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Die Erfindung bezieht sich auf Schnellwechselfutter mit einer den
Schaft eines Einsatzfutters aufnehmenden Aufnahmehülse und mit einem diese tragenden
Schaft, der eine Axialbohrung aufweist, in die ein von einer Feder umschlossener
Bolzen eingreift, der mit dem Einsatzfutter verbindbar ist, wobei das der Aufnahmehülse
zugekehrte Ende der Feder sich an einem Anschlag des Schaftes und das andere Ende
an einem mit dem Bolzen verbundenen Anschlag abstützt.
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Bei dem durch die französische Patentschrift 1193 303 bekannten
Schnellwechselfutter ist die Schaftbohrung an ihrem der Aufnahmehülse zugekehrten
Ende für die Aufnahme des Bolzens der Aufnahmehülse erweitert und geht über einen
der Aufnahmehülse zugekehrten Innenflansch in einen verengten Bohrungsteil über,
in dem im Anschluß an das freie Ende des Bolzens die Ausgleichsfeder angeordnet
ist. Die Länge der Schaftbohrung entspricht somit der Summe der Länge des Bolzens
der Aufnahmehülse und der Ausgleichsfeder, so daß das bekannte Schnellwechselfutter
eine verhältnismäßig große axiale Ausdehnung aufweist. Dies ist aber sehr hinderlich,
weil dadurch das Schnellwechselfutter mit dem bekannten Längenausgleich einerseits
viel Raum einnimmt und andererseits dadurch das Lager der Maschinenspindel einer
größeren radialen Belastung ausgesetzt ist.
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Es ist auch ein Schnellwechselfutter der eingangs genannten Art bekannt,
bei dem der Nachteil der überlangen Ausführung dadurch vermieden ist, daß die Ausgleichsfeder
den Bolzen umschließt, so daß die axiale Bohrung des Schaftes nur etwa so lang sein
muß wie der Bolzen. Um bei diesem bekannten Schnellwechselfutter die Feder jedoch
zur Wirkung bringen zu können, muß der Bolzen gegen den Druck der Feder mittels
eines Spezialschlüssels aus der Aufnahmehülse herausgezogen und in den Schaft eines
Einsatzfutters eingeschraubt werden. Dadurch wird, nach dem der Spezialschlüssel
entfernt ist, der Schaft des Einsatzfutters in die Aufnahmehülse durch die Feder
hineingezogen, bis er an den Boden der Aufnahmehülse anstößt. Ganz abgesehen davon,
daß diese komplizierte Verbindung des Bolzens mit dem Schaft des Einsatzfutters
für ein Schnellwechselfutter denkbar ungeeignet ist, hat dieses bekannte Schnellwechselfutter
auch noch den Nachteil, daß eine Ausgleichsbewegung nur durch Herausziehen des Einsatzfutters
aus der Aufnahmehülse gegen die Kraft der Ausgleichsfeder erfolgen kann und der
Längenausgleich des Schnellwechselfutters also nur für Zugbeanspruchungen des Werkzeuges
brauchbar ist. Das bekannte Schnellwechselfutter kann daher nur dann verwendet werden,
wenn der Vorschub der das Schnellwechselfutter tragenden Arbeitsspindel der Maschine
kleiner ist als z. B. die Steigung eines mittels eines Gewindebohrers zu schneidenden
Gewindes. Die Arbeitsweise bei Werkzeugmaschinen kann jedoch auch einen auf Druck
beanspruchenden Längenausgleich erfordern. Dies ist beispielsweise i beim Gewindeschneiden
immer dann der Fall, wenn der Vorschub der Arbeitsspindel der Maschine größer ist
als die Steigung des zu schneidenden Gewindes. Dieselbe Notwendigkeit tritt beim
Gewindeschneiden auch dann ein, wenn sich der Gewindebohrer in der Bohrung festfrißt,
wobei die Drehbewegung des Werkzeuges beispielsweise durch eine vorgesehene Überlastungskupplung
aufhört, der Spindelvorschub aber bis zur eingestellten Arbeitstiefe weiterläuft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnellwechselfutter
mit einem Längenausgleich zu schaffen, der sowohl auf Zug als auch auf Druck beansprucht
werden kann. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für das der
Aufnahmehülse abgekehrte Ende der Feder am Schaft ein Anschlag angeordnet ist und
daß der Bolzen für das der Aufnahmehülse zugekehrte Ende der Feder einen Anschlag
aufweist.
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Durch diese beiden zusätzlichen Anschläge wird erreicht, daß nunmehr
die Feder auch bei Druckbeanspruchungen zwischen den beiden Anschlägen gemäß der
Erfindung zusammengedrückt werden kann, so daß auch ein Längenausgleich bei Druckbeanspruchungen
möglich ist. Auch kann durch Wahl einer entsprechenden Länge der Feder diese zwischen
den Anschlägen beliebig vorgespannt werden, wobei sie bei beiden Beanspruchungsmöglichkeiten
bei diese Vorspannung überschreitenden Kräften immer zusammengedrückt wird.
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Das erfindungsgemäße Schnellwechselfutter hat auch noch den weiteren
Vorteil, daß es sich sehr einfach so weiterbilden läßt, daß die Mittelstellung der
Aufnahmehülse sehr einfach axial versetzt werden kann, indem bei einer vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung als Anschläge für die Ausgleichsfeder auf dem Bolzen
auswechselbare Hülsen vorgesehen sind. Die Mittelstellung der Aufnahmehülse kann
hierbei axial einfach dadurch versetzt werden, daß eine an einem Ende der Längenausgleichsfeder
vorgesehene Anschlaghülse am anderen Ende der Ausgleichsfeder angeordnet wird, so
daß sich dann die Mittelstellung der Aufnahmehülse um eine Länge der Anschlaghülse
verschiebt. Man kann dadurch gleichzeitig erreichen, daß der Längenausgleich in
einem Fall nur für Zugbeanspruchungen, im anderen Fall nur für Druckbeanspruchungen
wirksam werden kann.
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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt F
i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Schnellwechselfutter mit einem Längenausgleich,
wobei Anschläge für eine Ausgleichsfeder auf einem Bolzen der Aufnahmehülse für
einen Längenausgleich in beiden axialen Richtungen angeordnet sind, F i g. 2 und
3 der F i g. 1 entsprechende Schritte, bei denen die Anschläge für einen Längenausgleich
durch Einschieben der Aufnahmehülse in die Mantelhülse bzw. für einen Längenausgleich
für ein Herausziehen der Aufnahmehülse aus der Mantelhülse angeordnet sind, wobei
in F i g. 3 ein Einsatzfutter gestrichelt angedeutet ist.
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Das in der Zeichnung dargestellte Schnellwechselfutter weist einen
Schaft 1 für die Verbindung des Schnellwechselfutters mit einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Werkzeugmaschinenspindel auf. Für die einwandfreie Übertragung
der Drehbewegung der Werkzeugmaschinenspindel auf den Schaft ist in diesem eine
Paßfeder 2 vorgesehen, die in eine Axialnut in einer Bohrung der Werkzeugmaschinenspindel
eingreift.
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Das andere, nicht für den Eingriff in eine Werkzeugmaschinenspindel
vorgesehene Ende des Schaftes 1 ist als Mantelhülse 3 ausgebildet, in der eine Aufnahmehülse
4 axial verschiebbar angeordnet ist.
Die Aufnahmehülse 4 dient zur
Aufnahme eines Einsatzschaftes 5 eines bekannten handelsüblichen Einsatzfutters
6 für ein bestimmtes Werkzeug, z. B. für einen Gewindebohrer 7. In z. B. drei gleichmäßig
über den Umfang verteilten radialen Bohrungen 8 der Aufnahmehülse 4 sind als Sperrkörper
dienende Kugeln 9 angeordnet, die in den in der Zeichnung dargestellten Schließstellungen
des Schnellwechselfutters in eine Ringnut 11 des Einsatzschaftes 5 eingreifen und
von der Mantelhülse in dieser Eingriffsstellung gehalten werden. In der Innenwandung
der Mantelhülse 3 ist eine Ringnut 12 vorgesehen, die in der Öffnungsstellung des
Schnellwechselfutters genau den radialen Bohrungen 8 der Aufnahmehülse 4 gegenüberliegt,
so daß die Sperrkugeln 9 dann in diese Ringnut 12 eintreten und so den Einsatzschaft
5 des Einsatzfutters freigeben können.
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Zur Übertragung der Drehbewegung von der einen Teil des Schaftes bildenden
Mantelhülse 3 auf die Aufnahmehülse 4 sind als Mitnehmer Kugeln 13 vorgesehen, die
in ebenfalls z. B drei gleichmäßig auf den Umfang der Aufnahmehülse 4 verteilte
Axialnuten 14 in der Außenwandung der Aufnahmehülse 4 und gleichzeitig in diesen
Axialnuten unmittelbar gegenüberliegende radial durchgehende, sich axial erstreckende
Schlitze 15 in der Mantelhülse 3 eingreifen. Um die Mitnehmerkugeln 13 in dieser
Eingriffsstellung zu halten, ist eine die Axialschlitze 15 außen abdeckende Griffhülse
16 auf der Mantelhülse 3 axial verschiebbar angeordnet, deren unterer Rand 16' drehbar,
aber axial nicht verschiebbar mit dem unteren Rand 4' der Aufnahmehülse
4 verbunden ist, indem ein Innenflansch 17 des unteren Randes 16' der Griffhülse
16 zwischen einen Außenflansch 18 und einen Sprengring 19 am Rand 4' der Aufnahmehülse
4 eingreift. Dadurch kann man die Aufnahmehülse 4 mittels der Griffhülse 16 in die
Öffnungsstellung axial verschieben, wenn das Einsatzfutter 6 aus dem Schnellwechselfutter
herausgenommen werden soll.
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In dem Schaft 1 ist eine Axialbohrung 21 für eine Längenausgleichsfeder
22 vorgesehen, deren eines Ende unter Zwischenschaltung eines Ringes 23 an einem
Innenflansch 24 der Bohrung 21 und deren anderes Ende ebenfalls unter Zwischenschaltung
eines Ringes 25 an einem Sicherungsring 26 anliegt. Dadurch kann die Längenausgleichsfeder
22 durch die ihr als Anschläge dienenden Ringe 23 und 25 mit der erforderlichen
Druckvorspannung versehen werden.
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Die Aufnahmehülse 4 ist mit einem in die Schaftbohrung 21 eingreifenden
Bolzen 27 fest verbunden, der sich durch die ganze Längsausgleichsfeder 22 hindurch
erstreckt und an seinem der Aufnahmehülse 4 abgekehrten Ende mit einem Kopf 28 versehen
ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Ringes 25.
Der Bolzen 27 ist länger als die Feder 22, so daß er gegenüber der Feder in den
drei verschiedenen, in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Stellungen gegenüber diesen
angeordnet werden kann. Mit der Aufnahmehülse 4 ist der Bolzen 27 abnehmbar verbunden.
Zu diesem Zweck ist die Aufnahmehülse 4 mit einem Zapfen 29 versehen, der eine Gewindebohrung
31 für das mit einem Gewinde versehene Ende des Bolzens 27 aufweist.
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Um die Aufnahmehülse 4 durch die Längenausgleichsfeder 22 in einer
bestimmten Stellung festzuhalten, aus der sie nur gegen die Druckkraft der Ausgleichsfeder
22 herausbewegt werden kann, sind auf dem Bolzen 27 vorzugsweise zwei gleichlange
Hülsen 32 vorgesehen, die entweder, wie das in F i g. 1 dargestellt ist, an beiden
Enden des Bolzens 27 zwischen den Ringen 23 und 25 und dem Zapfen 29 bzw.
dem Kopf 28 oder nur an dem mit dem Zapfen 29 verbundenen Ende des Bolzens
27, also zwischen dem Zapfen 29 und dem Ring 23 oder, wie das in F i g. 3 dargestellt
ist, am Kopfende des Bolzens 27, also zwischen dem Kopf 28 und dem Ring
25, angeordnet werden können. Dadurch wird erreicht, daß die Ausgangsstellung
der Aufnahmehülse bei der Anordnung der Anschlaghülsen 32 nach etwa in der Mitte
ihres Bewegungsspielraumes liegt, so daß die Aufnahmehülse 4 Längenausgleichsbewegungen
sowohl durch eine Verschiebung in die Mantelhülse 3 hinein oder auch aus der Mantelhülse
3 heraus durchführen kann. Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3
befindet sich demgegenüber die Aufnahmehülse 4 jeweils etwa in einer ihrer Endstellungen,
so daß sie Ausgleichsbewegungen nur in die Mantelhülse 3 hinein bzw. aus dieser
heraus durchführen kann. Diese Ausgleichsbewegungen sind dann natürlich doppelt
so groß wie bei der Anordnung der Anschlaghülse 32 nach F i g. 1.