessen in radialer Richtung.In contrast to FIG. 1, in the exemplary embodiment in FIG. 2, the push-off adjusting screws 24 are not on the clamping nut 6, but on the guide sleeve 11 and its longitudinal axis 25 consequently runs in the radial direction.
Das Futter 5 ist mit einer der Anzahl derThe feed 5 is one of the number of
Abdrück-Justierschrauben 24 entsprechenden Zahl von Kerben 26 versehen, deren Tiefe von innen nach außen hin zunimmt oder umgekehrt gesehen von der freien Stirnfläche 27 des Futters aus gegen die Spannmutter 6 hin stetig abnimmt. An ihrem inneren Ende tragen die Abdrück-Justierschrauben 24 jeweils einen zapfenartigen Ansatz 28, der in die zugeordnete Kerbe 26 des Futters 5 eingreift.Forcing-adjusting screws 24 are provided with a corresponding number of notches 26, the depth of which increases from the inside to the outside or, conversely, steadily decreases from the free end face 27 of the chuck against the clamping nut 6. At their inner end, the push-off adjusting screws 24 each carry a peg-like extension 28 which engages in the associated notch 26 of the chuck 5.
Während die Abdrück-Justierschrauben 24 bzw. deren zapfenartiger Ansatz 28 im Zusammenwirken mit der zugeordneten Kerbe 26 jeweils nicht nur eine Einrichtung zum Justieren des Bearbeitungswerkzeuges 2 bilden, sondern auch als Verdrehsicherung für das ringförmige Druckstück 7 bzw. die Führungshülse 11 dienen kann, wirkt man einem Mitdrehen der Führungshülse 11 beim Festziehen der Spannmutter 6 in Fig. 1 dadurch entgegen, daß man zumindest die äußere Stirnfläche 21 evtl. auch die gegenüberliegende Fläche des Innenbunds 17 der Spannmutter 6 poliert oder in anderer bekannter Weise mit einer glatten Oberfläche versieht. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind allerdings die Funktionen Ausrichten und Verdrehsichern dadurch voneinander getrennt, daß zusätzlich zu den Abdrück-Justierschrauben 24 noch Verdrehsicherungsschrauben 35 vorhanden sind, deren zapfenförmiges Ende 35 weitgehend spielfrei in die zugeordnete
Kerbe 26 eingreift. Das Spiel des zapfenartigen Ansatzes 28 ist demgegenüber größer.While the push-off adjusting screws 24 or their peg-like extension 28 in cooperation with the associated notch 26 each not only form a device for adjusting the machining tool 2, but can also serve as an anti-rotation device for the annular pressure piece 7 or the guide sleeve 11, one acts counter-rotation of the guide sleeve 11 when tightening the clamping nut 6 in FIG. 1 by polishing at least the outer end face 21 possibly also the opposite surface of the inner collar 17 of the clamping nut 6 or providing it with a smooth surface in another known manner. In the embodiment of FIG. 2, however, the functions of aligning and securing against rotation are separated from one another by the fact that, in addition to the push-off adjusting screws 24, there are also anti-rotation screws 35 whose pin-shaped end 35 is largely free of play in the associated one Notch 26 engages. In contrast, the play of the pin-like projection 28 is greater.
Das Futter 5 der Figur 2 ist im Bereich des gewindelosen Teils der Spannmutter 6 mit einer umlaufenden, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen äußeren Nut 29 versehen, in welche eine Anzahl von Kugeln 30 eingreifen. Sie bewirken die drehbare aber axial unverschiebbare Lagerung der Spannmutter 6 auf dem Futter 5. Damit die Kugeln nach außen hin gehalten sind und das Spiel ausgeschaltet werden kann, ist in die Gewindebohrung 31, welche jeweils eine Kugel 30 aufnimmt ein Verschlußglied bspw. ein Gewindebolzen 32 eingedreht.The chuck 5 of FIG. 2 is provided in the area of the threadless part of the clamping nut 6 with a circumferential outer groove 29 which is approximately semicircular in cross section and into which a number of balls 30 engage. They effect the rotatable but axially immovable mounting of the clamping nut 6 on the chuck 5. So that the balls are held outwards and the game can be switched off, a locking member, for example a threaded bolt 32, is in the threaded bore 31, which receives a ball 30 turned in.
Man kann auch an der Spannmutter 6 eine im Querschnitt etwa halbkreisförmige innenliegende Nut anbringen, welche mit der Nut 29 korrespondiert und insgesamt nur eine einzige Bohrung bzw. Gewindebohrung 32 zum Einfüllen der Kugeln 30 vorsehen. Aus dem Vorstehenden ergibt sich ohne weiteres, daß das Bolzengewinde 33, mit welchem das Muttergewinde 15 der Spannmutter 6 zusammenwirkt, an der Führungshülse 11, insbesondere an derem inneren Ende angebracht ist.It is also possible to provide an internal groove of approximately semicircular cross section on the clamping nut 6, which corresponds to the groove 29 and provide only a single hole or threaded hole 32 for filling the balls 30. From the above it is readily apparent that the bolt thread 33, with which the nut thread 15 of the clamping nut 6 cooperates, is attached to the guide sleeve 11, in particular at its inner end.
Das Bearbeitungswerkzeug 2 wird auch bei der zweiten Variante durch Drehen der Spannmutter 6 in der Spannzange 1 klemmend festgehalten. Falls anschließend unzulässige RundlaufSchwankungen festgestellt werden, dreht man, ebenso wie bei der ersten Variante, eine oder mehrere der Abdrück-Justierschrauben 24 hinein und eine oder mehrere andere im Bedarfsfalle etwas heraus.In the second variant, the machining tool 2 is clamped in the collet 1 by turning the clamping nut 6. If impermissible run-out fluctuations are subsequently determined, one or more of the push-off adjusting screws 24 are screwed in, as in the first variant, and one or more others are slightly unscrewed if necessary.
In Analogie zu Figur 2 sind in Figur l die Spannmutter 6 und die Führungshülse 11 über eine Anzahl Kugeln 37 gekuppelt, die sich in einer umlaufenden Ringnut befinden. Letztere besteht
aus zwei Hälften, wobei die Spannmutter 6 und die Führungshülse 11 je eine halbe Ringnut besitzen. Die Ringnut ist zumindest in Achsrichtung etwas größer als der Kugelaußendurchmesser, so daß die Spannmutter 6 gegenüber der Führungshülse 11 die notwendigen Bewegungen ausführen kann. Es handelt sich dabei aber um Bewegungen imAnalogously to FIG. 2, the clamping nut 6 and the guide sleeve 11 are coupled in FIG. 1 via a number of balls 37 which are located in a circumferential annular groove. The latter exists from two halves, the clamping nut 6 and the guide sleeve 11 each having half an annular groove. The annular groove is at least slightly larger than the outer diameter of the ball in the axial direction, so that the clamping nut 6 can perform the necessary movements relative to the guide sleeve 11. But these are movements in the
Zehntelmilimeterbereich. Eine Einfüllöffnung für die Kugeln ist mit Hilfe eines Gewindebolzens 38 verschlossen. Beim Herausschrauben der Spannmutter 6 nehmen die Kugeln 37 die Führungshülse mit. Dies ist im Grunde genommen ihre einzige Aufgabe.Tenths of a millimeter range. A filling opening for the balls is closed by means of a threaded bolt 38. When unscrewing the clamping nut 6, the balls 37 take the guide sleeve with them. This is basically their only job.
Um auf diese Weise auch die Spannzange 1 vom Futter 5 lösen zu können, ist in eine Nut 39 der Führungshülse 11 ein Ring 40 eingesetzt, bspw. ein Sprengring. Er greift bei exzentrischer Lage seiner Bohrung in die Ringnut 10 der Spannzange 1 ein und legt sich somit beim Abnehmen der Spannmutter 6 in die innere Stirnfläche des zweiten Außenkonus 8 der Spannzange 1 an.In order to be able to detach the collet 1 from the chuck 5 in this way, a ring 40, for example a snap ring, is inserted into a groove 39 in the guide sleeve 11. It engages in the eccentric position of its bore in the annular groove 10 of the collet 1 and thus rests on the inner end face of the second outer cone 8 of the collet 1 when the clamping nut 6 is removed.
Gesäß Figur 3 ist die Führungshülse 11 unmittelbar an die Spannmutter 6 angeformt und sie befindet sich dort zwischen dem Muttergewinde 15 und einem Innenkonus 9 der Spannmutter 6. Sie liegt mit geringem Radialspiel am zylindrischen Außenmantel 12 des Futters 5 an. In eine Außennut 42 des Futters 5 ist ein Richtring 43 eingesetzt. Damit man ihn montieren kann besteht er aus zwei miteinander verbundenen, bspw. verschraubten, Ringhälften. Er ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung mit geringem Spiel gehalten, so daß er sich auf dem Futter 5 leicht drehen läßt.According to FIG. 3, the guide sleeve 11 is formed directly on the clamping nut 6 and is located there between the nut thread 15 and an inner cone 9 of the clamping nut 6. It lies against the cylindrical outer jacket 12 of the chuck 5 with a small radial clearance. A straightening ring 43 is inserted into an outer groove 42 of the chuck 5. So that it can be assembled, it consists of two ring halves which are connected, for example screwed together. It is held with little play both in the radial and in the axial direction, so that it can be easily rotated on the chuck 5.
Am Richtring 43 sind mehrere, insbesondere gleichmäßig am Umfang verteilte Justierschrauben 44 gehalten. Jede durchsetzt eine Durchgangsbohrung 45 des Richtrings 43 und ihr Gewinde 46
ist in ein axial gegen den Richtring 43 hin offenes Muttergewinde 47 der Spannmutter 6 eingeschraubt. Mit Hilfe dieser Justierschrauben 44 kann man die bspw. aufgrund einer Verschmutzung leicht schräg stehende und damit unsymmetrisch auf die Spannzange 1 einwirkende Spannmutter 6 gegenüber dem Futter 5 so ausrichten, daß ein optimaler Rundlauf des Bearbeitungswerkzeugs 2 gewährleistet ist. Hierbei muß beachtet werden, daß die Gewindeverbindung 15,33 zwischen den Spannmutter 6 und dem Futter 5 selbst bei normgerechter Ausbildung ein verhältnismäßig großes Spiel aufweist. Das Ausrichten erfolgt analog zu Figur 1 durch mehr oder weniger starkes Anziehen oder Freigeben einer oder mehrerer Justierschrauben 44 bei gleichzeitiger Messung des Rundlaufs am Bearbeitungswerkzeug 2.A plurality of adjusting screws 44, in particular uniformly distributed over the circumference, are held on the adjusting ring 43. Each passes through a through hole 45 of the straightening ring 43 and its thread 46 is screwed into a nut thread 47 of the clamping nut 6 which is open axially towards the direction ring 43. With the aid of these adjusting screws 44, the clamping nut 6, which is slightly inclined due to contamination and thus asymmetrically acting on the collet 1, can be aligned with the chuck 5 such that an optimal concentricity of the machining tool 2 is ensured. It must be noted here that the threaded connection 15, 33 between the clamping nut 6 and the chuck 5 has a relatively large amount of play, even with training in accordance with the standards. Alignment is carried out analogously to FIG. 1 by tightening or releasing one or more adjusting screws 44 to a greater or lesser extent while simultaneously measuring the concentricity on the machining tool 2.
Der Kopf 48 der Justierschrauben 44 liegt an einer spannmutterfernen Stirnfläche 49 des Richtrings 43 an, die wie bei diesem Ausführungsbeispiel wegen der Zweiteiligkeit des Ringes innenliegend oder bei einer anderen Konstruktion die äußere Stirnfläche sein kann.The head 48 of the adjusting screws 44 rests on an end face 49 of the alignment ring 43 remote from the tension nut, which, as in this exemplary embodiment, can be on the inside because of the two-part design of the ring or, in the case of another construction, the outer end face.
Anhand der Figur 3 kann man sich leicht vorstellen, daß der Richtring 43 durch einen Außenbund des Futters 5 gebildet wird. In diesem Falle ist er relativ zum Futter nicht drehbar. Um trotzdem die Spannmutter 6 aufschrauben und die Durchgangsbohrung 45 gegenüber einem Muttergewinde ausrichten zu können, müssen sich dann die Muttergewinde für die Justierschrauben 44 an einem von vorne her auf die Spannmutter 6 aufgeschobenen Hilfsring befinden, der aber an einem richtringseitigen Außenbund der Spannmutter 6 so abgestützt werden muß, daß mit den Justierschrauben 44 die notwendige Zugkraft und damit auch Richtkraft zum Geradestellen der ggf. leicht schräg geneigten Spannmutter 6 aufgebracht werden kann.
Auch bei dieser Variante findet ein die Demontage erleichternder Ring 40 mit in Gebrauchslage exzentrischer Bohrung Verwendung, der in eine Innennut der Spannmutter 6 eingesprengt ist.It can easily be imagined from FIG. 3 that the alignment ring 43 is formed by an outer collar of the lining 5. In this case it cannot be rotated relative to the feed. In order to be able to unscrew the clamping nut 6 and to be able to align the through bore 45 with a nut thread, the nut thread for the adjusting screws 44 must then be located on an auxiliary ring which is pushed onto the clamping nut 6 from the front, but which is supported on an outer collar of the clamping nut 6 on the direction of the ring must be that the necessary tensile force and thus also straightening force for straightening the possibly slightly inclined clamping nut 6 can be applied with the adjusting screws 44. In this variant, too, a ring 40, which facilitates dismantling, is used with a bore that is eccentric in the position of use, which is blown into an inner groove of the clamping nut 6.
Figur 4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform nach Figur 2. Das ringförmige Druckstück 7 ist dort über den zweiten Außenkonus 8 hinaus verlängert und am Verlängerungsstück befindet sich ein Innenbund 51. Er liegt an einem Druckring 52 an, der spielfrei in die Bohrung 54 eingesetzt ist. Zwischen dem Druckring und der äußeren Stirnfläche 55 der Spannzange 1 bzw. des zweiten Außenkonus 8 befindet sich ein Dichtring 53 aus federelastischem Material, insbesondere aus Gummi, weichelastischem Kunststoff o.dgl.. Zumindest bei eingespanntem Schaft des Bearbeitungswerkzeugs 2 wird dieser Dichtring so zusammengepresst, daß er sowohl am überstehenden Schaftteil des Bearbeitungswerkzeugs 2 als auch an der Bohrung 54 und aufgrund der Pressung selbstverständlich auch an der äußeren Stirnfläche 55 und der inneren Stirnfläche des Druckrings 52 dichtend anliegt. Diese Dichtung hat vor allem den Zweck, das Austreten von Kühlmittel zu verhindern, das über den Kühlmittelkanal 100 und einen Kanal im Werkzeug 2 an die Bearbeitungsstelle gefördert wird. Es verhindert auch das Eindringen von Spänen, Feuchtigkeit oder gar Flüssigkeit ins Innere des Spannzangenfutters.FIG. 4 shows an advantageous development of the embodiment according to FIG. 2. The annular pressure piece 7 is extended there beyond the second outer cone 8 and there is an inner collar 51 on the extension piece. It rests against a pressure ring 52 which is inserted into the bore 54 without play . Between the pressure ring and the outer end face 55 of the collet 1 or the second outer cone 8 there is a sealing ring 53 made of resilient material, in particular of rubber, flexible plastic or the like. At least when the shank of the machining tool 2 is clamped in, this sealing ring is pressed together in such a way that that it bears in a sealing manner both on the protruding shaft part of the machining tool 2 and on the bore 54 and, due to the pressure, of course also on the outer end face 55 and the inner end face of the pressure ring 52. The main purpose of this seal is to prevent the escape of coolant which is conveyed to the machining point via the coolant channel 100 and a channel in the tool 2. It also prevents chips, moisture or even liquid from getting inside the collet chuck.
Es ist leicht einzusehen, daß man in gleicher Weise auch an der Spannmutter 6 des Ausführungsbeispiels der Figur 1 und auch des Ausführungsbeispiels der Figur 3 einen solchen Innenbund 51 anbringen kann und auch zwischen diesen Innenbund und die äußere Stirnfläche 55 des zweiten Außenkonus 8 dieser beiden Ausführungsbeispiele einen Druckring 52 und einen Dichtring 53 gemäß der Darstellung nach Figur 4 einsetzen kann.
Die aus Figur 4 ersichtliche Variante hat aber den besonderen Vorteil, daß das Druckstück 7 nur eine reine Schiebebewegung in Längsrichtung der geometrischen Achse desIt is easy to see that such an inner collar 51 can also be attached to the clamping nut 6 of the exemplary embodiment in FIG. 1 and also the exemplary embodiment in FIG. 3, and also between this inner collar and the outer end face 55 of the second outer cone 8 of these two exemplary embodiments can use a pressure ring 52 and a sealing ring 53 as shown in FIG. 4. The variant shown in Figure 4 has the particular advantage that the pressure piece 7 only a pure sliding movement in the longitudinal direction of the geometric axis of the
Spannzangenfutters ausführt und infolgedessen der Dichtring 53 auch nur einer axialen Belastung ausgesetzt ist. Bei den Varianten der Figuren 1 und 3 kann es aufgrund der Drehbewegung der Spannmutter 6 beim Spannen des Bearbeitungswerkzeugs 2 zu einer Belastung des Dichtrings in Umfangsrichtung kommen.Collet chuck executes and consequently the sealing ring 53 is only exposed to an axial load. In the variants of FIGS. 1 and 3, the sealing ring 6 can be loaded in the circumferential direction due to the rotary movement of the clamping nut 6 when clamping the machining tool 2.
Die Vorteile der langen Führung der Hülse 11 bleibt auch bei der Ausführungsform nach Figur 4 voll erhalten. Es zeichnen sich alle Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit aus. Wie gemäß Figuren 2 und 4 die Führungshülse 11 nur eine axiale Verschiebebewegung ausführt, bleibt beim Spannen des Bearbeitungswerkzeugs 2 die Rundlaufgenauigkeit ohne Einschränkung erhalten. Auf die Spannzange wird kein radiale Ungenauigkeiten verursachender Druck ausgeübt.The advantages of the long guidance of the sleeve 11 are also fully retained in the embodiment according to FIG. 4. All of the exemplary embodiments of the invention are distinguished by high concentricity. As shown in FIGS. 2 and 4, the guide sleeve 11 only executes an axial displacement movement, the concentricity is retained without restriction when the machining tool 2 is clamped. No pressure causing radial inaccuracies is exerted on the collet.
Gemäß der Figur 5 nimmt eine Spannzange 101 herkömmlicher Bauart den Schaft eines Bearbeitungswerkzeugs 102 bspw. eines Fräsers, Bohrers, Gewindeschneiders oder dgl. auf und hält ihn klemmend fest. Die Spannzange 101 besitzt einen ersten Außenkonus 103, der in einen Innenkonus 104 eines Futters 105 eingesteckt ist, wobei selbstverständlich die Konizität jeweils gleich ist. Das Futter 105 ist seinerseits in bekannter Weise in eine formlich angepaßte Aufnahme einer nicht dargestellten Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine eingesetzt und darin mit bekannten Mitteln gehalten.According to FIG. 5, a collet 101 of a conventional type takes up the shank of a processing tool 102, for example a milling cutter, drill, thread cutter or the like, and holds it in a clamped manner. The collet 101 has a first outer cone 103 which is inserted into an inner cone 104 of a chuck 105, the conicity being of course the same in each case. The chuck 105 is, in turn, inserted in a known manner into a formally adapted receptacle of a tool spindle, not shown, of a machine tool and held therein by known means.
Das Spannen erreicht man mit Hilfe einer Spannmutter 106. Diese wirkt jedoch nicht unmittelbar, sondern über einen
Druckring 107 auf die Spannzange 101 ein. Die Spannzange besitzt zu diesem Zwecke noch einen zweiten Außenkonus 108, der kürzer ist als der erste Außenkonus 103 und dessen Neigung zu derjenigen des ersten Außenkonus 103 entgegengesetzt verläuft. Der zweite Außenkonus 108 greift in einen Innenkonus 109 des Druckrings 107 ein, wobei wiederum beide Konusse den gleichen Winkel aufweisen und auch ihre Länge oder Höhe etwa gleich groß ist. In bekannter Weise ist die Spannzange 101 mehrfach längsgeschlitzt. Zwischen den beiden Konussen 103 und 108 befindet sich eine umlaufende Ringnut 110. Hinsichtlich der Längsschlitze der Spannzange 101 kommen alle bekannten Ausführungen, insbesondere die genormte, in Frage.Tensioning is achieved with the aid of a tensioning nut 106. However, this does not act directly, but via one Pressure ring 107 on the collet 101. For this purpose, the collet also has a second outer cone 108, which is shorter than the first outer cone 103 and whose inclination is opposite to that of the first outer cone 103. The second outer cone 108 engages in an inner cone 109 of the pressure ring 107, both cones again having the same angle and their length or height also being approximately the same size. The collet 101 is longitudinally slit several times in a known manner. A circumferential annular groove 110 is located between the two cones 103 and 108. With regard to the longitudinal slots of the collet 101, all known designs, in particular the standardized one, come into question.
Erfindungsgemäß ist die Spannmutter teilweise als Führungshülse 111 ausgebildet, d.h. letztere ist einstückig angeformt. Sie ist mit geringem radialem Spiel auf den zylindrischen Außenmantel 112 des freien Endstücks 113 des Futters 105 aufgeschoben. Das Radialspiel liegt in der Größenordnung von 1/100 bis 2/100 mm. Das geringe Spiel zwischen dem Endstück 113 und der Führungshülse 111 einerseits und die verhältnismäßig große Länge dieser Führung andererseits gewährleisten ein weitgehend kippsicheres Anbringen der Führungshülse 111 am Futter 105.According to the invention, the clamping nut is partially designed as a guide sleeve 111, i.e. the latter is molded in one piece. It is pushed onto the cylindrical outer jacket 112 of the free end piece 113 of the chuck 105 with little radial play. The radial play is of the order of 1/100 to 2/100 mm. The slight play between the end piece 113 and the guide sleeve 111, on the one hand, and the relatively long length of this guide, on the other hand, ensure that the guide sleeve 111 is attached to the chuck 105 to a large extent so as not to tip over.
An ihrem in Figur 5 linken Ende trägt die Spannmutter 106 ein Muttergewinde 115, mit dessen Hilfe sie auf dem Bolzengewinde 16 des Futters 105 verschraubt werden kann. Somit bewirkt das Drehen der Spannmutter 106 in der einen Richtung ein Andrücken des Druckrings 107 an den zweiten Außenkonus 108, während bei einem Drehen in Gegenrichtung ein Lösen der Spannvorrichtung bewirkt wird.At its left end in FIG. 5, the clamping nut 106 carries a nut thread 115, with the aid of which it can be screwed onto the bolt thread 16 of the chuck 105. Thus, rotating the clamping nut 106 in one direction causes the pressure ring 107 to be pressed against the second outer cone 108, while rotating in the opposite direction causes the clamping device to be released.
Der Druckring 107 ist mit geringem Spiel in das gewindeferne
Ende der Spannmutter 106 eingeschoben und relativ zu letzterer drehbar, aber axial unverschiebbar. Beim Spannen des Bearbeitungswerkzeugs 102 wird allerdings die Spannmutter 106 gegenüber dem Druckring 107 verdreht, der eine axiale Anpreßkraft auf den zweiten Außenkonus 108 der Spannzange 101 ausübt. Die axiale Mitnahme erfolgt über mehrere Kugeln 137, die in eine Ringnut 157 eingebracht wurden. Die Ringnut wird durch eine Umfangsrille 158 des Druckrings 107 und eine dieser gegenüberliegende umlaufende innere Rille 159 am gewindefernen Ende der Führungshülse bzw. der Spannmutter 106 gebildet, wobei diese beiden Rillen jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt haben. Über eine radiale Kugeleinfüllbohrung 160 der Führungshülse 111, die mittels eines Stopfens, insbesondere eines Gewindebolzens 138 verschließbar ist, werden die Kugeln eingefüllt. In eine innere radiale Nut 139 des Druckrings 107 ist ein Mitnahmering 140 eingesetzt, insbesondere eingesprengt. Dieser Ring greift mit allseits großem Abstand in eine radiale Außennut 110 der Spannzange 101, welche zwischen den beiden Konussen 103 und 108 gelegen ist.The pressure ring 107 is in the thread distant with little play End of the clamping nut 106 inserted and rotatable relative to the latter, but axially immovable. When clamping the machining tool 102, however, the clamping nut 106 is rotated relative to the pressure ring 107, which exerts an axial contact force on the second outer cone 108 of the collet 101. The axial entrainment takes place via a plurality of balls 137 which have been introduced into an annular groove 157. The annular groove is formed by a circumferential groove 158 of the pressure ring 107 and a circumferential inner groove 159 opposite this at the distal end of the guide sleeve or the clamping nut 106, these two grooves each having a semicircular cross section. The balls are filled in via a radial ball filling bore 160 of the guide sleeve 111, which can be closed by means of a stopper, in particular a threaded bolt 138. In an inner radial groove 139 of the pressure ring 107, a driving ring 140 is inserted, in particular blown in. This ring engages with a large distance on all sides in a radial outer groove 110 of the collet 101, which is located between the two cones 103 and 108.
Der Druckring 107 kann mit einem radial nach innen ragenden Innenbund 151 versehen werden. Mit dessen Hilfe kann man einen Druckring 152 und einen Dichtring 153 gegen die Stirnfläche 155 am nach außen weisenden Ende der Spannzange 101 drücken. Dabei legt sich der Dichtring 153 auch radial außen an den Schaft des Bearbeitungswerkzeugs 102 und den Druckring 107 an. Weil die Spannzange 101 bei herkömmlicher, also genormter Ausbildung radial geschlitzt ist und somit Schmier- und Kühlflüssigkeit, welche bei einer entsprechenden Ausbildung der Maschine im Sinne des Pfeils 163 zugeführt werden kann, radial aus diesen Schlitzen der Spannzange austreten kann, läßt sich der Strömungsweg in axialer Richtung nach außen mit
Hilfe des Dichtrings 153 absperren, so daß die Flüssigkeit zwangsläufig über den oder die Schmierkanäle des Bearbeitungswerkzeugs, bspw. eines Bohrers, austreten muß. Ein Austreten dieser Flüssigkeit über andere Kanäle und Spalte kann in bekannter Weise bspw. durch O-Ringe verhindert werden.The pressure ring 107 can be provided with a radially inwardly projecting inner collar 151. With its help, a pressure ring 152 and a sealing ring 153 can be pressed against the end face 155 at the outward-facing end of the collet 101. The sealing ring 153 also lies radially on the outside of the shaft of the machining tool 102 and the pressure ring 107. Because the collet 101 is radially slotted in the conventional, that is to say standardized, design, and thus lubricant and cooling liquid, which can be supplied with a corresponding design of the machine in the direction of arrow 163, can escape radially from these slits in the collet, the flow path can be shown in FIG axial direction outwards with Shut off with the help of the sealing ring 153, so that the liquid must inevitably exit via the lubrication channel or channels of the machining tool, for example a drill. This liquid can escape through other channels and gaps in a known manner, for example by means of O-rings.
In radiale Gewinde der Führungshülse 111 sind gleichmäßig am Umfang verteilt mehrere Abdrück-Justierschrauben 124 eingedreht. Ihr inneres, am freien Ende in geeigneter Weise gestaltetes Ende 161 liegt am Außenumfang des zylindrischen Außenmantels 112 des Futters 105 an. Mit Hilfe dieser Abdrück- Justierschrauben kann man den Rundlauf desA plurality of forcing adjustment screws 124 are screwed into the radial thread of the guide sleeve 111, evenly distributed over the circumference. Its inner end 161, which is suitably designed at the free end, lies against the outer circumference of the cylindrical outer shell 112 of the chuck 105. With the help of these push-off adjusting screws, the concentricity of the
Bearbeitungswerkzeugs 102 nach dem Festspannen noch innerhalb gewisser Grenzen korrigieren. Zu solchen Rundlauffehlem kann es bspw. dadurch kommen, daß in der Gewindeverbindung 115/116 zwischen der Spannmutter 106 und dem Futter 105 eine Verunreinigung vorhanden ist, welche das vorhandene Radialspiel einseitig verlagert.Correct the machining tool 102 within certain limits after tightening. Such radial run-out errors can occur, for example, if there is an impurity in the threaded connection 115/116 between the clamping nut 106 and the chuck 105, which displaces the existing radial play on one side.
Mit der strichpunktierten Linie 162 wird angedeutet, welche Form die Spannmutter 106 bzw. die Führungshülse 111 und der Druckring 107 an ihrem bspw. seinem freien Ende haben kann, wenn auf die Anbringung eines Dichtrings 153 und Druckrings 152 verzichtet wird. Wenn ein Dichtring 153 vorhanden ist, so besteht er aus federelastischem Material, insbesondere aus Gummi, weichelastischem Kunststoff oder dgl. Im übrigen verhindert diese Dichtung natürlich auch das Eindringen von Spänen, Feuchtigkeit, oder sogar Flüssigkeit ins Innere des Spannzangenfutters.
The dash-dotted line 162 indicates the shape of the clamping nut 106 or the guide sleeve 111 and the pressure ring 107 at its free end, for example, if the attachment of a sealing ring 153 and pressure ring 152 is dispensed with. If a sealing ring 153 is present, it consists of resilient material, in particular rubber, soft-elastic plastic or the like. In addition, this seal naturally also prevents chips, moisture or even liquid from penetrating into the interior of the collet chuck.