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Spanneinrichtung für Fräser Beim keillosen Spannen von Fräsern und
ähnlichen Werkzeugen, wie Messerköpfen, auf den Dorn kommt es zu Verziehungen und
Lockerungen der bekannten, mit Längsschlitzen und entsprechenden Lamellen versehenen
Spannhülsen und zu Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung. Durch die Verwendung kostspieliger
hydraulischer Spannmittel, z. B. hydraulisch betätigbarer Spannmuttern, kann zwar
durch Anwendung hoher Pressungen eine Lockerung, jedoch nicht auch Unrundlauf verhindert
werden, der bei längsgeschlitzter Spannhülse durch Verziehen und einseitige Drücke
verursacht wird. Die für längsgeschlitzte Spannhülsen erforderliche größere Baulänge
verbietet ihre Anwendung bei einem Großteil nur kurzer Fräser, vornehmlich Scheibenfräser.
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Dem Zweck, Unrundlaufen zu verhindern, sollen jedoch bekannte Spannvorrichtungen
zum zentrischen Spannen dienen, die einen hülsenförmigen Spannkörper ohne Schlitze
haben, dessen Federung erfahrungsgemäß so gering ist, daß nur bei hoher Kraftanwendung
und bei enger kostspieliger Toleranz ein Festspannen möglich ist. In der Praxis
haben sich Hülsen ohne Schlitze zur Spannung oder zum Kuppeln deshalb nicht durchsetzen
können.
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Gleiches gilt für federnde Kegelhülsen, die abwechselnd innen und
außen eingeschlitzt, jedoch nicht durchgeschlitzt sind.
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Die keillose Kupplung von Fräswerkzeug und Dorn durch Einführung von
Ringfedern und von kegeligen Büchsen setzt einen auszufüllenden Ringraum zwischen
den zu verspannenden Teilen und koaxiale Anlageflächen dieser Teile voraus, deren
meist noch mit zusätzlichen Teilen verbundene Herstellung und Zusammenbau schwierig
und kostspielig ist.
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Andererseits ist es bei Rohrmuffen bekannt, sie aus in sich nachgiebigem,
plastischem Werkstoff zu bilden, sie mittig mit Gewinde für Muttern mit Innenkegelpressung
zu versehen und sie an den Enden dem Spannmutterkegel entsprechend konisch zu gestalten.
Wenn schon auch hier mit einer allseitig gleichmäßig federnden Anpressung der Rohrmuffe
gerechnet werden kann, so ist eine solche keillose Verbindung von Fräser und Dorn,
was Werkstoff und Konstruktion betrifft, nicht möglich.
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Es sind auch Vorrichtungen zur axialen und radialen Befestigung einer
Nabe od. dgl. auf einer Welle mittels mindestens eines Ringes bekannt, der wenigstens
teilweise federt und der mindestens eine konische Fläche aufweist, die mit einer
entsprechenden Fläche der Nabenbohrung zusammenwirkt, wobei der Längsschub der Welle
von einem mit, ihr zusammenwirkenden Anschlag über den Ring unter Aufschrumpfung
desselben auf die Welle an die Nabe weitergeleitet wird, wobei der Kegelwinkel zwischen
innerer und äußerer Fläche des Ringes so groß gewählt ist, daß sich der Ring bei
Befreiung von axialer Belastung unter elastischem Auffedern und unter selbsttätiger
axialer Verstellung von Welle und Nabe löst. Die einerseits gegen die Welle und
andererseits gegen die Nabe gerichtete Spannung des kegeligen Ringes trifft nabenseitig
auf ein praktisch unnachgiebiges Nabenende. Diese Vorrichtung ist infolge vieler
zusammenwirkender Bauteile ebenso kostspielig wie lästig beim Zusammenbau. Für umlaufende
Werkzeuge, wie beispielsweise Fräser, Fräsersätze und Messerköpfe, ist sie nicht
geeignet.
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Es sind ferner schon allein zum Zwecke des leichteren Auswechselns
einer. Schleifscheibe radial geteilte zweiteilige Schleifscheiben in bekannter Weise
durch auf der Welle verschiebbare und feststellbare seitliche Spannscheiben zusammengehalten
worden, wobei die Spannscheiben neben ebenen Druckflächen mit keilringförmigen,
im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Ansätzen in entsprechend vertiefte ringförmige,
ebenso im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen der zweiteiligen Schleifscheibe
gepreßt werden. Der Axialdruck der keilringförmigen, im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen
Ansätze solcher Spannscheiben gegen entsprechend geformte und vertiefte Ausnehmungen
in Schleifscheibenteilen kann einmal infolge des verhältnismäßig großen Keilwinkels
nur einen entsprechend verhältnismäßig geringen Radialdruck bewirken, der ausreichend
ein mag, die Schleifscheibenteile auf der Welle zusammenzuhalten, der aber bei weitem
nicht ausreicht, um eine die Bohrung an den Stirnenden verengende Klemmwirkung zu
erzielen, wie sie bei der Verspannung von Fräsern notwendig ist. Schleifscheiben
haben zudem im Gegensatz zu Fräsern und Umlaufteilen aus Stahl nicht genügend Elastizität,
um an den Stirnseiten eine Klemmwirkung zu erreichen. Auch reicht ihre Druckfestigkeit
für Preßdrücke nicht aus, die regelmäßig zum Einspannen von Fräsern aufgewendet
werden müssen.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Werkzeugbefestigung
auf dem Dorn ohne Keil, bei der auf jeder Werkzeugseite ein Spannring vorgesehen
ist, der mittels einer Konusfläche in eine entsprechende Gegenkonusfläche des Werkzeuges
eingreift und einen nach dem Dorn zu gerichteten Spanndruck erzeugt, bei der Unrundlaufen
dadurch vermieden wird, daß für eine elastische Anpressung eines Fräswerkzeuges
die Konusflächen der Spannscheiben und des Fräswerkzeuges nur mit geringer Steigung
und nahe dem Dorn liegend angeordnet sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß die Spannscheiben
mit keilringförmigen Ansätzen an beiden Stirnseiten versehen sind, so daß mehrere
umlaufende Teile gleichzeitig mit der Welle verspannt werden können. Auch können
bei geringen Anforderungen und zur Ersparnis an Preßflanschen die Naben an einer
Stirnseite mit einer Ringnut und an der gegenüberliegenden Seite mit einer Ringnutfeder
versehen sein, wobei nur endseitige Preßflansche erforderlich sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Längsschnitt
dargestellt.
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Die Naben 1 des Fräsers 2 sind nahe der Welle mit zwei sich gegenüberliegenden
Ringnuten 3 versehen, die einen keilförmigen, von innen nach außen gleichmäßig auf
beiden Seiten erweiterten Querschnitt haben. Entsprechend geformte Vorsprünge oder
sogenannte Ringnutfedern 4 zweier seitlich der Nabe lose angeordneter, auf der Welle
geführter Spannscheiben 5 fassen in die Ringnut 3, und zwar so, daß zunächst zwischen
dem Nutgrund der Ringnut 3 und der Unterseite der Spannscheibenfeder 4 Spiel ist
und erst bei weiterer Verschiebung diese einen Druck in radialer Richtung der Pfeile
auf die Welle ausüben. Der Fräser 2 oder dessen Naben- oder Tragkörper ist ebenso
wie die Spannscheiben 5 aus elastischem Werkstoff, zweckmäßig aus Federstahl, der
im gehärteten oder vergüteten Zustand eine Festigkeit von etwa 150 kg/qmm hat. Bei
dieser Festigkeit und Elastizität des Werkstoffes ergibt sich unter der Voraussetzung
maßgerechter Ausführung ein Höchstmaß der Zusammenziehung der durch die Eindrehung
der Ringnuten 2 entstandenen inneren Ringfedern 6 der Nabe bei ausreichendem Widerstand
des Außenringes der Nabe, so daß letzterer und etwa auch der mit ihr verbundene
Fräser 2 selbst gegen Ausweitung gesichert ist. Die Federung der inneren Ringfedern
6 der Nabe reicht dabei aus, um eine feste Kupplung zwischen Fräser 2 und Welle
zu erreichen, so daß auf eine Verkeilung verzichtet werden kann.
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Zweckmäßig ist bei Federstahl das Maß der mittleren Dicke der Ringnutfedern
4 wenig kleiner als das Maß ihrer Höhe und etwa ebenso groß wie das Maß der mittleren
Dicke der innenseitigen Nutfedern 6 der Nabe 1 des zu kuppelnden Teiles.
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Bei einem Satz auf einer Welle festzuspannenden Fräser 2 können auch
deren Naben an einer Seite mit einer Ringnut 2 und an der anderen Stirnseite mit
einer Ringnutfeder 4 versehen sein, wobei dann je eine lose Spannscheibe 5 außenseitig
an den äußeren Satzteilen anliegen.