DE20107998U1 - Spannfutter für ein Werkzeug, insbesondere ein Fräs- oder Bohrwerkzeug - Google Patents

Description

DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE · MOERSER STRASSE 140 · D-47803 KREFELD

Anwaltsakte: 01 607 / 8 kü

BDS Maschinen GmbH, Martinstraße 108, 41063 Mönchengladbach
Spannfutter für ein Werkzeug, insbesondere ein Fräs- oder Bohrwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für ein Werkzeug mit einem zumindest eine im Wesentlichen plane seitliche Mitnahmefläche aufweisenden kreiszylinderförmigen Schaft, insbesondere ein Fräs- oder Bohrwerkzeug, wobei ein Ende des Spannfutters mit einer Werkzeugmaschine, insbesondere mit einer Fräs- oder Bohrmaschine, in Verbindung bringbar ist und das andere Ende des Spannfutters als Aufnahmeeinrichtung für den Schaft des Werkzeuges ausgebildet ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine in Verlängerung der Mittelachse des Spannfutters befindliche, stirnseitig angeordnete Aufnahme mit zumindest einer seitlich auf die Mitnahmefläche des eingespannten Werkzeuges wirkende Befestigungseinrichtung aufweist.

Beim Einspannen eines Werkzeuges in bekannte Spannfutter wird dieses zunächst mit dem Schaft in die Aufnahme eingeführt. Fixiert werden die Werkzeuge mittels als Schrauben ausgebildete Befestigungseinrichtungen. Hierzu sind in der Aufnahme seitlich zwei Bohrungen vorgesehen, durch die die Schrauben von außen zum Spannen eingedreht werden. Dabei sind die Bohrungen so ausgerichtet, dass die Schrauben stirnseitig auf die entsprechenden Mitnahmeflächen auftreffen. Hierdurch wird das Werkzeug in der Aufnahme fix-

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iert. Zur besseren Fixierung sind dabei die Mitnahmeflächen nicht parallel angeordnet, so dass das Werkzeug zwischen insgesamt drei Punkten in der Aufnahme eingespannt ist.

Als Nachteil erweist sich, dass das Wechseln des Werkzeuges zeitaufwendig ist, da einerseits die Schrauben gelöst und nach Einführen eines neuen Werkzeuges wieder festgedreht werden müssen. Andererseits muss das Werkzeug hinreichend genau in dem Spannfutter ausgerichtet werden, damit sichergestellt ist, dass die Schrauben auch tatsächlich mit ihrer zugeordneten Mitnahmefläche in Kontakt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spannfutter der bekannten Art derart zu verbessern, dass das Wechseln und Einführen eines Werkzeuges vereinfacht und schneller durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest eine Befestigungseinrichtung als eine radial in Richtung der entsprechenden Mitnahmefläche des Werkzeuges verlagerbare, durch eine Ausnehmung der Aufnahme fassende Spanneinrichtung mit einer dem Schaft zugewandten Spannfläche ausgebildet ist, wobei die Spanneinrichtung mittels einer in die Befestigungseinrichtung integrierten Betätigungseinrichtung mit der Mitnahmefläche in Kontakt bringbar und in dieser Position fixierbar ist, wobei jede Spannfläche in etwa den Abmessungen der entsprechenden Mitnahmefläche des Schaftes angepasst ist und wobei die Verlagerung der Spanneinrichtung durch Verdrehen der als ein in Bezug auf die Mittelachse des Spannfutters in etwa rotationssymmetrischer Drehring ausgebildete Betätigungseinrichtung um die Mittelachse des Spannfutters erzielbar ist.

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Zum Einführen des Werkzeuges wird (werden) die Spanneinrichtung (en) zunächst in die ungespannte Position durch Verdrehen des Drehringes gebracht, so dass das Werkzeug in die Aufnahme eingeführt werden kann. Sobald das Werkzeug soweit in die Aufnahme eingeführt worden ist, dass die Mitnahmeflächen des Schaftes in Höhe der entsprechenden Spannflächen der Spanneinrichtung sind, wird (werden) die Spanneinrichtung(en) durch Verdrehen der Betätigungseinrichtung radial in Richtung der entsprechenden Mitnahmefläche des Werkzeuges verlagert. Hierdurch wird das Werkzeug hinreichend fixiert. Bei einem erneuten Wechsel des Werkzeuges kann nach Verdrehen der Betätigungseinrichtung das zu wechselnde Werkzeug aus der Aufnahme herausgenommen und durch ein anderes ersetzt werden. Neben dem einfachen und schnellen Wechseln erweist sich als vorteilhaft, dass - im Gegensatz zu herkömmlichen Spannfuttern - keine externen Hilfsmittel, wie z.B. Schraubenschlüssel oder Schraubendreher benötigt werden.

Zur Verlagerung der Spanneinrichtung(en) kann beispielsweise eine Getriebeanordnung zwischen der Betätigungseinrichtung und der betreffenden Spanneinrichtung vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Übertragungsanordnungen möglich.

Dabei kann zumindest eine Spannfläche und die entsprechende Mitnahmefläche viereckig ausgebildet sein.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung kann der Drehring eine mit zumindest einer Spanneinrichtung in Kontakt stehende innenseitig exentrisch ausgebildete innere Umfangsflache aufweisen. Im ungespannten Zustand des Werkzeuges ist der Abstand zwischen der Mittelachse der Aufnahme und der inneren Umfangsflache größer als im gespannten Zu-

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stand, damit die betreffende Spanneinrichtung nicht in die Aufnahme hineinragt. Zum Spannen des Werkzeuges wird die betreffende Spanneinrichtung durch Verdrehen des Drehrings zumindest mit der Spannfläche in die Aufnahme verlagert und somit in Richtung der betreffenden Mitnahmefläche bewegt, da der Abstand zwischen der inneren Umfangsflache des Drehrings und der Mittelachse der Aufnahme geringer ist.

Dabei kann der Drehring gegen eine Rückstellkraft aus der gespannten Stellung zumindest einer Spanneinrichtung in die ungespannte Stellung zum Einführen oder Wechseln des Werkzeuges bewegbar sein. Zum Wechseln eines Werkzeuges muss der Drehring gegen die Rückstellkraft verdreht werden. Hierdurch wird einerseits sichergestellt, dass während des Betriebes das Werkzeug hinreichend in dem erfindungsgemäßen Spannfutter fixiert ist. Andererseits wird auch der Wechsel des Werkzeuges dadurch vereinfacht, dass die in die Aufnahme bereits eingeführte Spanneinrichtung sich aufgrund der auf dem Drehring wirkenden Rückstellkräfte selbstständig in Richtung der zugeordneten Mitnahmeflächen verlagert. Es ist insoweit nicht mehr erforderlich, dass die Werkzeuge - wie beim Stand der Technik bereits ausgerichtet in die Aufnahme eingeführt werden müssen. Vielmehr erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter durch Verdrehen des Werkzeuges eine selbstständige Ausrichtung des bereits eingeführten Werkzeuges.

Zur Erzeugung der Rückstellkräfte kann beispielsweise eine Zugfeder oder eine geführte Druckfeder vorgesehen sein. Dabei ist das eine Ende der Feder mit dem bewegbaren Drehring und das andere Ende der Feder mit der Aufnahme in Verbindung.

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Um zu gewährleisten, dass bei Verdrehen des Drehringes in die ungespannte Position sich die Spanneinrichtung von der gespannten in die ungespannte Position verlagert, kann jede Spanneinrichtung gegen eine Rückstellkraft mittels der Betätigungseinrichtung in die gespannte Stellung bewegbar sein. Bei Verdrehen des Drehrings in die ungespannte Position des Werkzeuges wird die Spanneinrichtung durch die Rückstellkraft der Feder von der dazugehörigen Mitnahmefläche gelöst, so dass das Werkzeug gewechselt werden kann.

Dabei kann an wenigstens einer Spanneinrichtung zumindest eine Feder, insbesondere Blattfeder, Scheibenfeder oder dgl. vorgesehen sein, deren eines Ende mit der Aufnahme verbunden ist und deren anderes Ende vorzugsweise seitlich an der Spanneinrichtung angreift.

Hierzu bietet sich an, dass die Ausnehmung der Aufnahme im Bereich der Feder eine Abschrägung aufweist, so dass die Spanneinrichtung zusammen mit einer daran seitlich angreifenden Feder in die gespannte Position bewegbar ist.

Das Spannfutter kann als Adapter ausgebildet sein.

Dabei kann das der Aufnahmeeinrichtung gegenüberliegende Ende des Spannfutters einen leicht konisch, in etwa kreiszylinderisch ausgebildeten Schaft mit endseitig angeordneten gegenüberliegenden Abflachungen zum Einsatz in einer entsprechenden Halterung in einer Werkzeugmaschine aufweisen.

Im Folgenden wird ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter,

Fig. 2 einen Schnitt II - II des Gegenstandes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Drehring,

Fig. 4 einen Schnitt IV - IV des Gegenstandes nach Fig. 3 und

Fig. 5 einen Schnitt V-V durch den Gegenstand nach Fig. 3.

In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 zeigt ein Spannfutter 1 für ein Werkzeug, dessen eines Ende 2 mit einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine in Verbindung bringbar ist und dessen anderes Ende als Aufnahmeeinrichtung 3 für einen gestrichelt dargestellten Schaft 33 eines Werkzeuges 34 ausgebildet ist. Die Aufnahmeeinrichtung 3 weist eine Aufnahme 4 auf, die in Verlängerung einer Mittelachse 5 des Spannfutters 1 angeordnet ist.

Im Bereich der Aufnahme 4 ist eine Spanneinrichtung 6 vorgesehen, die eine Spannfläche 7 aufweist. Hierzu ist in der Aufnahme 4 eine Ausnehmung 8 vorgesehen, durch die die Spanneinrichtung 6 in die Aufnahme 4 in gespannten Zustand hineinragt. Im ungespannten Zustand befindet sich die Spanneinrichtung vollständig aus dem Bereich der Aufnahme 4, so dass das Werkzeug 34 leicht einführbar bzw. herausnehmbar ist.

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Auf der dem Ende 2 zugewandten Seite der Spanneinrichtung 6 greift seitlich eine Feder 9 an, die mittels eines als Schraube ausgebildeten Befestigungsmittel 10 an dem Spannfutter 1 befestigt ist.

Wie deutlich aus Fig. 1 zu entnehmen ist, wird die Tiefe der Aufnahme 4 durch einen Vorsprung 11 begrenzt, der gleichzeitig als Anschlag für das eingespannte Werkzeug 34 dient.

Um die Aufnahme 4 herum ist eine als Drehring ausgebildete Betätigungseinrichtung 12 vorgesehen, die um die Mittelachse 5 des Spannfutters 1 verdrehbar ist. Der Drehring ist in etwa rotationssymmetrisch.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, weist der Drehring in dem Bereich, der mit der Spanneinrichtung 6 in Verbindung steht, eine exentrisch ausgebildete innere Umfangsflache 13 auf. An dieser Umfangsflache 13 liegt die Spanneinrichtung 6 an. Wird die Betätigungseinrichtung 12 nun verdreht, so wird die Spanneinrichtung 6 infolge der exentrisch ausgebildeten Umfangsflache 13 entweder in Richtung der Aufnahme 4 oder von dieser weg bewegt.

In etwa in Höhe des Vorsprungs 11 weist das Spannfutter 1 einen umlaufenden Anschlag 14 auf, an dem auf der dem Ende 2 zugewandten Seite eine Druckfeder 15 anliegt. Auf der dem Anschlag 14 gegenüberliegenden Seite der Druckfeder 15 ist eine Scheibe 16 vorgesehen, die mittels eines in eine in die innere Umfangsflache 13 des Drehrings eingebrachte Nut 17 eingreifenden Sicherungsrings 18 fixiert wird.

Das der Aufnahmeeinrichtung 3 gegenüberliegende Ende 2 des Spannfutters 1 weist einen leicht konisch, in etwa kreis-

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zylinderisch ausgebildeten Schaft 19 auf, an dem endseitig angeordnete gegenüberliegende Abflachungen 20 zum Einsatz in einer entsprechenden Haltung einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine angeformt sind.

Zur Kühlung ist an dem Spannfutter 1 eine Kühlbuchse 21 mit einem Stecknippel 22 vorgesehen, durch den Kühlflüssigkeit in das Innere 2 3 des Spannfutters 1 geführt werden kann. Die Kühlflüssigkeit fließt dann in Richtung der Aufnahme 4 und tritt über den umlaufenden Spalt zwischen der Aufnahme 4 und dem Werkzeug 34 aus dem Spannfutter 1 aus. Hierzu weist das Spannfutter 1 eine Bohrung 24 zwischen dem Stecknippel 22 und dem Inneren 23 auf. Beidseits der Bohrung 24 sind Dichtungen 25 vorgesehen. Fixiert wird die Kühlbuchse 21 durch einen weiteren Sicherungsring 26.

Fig. 2 zeigt nochmals im Detail die Anordnung der Zugfeder 15. Diese ist zwischen einem Halteelement 27, das an dem Schaft 19 befestigt ist, und einer Schraube 28, die mit der Betätigungseinrichtung 12 verbunden ist, gespannt. Aus Gründen der Demontage und Montage ist die Schraube 28 von außerhalb der Betätigungseinrichtung 12 zugänglich und insoweit lösbar. Im gespannten Zustand des Werkzeuges 34 befindet sich die Zugfeder 15 im ungespannten Zustand. Zum Wechseln des Werkzeuges 34 muss die Betätigungseinrichtung 12 gegen die Rückstellkraft der Zugfeder 15 verdreht werden, so dass hierdurch die Spanneinrichtung 6 aus der Aufnahme 4 verlagert wird. Diese Verlagerung der Spanneinrichtung 6 wird unterstützt durch die Feder 9.

Befindet sich das eingespannte Werkzeug 34 beim Einführen vollständig in der Aufnahme 4, so wird die Betätigungseinrichtung 12 mittels der Zugfeder 15 in ihre Ursprungslage zurückgezogen, d.h. die Zugfeder 15 wieder in den unge-

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spannten Zustand bewegt. Aufgrund der exentrisch ausgebildeten inneren Umfangsflache 13 wird die Spanneinrichtung 6 in Richtung der Aufnahme 4 verlagert. Dabei tritt die Spannfläche 7 mit einer seitlichen Mitnahmefläche 35 des Schaftes 3 des eingespannten Werkzeuges 34 in Verbindung, so dass das Werkzeug 34 sicher fixiert wird.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen nochmals im Detail den Aufbau der Betätigungseinrichtung 12. Wie deutlich aus diesen Figuren hervorgeht, ist die mit der Spanneinrichtung 6 in Kontakt stehende innere Umfangsflache 13 exentrisch ausgebildet. So ist der Abstand 29 zwischen der Mittelachse 5 der Betätigungseinrichtung 12 und der Umfangsflache 13 größer als der Abstand 30.

Im ungespannten Zustand des Werkzeuges 34 befindet sich die Spanneinrichtung 6 in etwa im Bereich 31 der Umfangsflache 13 . In dieser Stellung ragt die Spanneinrichtung 6 nicht mehr in die Aufnahme 4 hinein, so dass das Werkzeug 34 leicht eingeführt bzw. gewechselt werden kann.

Im eingespannten Zustand des Werkzeuges 34 liegt die Spanneinrichtung 6 mit der Spannfläche 7 in etwa im Bereich 32 an der Umfangsf lache 13 an. Da der Abstand 30 in dem Bereich 32 kleiner ist, wird die Spanneinrichtung mit der Spannfläche 7 in die Aufnahme 4 bewegt. Hierdurch tritt die Spannfläche 7 mit der Mitnahmefläche 35 in Kontakt und das Werkzeug 34 wird fixiert.

Claims (10)

1. Spannfutter (1) für ein Werkzeug (34) mit einem zumindest eine im Wesentlichen plane seitliche Mitnahmefläche (35) aufweisenden kreiszylinderförmigen Schaft (33), insbesondere ein Fräs- oder Bohrwerkzeug, wobei ein Ende (2) des Spannfutters (1) mit einer Werkzeugmaschine, insbesondere mit einer Fräs- oder Bohrmaschine, in Verbindung bringbar ist und das andere Ende des Spannfutters (1) als Aufnahmeeinrichtung (3) für den Schaft (33) des Werkzeuges (34) ausgebildet ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (3) eine in Verlängerung der Mittelachse (5) des Spannfutters (1) befindliche, stirnseitig angeordnete Aufnahme (4) mit zumindest einer seitlich auf die Mitnahmefläche (35) des eingespannten Werkzeuges (34) wirkende Befestigungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Befestigungseinrichtung als eine radial in Richtung der entsprechenden Mitnahmefläche (35) des Werkzeuges (34) verlagerbare, durch eine Ausnehmung (8) der Aufnahme (4) fassende Spanneinrichtung (6) mit einer dem Schaft (33) zugewandten Spannfläche (7) ausgebildet ist, wobei die Spanneinrichtung (6) mittels einer in die Befestigungseinrichtung integrierten Betätigungseinrichtung (12) mit der Mitnahmefläche (35) in Kontakt bringbar und in dieser Position fixierbar ist, wobei jede Spannfläche (7) in etwa den Abmessungen der entsprechenden Mitnahmefläche (35) des Schaftes (33) angepasst ist und wobei die Verlagerung der Spanneinrichtung (6) durch Verdrehen der als ein in Bezug auf die Mittelachse (5) des Spannfutters (1) in etwa rotationssymmetrischer Drehring ausgebildete Betätigungseinrichtung (12) um die Mittelachse (5) des Spannfutters (1) erzielbar ist.

2. Spannfutter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spannfläche (7) und die entsprechende Mitnahmefläche (35) viereckig ausgebildet sind.

3. Spannfutter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehring eine mit zumindest einer Spanneinrichtung (6) in Kontakt stehende innenseitig exentrisch ausgebildete innere Umfangsfläche (13) aufweist.

4. Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehring gegen eine Rückstellkraft aus der gespannten Stellung zumindest einer Spanneinrichtung (6) in die ungespannte Stellung zum Einführen oder Wechseln des Werkzeuges (34) bewegbar ist.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Rückstellkraft eine Zugfeder (15) vorgesehen ist.

6. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Rückstellkraft eine geführte Druckfeder vorgesehen ist.

7. Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spanneinrichtung (6) gegen eine Rückstellkraft mittels der Betätigungseinrichtung (12) in die gespannte Stellung bewegbar ist.

8. Spannfutter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Spanneinrichtung (6) zumindest eine Feder (9), insbesondere Blattfeder oder dgl., vorgesehen ist, deren eines Ende mit der Aufnahme (4) verbunden ist und deren anderes Ende vorzugsweise seitlich an der Spanneinrichtung (6) angreift.

9. Spannfutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (1) als Adapter ausgebildet ist.

10. Spannfutter (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das der Aufnahmeeinrichtung (3) gegenüberliegende Ende (2) des Spannfutters (1) einen leicht konisch, in etwa kreiszylinderisch ausgebildeten Schaft (19) mit endseitig angeordneten gegenüberliegenden Abflachungen (20) zum Einsatz in einer entsprechenden Halterung in einer Werkzeugmaschine aufweist.