DE29813714U1

DE29813714U1 - Spannfutteraufbau für ein Schneidwerkzeug

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Publication number: DE29813714U1
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Authority: DE
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Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2008-08-01

Description

30. Juli 1998 Tsung-Hsung YANG S 27707 AL/HK/bb

Spannfutteraufbau für ein Schneidwerkzeug

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spannfutteraufbau, insbesondere auf einen Spannfutteraufbau, der leicht herzustellen und bequem &iacgr;&ogr; zu betätigen ist.

Ein herkömmlicher Spannfutteraufbau umfaßt einen Spannfutterkörper, einen Treibring und eine Anzahl von Klemmstücken. Der Spannfutterkörper ist am vorderen Ende mit einem Einsteckloch zum Aufnehmen eines Abschnittes einer Werkzeugschneide, wie etwa einem Bohrer, versehen. Der Spannfutterkörper ist weiter mit einer Anzahl von schrägen, länglichen Führungslöchern ausgebildet, die sich vom hinteren Ende des Spannfutterkörpers zum vorderen Ende erstrecken, und die nach vorne hin konvergieren, um mit dem Einsteckloch in Verbindung zu treten. Jedes der Führungslöcher besitzt einen allgemein kreisförmigen Querschnitt. Die Klemmstücke werden jeweils entsprechend in den Führungslöchern aufgenommen. Jedes der Klemmstücke besitzt einen hinteren Abschnitt mit einem allgemein halbkreisförmigen Querschnitt und eine außenseitige Oberfläche, die mit einem Außengewinde versehen ist. Der Spannfutterkörper ist weiter mit einer ringförmigen, peripheren Nut für den Anschluß an die Führungslöcher ausgebildet. Der Treibring ist drehbar in der peripheren Nut des Spannfutterkörpers aufgenommen und besteht aus zwei komplementären Ringteilen. Der Treibring besitzt eine innere Oberfläche, die mit einem Innengewinde versehen ist, das mit den Außengewinden der Klemmstücke kämmt. Durch Drehen des Treibrings sind dementsprechend die Klemmstücke in den Führungslöchern nach vorne und nach hinten hin beweglich, und zwar aufgrund der Eingriffsver-

bindung zwischen dem Innengewinde des Treibrings und dem Außengewinde der Klemmstücke, um den Bohrer zu lösen oder festzuspannen.

Der herkömmliche Spannfutteraufbau leidet unter den folgenden Nachteilen:

1. Da die Klemmstücke in den Führungslöchern gleiten können und da die Klemmstücke gekrümmte Außenoberflächen besitzen, um sich den gekrümmten inneren Oberflächen der Führungslöcher anzupassen, ist der Querschnitt jedes der Führungslöcher leicht größer als der größte Querschnitt des jeweiligen Klemmstückes, um eine geschmeidige Bewegung des Klemmstückes entlang des Führungsloches zu gestatten. Aufgrund dieses Sachverhalts entsteht eine unerwünschte Bewegung oder axiale Drehung der Klemmstücke in den Führungslöchern, wenn der Bohrer durch die Klemmstücke festgeklemmt wird und wenn der Spannfutterkörper beim Arbeiten an einem Werkstück axial mit relativ hoher Geschwindigkeit gedreht wird, da die äußeren Oberflächen der Klemmstücke nicht durch die inneren Oberflächen der Führungslöcher begrenzt werden. Dies kann die Klemmstücke am genauen Kämmen mit dem Treibring hindern, und es kann Schaden an den Klemmstücken und an den auf den Klemmstücken gebildeten Außengewinden verursachen.

2. Ausbilden der Führungslöcher mit gekrümmten glatten inneren Oberflächen und der Klemmstücke mit gekrümmten und glatten äußeren Oberflächen bringt relativ komplizierte Herstellungs- und Bearbeitungsschritte mit sich. Daher ist die Herstellung des Spannfutteraufbaus relativ teuer.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Spannfutteraufbaus, der leicht herzustellen und bequem zu betätigen ist.

Dementsprechend umfaßt der Spannfutteraufbau der vorliegenden Erfindung einen hohlen, zylindrischen Spannfutterkörper, eine Anzahl von Klemmgliedern und einen Treibring. Der Spannfutterkörper besitzt ein vorderes und ein hinteres Ende sowie eine Umfassungswand, die eine Aufnahmekammer umschließt, welche am vorderen Ende offen ist und zum Aufnehmen eines Endes eines Schneidwerkzeuges angepaßt ist. Die Umfassungswand ist mit einer Anzahl von bündeiförmig beabstandeten, schrägen Führungslöchern versehen, die sich vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstrecken und die in einer Richtung zum vorderen Ende hin konvergieren, und die weiter

&iacgr;&ogr; mit der Aufnahmekammer am vorderen Ende in Verbindung stehen. Jedes der Führungslöcher besitzt einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Umfassungswand weist eine äußere Oberfläche auf, die mit einer ringförmigen Haltenut für den Zugang zu den Führungslöchern ausgebildet ist. Die Klemmglieder sind verschieblich und jeweils entsprechend in den

is Führungslöchern aufgenommen. Jedes der Klemmglieder besitzt einen Querschnitt entsprechend demjenigen des jeweiligen Führungsloches, sowie eine äußere Seitenoberfläche, die mit einem Außengewinde versehen ist. Der Treibring ist drehbar in der Haltenut des Spannfutterkörpers angebracht und besitzt eine schräge innere Oberfläche, die mit einem Innengewinde zum Kämmen mit den Außengewinden der Klemmglieder versehen ist. Die Drehung des Treibrings relativ zum Spannfutterkörper führt zu einer linearen Bewegung der Klemmglieder in den Führungslöchern zum Festklemmen oder Lösen des Werkzeugendes, das sich in die Aufnahmekammer erstreckt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine teilweise zerlegte, perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Spannfutteraufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine weitere, teilweise zerlegte perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 3 ist eine teilweise zerlegte vertikale Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform; und

Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform im zusammengebauten Zustand.

Bezugnehmend auf die Figuren 1 bis 3 ist die bevorzugte Ausführungsform is des Spannfutteraufbaus dieser Erfindung so dargestellt, daß sie einen Spannfutterkörper 30, ein Kupplungselement 32, einen Feststellring 50, ein ringförmiges Kugellager 60, einen Treibring 70, drei Klemmglieder 40 (es ist nur eines davon dargestellt) und jeweils entsprechend ein vorderes und ein hinteres Gehäuseteil 82 bzw. 81 umfaßt.

Der Spannfutterkörper 30 ist als ein allgemein zylindrischer, hohler Körper ausgebildet und besitzt eine Umfassungswand mit einer inneren Oberfläche, die eine axiale Aufnahmekammer 31 umschließt, welche sich von einem vorderen Ende 35 des Spannfutterkörpers 30 aus zu einem hinteren Ende 36 desselben erstreckt. Die Aufnahmekammer 31 ist zum vorderen Ende 35 hin offen und zum Aufnehmen eines Endes eines Schneidwerkzeuges 90 angepaßt (siehe Fig. 4). Die innere Oberfläche der Umfassungswand ist mit drei winkelförmig beabstandeten, schrägen Führungslöchern 33 versehen, die sich vom hinteren Ende 36 aus zum vorderen Ende 35 erstrecken, mit der Aufnahmekammer 31 in Verbindung stehen, und die in einer zum vorderen

Ende 35 des Spannfutterkörpers 30 verlaufenden Richtung konvergieren. Jedes der Führungslöcher 33 besitzt einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt. Die Umfassungswand weist eine äußere Oberfläche auf, die mit einer um sie herum geführten ringförmigen Haltenut 34 versehen ist. Die ringförmige Haltenut 34 erstreckt sich in die Führungslöcher 33 hinein, um Zugang zu den letzteren zu schaffen.

Das Kupplungselement 32 ist in die Aufnahmekammer 31 am hinteren Ende 36 des Spannfutterkörpers 30 eingesetzt und am Spannfutterkörper 30 festgespannt. Das Kupplungselement 32 ist zum Ankuppeln des Spannfutterkörpers 30 an eine Drehantriebsvorrichtung (nicht dargestellt) in üblicher Weise angepaßt. Wie dargestellt, besitzt das Kupplungselement 32 einen Abschnitt, der vom hinteren Ende 36 des Spannfutterkörpers 30 aus vorragt und eine verzahnte äußere Oberfläche 321 besitzt.

Die Klemmglieder 40 sind verschiebbar jeweils entsprechend in den Führungslöchern 33 des Spannfutterkörpers 30 gelagert. Jedes der Klemmglieder 40 besitzt einen rechteckigen Querschnitt, der mit dem entsprechenden Querschnitt der Führungslöcher 31 zusammenpaßt, sowie eine äußere Seitenoberfläche, die mit einem Außengewinde 41 versehen ist.

Der Treibring 70 ist in der Haltenut 34 des Spannfutterkörpers 30 angebracht und umfaßt zwei komplementäre Ringteile 70a, 70b sowie eine ringförmige Manschette 71 zum Vereinigen der Ringteile 70a, 70b. Der Treibring 70 weist eine schräge, innere Oberfläche mit einem Innengewinde 72 zum Kämmen mit den Außengewinden 41 der Klemmglieder 40 sowie eine verzahnte äußere Oberfläche 73 auf.

Der Feststellring 50 und das Kugellager 60 sind in der Haltenut 34 des Spannfutterkörpers 30 aufgenommen. Wie dargestellt steht das Kugellager 60

mit den Ringen 70, 50 in Berührung. Das Kugellager 60 und der Feststellring 50 dienen zusammenwirkend als Lagermittel, um den Treibring 70 drehbar am Spannfutterkörper 30 zu befestigen.

Der vordere Gehäuseteil 82 ist um den Spannfutterkörper 30 herum angeordnet und weist ein offenes vorderes Ende 822 auf, das um eine vordere Öffnung der Aufnahmekammer 31 herum ausgebildet ist, und ein hinteres Ende, das mit einem ringförmigen Kupplungsrand 821 ausgebildet ist. Das vordere Ende 35 des Spannfutterkörpers 30 sitzt gegen das vordere Ende

&iacgr;&ogr; 822 des vorderen Gehäuseteils 82 an. Der vordere Gehäuseteil 82 weist eine innere Oberfläche auf, die mit der gezahnten äußeren Oberfläche 73 des Treibringes 70 in Eingriff steht.

Der hintere Gehäuseteil 81 ist um das Kupplungselement 32 herum angeordnet und besitzt ein vorderes Ende, das mit einer ringförmigen Eintiefung 811 versehen ist, um den ringförmigen Rand 821 so aufzunehmen, daß der hintere Gehäuseteil 81 an den vorderen Gehäuseteil 82 drehbar angekuppelt wird. Der hintere Gehäusteil 81 besitzt eine Rückwand mit einer Öffnung 812, die die Erstreckung des Kupplungselementes 32 durch sie hindurch ermöglicht. Eine innere Oberfläche der Rückseitenwand des hinteren Gehäusteils 81, welche die Öffnung 812 umschließt, steht mit der gezahnten äußeren Oberfläche 321 des Kupplungselementes 32 in Eingriff.

Der Zusammenbau der bevorzugten Ausführungsform geschieht in folgender Weise: Zu Beginn werden die Klemmglieder 40 jeweils entsprechend in die Führungslöcher 33 des Spannfutterkörpers 30 eingeführt, derart, daß die äußeren Seitenoberflächen, welche mit den Außengewinden 41 versehen sind, über die Haltenut 34 im Spannfutterkörper 30 exponiert werden. Dann werden der Feststellring 50, das Kugellager 60 und die Ringteile 70a, 70b des Treibringes 70 in der Haltenut 34 angebracht, derart, daß die Ringteile

70a, 70b in Kontakt mit dem Kugellager 60 stehen, und derart, daß das Innengewinde 72 mit den Außengewinden 41 der Klemmglieder 40 kämmt. Die ringförmgie Manschette 71 wird um die Ringteile 70a, 70b geschoben, um letztere zu vereinigen. Anschließend wird der vordere Gehäuseteil 82 auf den Spannfutterkörper 30 vom vorderen Ende 35 her solange aufgeschoben, bis das vordere Ende 35 gegen das vordere Ende 822 des vorderen Gehäuseteils 82 anstößt, und weiter solange, bis die innere Oberfläche des vorderen Gehäuseteils 82 an der gezahnten äußeren Oberfläche 73 des Treibrings 70 angreift. Der hintere Gehäuseteil 81 wird auf das Kupplungselement

&iacgr;&ogr; 32 aufgeschoben, derart, daß die Peripherie der Öffnung 812 an der gezahnten äußeren Oberfläche 321 des Kupplungselementes 32 angreift, und weiter derart, daß der ringförmige Rand 821 des vorderen Gehäuseteils 82 sich in die ringförmige Eintiefung 811 des hinteren Gehäuseteils 81 erstreckt. In diesem Zeitpunkt ist der Zusammenbau der bevorzugten Ausführungsform

is beendet.

Bezugnehmend auf Fig. 4 erstreckt sich das Schneidwerkzeug 90 im Gebrauch vom vorderen Ende 35 des Spannfutterkörpers 30 her in die Aufnahmekammer 31. Wenn der Wunsch besteht, das Schneidwerkzeug 90 für den Betrieb festzuklemmen, wird der vordere Gehäuseteil 82 gedreht, um mit ihm den Treibring 70 zu drehen. Wegen der zwischen dem Innengewinde 72 des Treibringes 70 und den Außengewinden 41 der Klemmglieder 40 bestehenden Eingriffsverbindung führt die Drehung des Treibrings 70 in einer ersten Richtung zu einer linearen und vorwärtsgerichteten Bewegung der Klemmglieder 40 in den Führungslöchern 33, um das Werkzeugende festzuspannen. In entsprechender Weise wird, wenn der Wunsch besteht, das Werkzeug 90 zu lösen, beispielsweise zum Ersetzen desselben, der vordere Gehäuseteil 82 in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung gedreht, um zu einer linearen und rückwärtsgerichteten Bewegung der Klemmglieder 40 zu kommen, wodurch das Schneidwerkzeug 90 gelöst wird.

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Die durch den Spannfutteraufbau der vorliegenden Erfindung herbeigeführten Vorteile sind folgende:

1. Da die Führungslöcher 33 und die Klemmglieder 40 rechteckige Querschnitte aufweisen, besitzt jedes Klemmglied 40 zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 40a, 40b (vergl. Fig. 2), welche durch innere Wände des jeweiligen Führungsloches 33 begrenzt werden. Wenn dabei das Schneidwerkzeug 90 durch die Klemmglieder 40 festgespannt wird, und wenn der Spannfutterkörper 30 beim Arbeiten an einem Werkstück &iacgr;&ogr; (nicht dargestellt) mit einer relativ hohen Geschwindigkeit axial gedreht

wird, tritt eine unerwünschte Bewegung oder axiale Drehung der Klemmglieder 40 nicht auf. Schaden an den Klemmgliedern 40 kann so verhindert werden.

is 2. Der Spannfutterkörper 30, der mit der axialen Aufnahmekammer 31 und den Führungslöchern 33 versehen ist, welche mit der Aufnahmekammer 31 in Verbindung stehen, kann durch Gießen über einen pulvermetallurgischen Prozeß unter Verwendung einer Form hergestellt werden. Durch Anwenden des pulvermetallurgischen Prozesses können die inneren Oberflächen der Führungslöcher 33 leicht so hergestellt werden, daß sie relativ glatt sind und keiner weiteren Bearbeitung bedürfen. Zusätzlich kann die Ausbildung der Klemmglieder als längliche Körper mit rechteckigen Querschnitten in einfacher Weise durch Schneiden erreicht werden, was leichter durchzuführen ist als die Herstellung der herkömmlichen Klemmteile mit halbkreisförmigen Querschnitten. Der Spannfutteraufbau der vorliegenden Erfindung ist somit wirtschaftlicher herzustellen als der oben beschriebene herkömmliche Spannfutteraufbau 20.

Claims

30. Juli 1998 Tsung-Hsung YANG S 27707 AL/HK/bb Ansprüche

1. Spannfutteraufbau für ein Schneidwerkzeug, umfassend:

einen hohlen, zylindrischen Spannfutterkörper (30) mit einem vorderen und einem hinteren Ende (35, 36) und einer Umfassungswand, die eine Aufnahmekammer (31) umschließt, welche am vorderen Ende (35) offen

&iacgr;&ogr; ist und zum Aufnehmen eines Endes des Schneidwerkzeuges (90) angepaßt ist, wobei die Umgebungswand mit einer Anzahl von winkelförmig beabstandeten, schrägen Führungslöchern (33) ausgebildet ist, die sich vom hinteren Ende (36) her zum vorderen Ende (35) erstrecken, welche in einer zum vorderen Ende (35) verlaufenden Richtung konvergieren

is und welche mit der Aufnahmekammer (31) am vorderen Ende (35) in

Verbindung stehen, wobei die Umfassungswand eine äußere Oberfläche besitzt, die mit einer ringförmigen Haltenut (34) für den Zugang zu den Führungslöchern (33) versehen ist;
eine Anzahl von Klemmgliedern (40), die verschiebbar und jeweils entsprechend in den Führungslöchern (33) aufgenommen sind, wobei jedes der Klemmglieder (40) einen Querschnitt entsprechend demjenigen des jeweiligen Führungsloches (33) besitzt, sowie eine äußere Seitenoberfläche, die mit einem Außengewinde (41) versehen ist; und
einen Treibring (70), der drehbar in der Haltenut (34) des Spannfutterkörpers (30) angebracht ist und eine schräge, innere Oberfläche besitzt, die mit einem Innengewinde (72) zum Kämmen mit den Außengewinden (41) der Klemmglieder (40) ausgebildet ist, wobei die Drehung des Treibringes (70) relativ zum Spannfutterkörper (30) zu einer linearen Bewegung der Klemmglieder (40) in den Führungslöchern (33) führt, um das Schneidwerkzeug (90) festzuspannen oder zu lösen, das sich in die Aufnahmekammer (31) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß

jedes der Führungslöcher (33) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt.

2. Spannfutteraufbau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lagereinheit (50, 60), die in der Haltenut (4) des Spannfutterkörpers (30) zum drehbaren Anbringen des Treibrings (70) am Spannfutterkörper (30) vorgesehen ist.

&iacgr;&ogr;

3. Spannfutteraufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibring (70) zwei komplementäre Ringteile (70a, 70b), sowie eine ringförmige Manschette (71) zum Vereinigen der komplementären Ringteile (70a, 70b) umfaßt.

is

4. Spannfutteraufbau nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch:

ein Kupplungselement (32), das koaxial auf dem hinteren Ende (36) des Spannfutterkörpers (30) angebracht ist;
einen vorderen Gehäuseteil (82), der um den Spannfutterkörper (30) herum angeordnet ist und ein offenes vorderes Ende (822) besitzt, wobei das vordere Ende (35) des Spannfutterkörpers (30) gegen das vordere Ende (822) des vorderen Gehäuseteils (82) anliegt, wobei der vordere Gehäuseteil (82) eine innere Oberfläche besitzt, die am Treibring (70) angreift, um das Mitdrehen des Treibringes (70) mit dem vorderen Gehäuseteil (82) zu gestatten; und

einen hinteren Gehäuseteil (81), der um das Kupplungselement (32) herum angeordnet und drehbar an dem vorderen Gehäuseteil (82) angekuppelt ist, wobei der hintere Gehäuseteil (81) eine innere Oberfläche aufweist, die am Kupplungselement (32) angreift.