DE20009780U1

DE20009780U1 - Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer

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Publication number: DE20009780U1
Application number: DE20009780U
Authority: DE
Original assignee: BABEL NC WERKZEUGTECHNIK GmbH
Current assignee: BABEL NC WERKZEUGTECHNIK GmbH
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2010-06-06

Description

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Beschreibung: Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer, mit mehreren Spannbacken, die in einer Backenträgerhülse geführt sind, welche mit einem Aufnahmeschaft, insbesondere einem Steilkegel, zu einer in eine Maschinenspindel einsetzbaren Einheit verschraubbar ist.

Derartige Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer, werden im Maschinenbau in Bohr- und Fräsmaschinen, Bohrwerken, Transferstraßen und dergleichen im großen Umfang eingesetzt. Hierbei werden als Aufnahmeschäfte zum Einsetzen in die Bearbeitungsspindel i. a. Steilkegel nach DIN 69871 oder HSK-Schäfte nach DIN 69893 verwendet. Da jedoch noch eine Vielzahl von anderen Steilkegelversionen bzw. Aufnahmeschäften verwendet wird, soll das Spannfutter mit den Spannbacken (i. a. drei oder vier Backenfutter) als vormontierte, funktionsfähige Baueinheit mit dem jeweiligen Aufnahmeschaft verbindbar sein, um insbesondere die Lagerhaltung an Spannfutter-Sätzen zu reduzieren.

So wurde bereits in der DE 93 12 839 Ul vorgeschlagen, daß sämtliche für die Spannfunktion des Spannfutters notwendigen Einbauteile (insbesondere die Spannbacken, eine Trägerhülse für die Spannbacken, ein Stellantrieb usw.) in der umgebenden Verschluß- oder Kopfhülse angeordnet und gelagert sind. Diese Verschluß- oder Kopfhülse umgibt hierbei alle Bauteile und weist auch ein Innengewinde zum Verschrauben mit dem Aufnahmeschaft auf, der dann einen Steilkegel oder eine ähnliche Schnittstelle zur Bearbeitungsspindel aufweist. Zur Abstützung der innerhalb der Kopfhülse gelagerten Bauteile ist ein Druckring vorgesehen, der insbesondere der Abstützung der beim Bohren auftretenden Axialkräfte dient. Durch diesen Druckring wird jedoch die Baulänge des Spannfutters in nicht unerheblichem Maße vergrößert. Zudem ist die Montage dieses Druckringes relativ aufwendig. Ebenso ist die Herstellung der alle Bauteile umschließenden Kopfhülse aufgrund ihrer Länge relativ aufwendig.

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Diese Nachteile gelten im wesentlichen auch für das Spannfutter gemäß der EP O 054 774 Bl, da hierbei der Stellantrieb zum Verstellen der Spannbacken (dort als Drehkörper bezeichnet) mit seinem schaftseitigen Ende in eine längliche Axialbohrung des Aufnahmeschaftes hineinragt. Hierdurch muß der Aufnahmeschaft speziell gestaltet werden, so daß die Vielzahl der bereits verwendeten Werkzeugaufnahmetypen noch erhöht wird. Zudem muß für den dort vorgeschlagenen Schneckenradantrieb des Stellantriebes die Innenseite des Aufnahmeschaftes speziell bearbeitet werden, um das Schneckenradritzel aufnehmen zu können. Weiterhin ist bei dieser Bauweise nachteilig, daß keine Kühlmittelzuführung zentral zu dem in die Spannbacken eingesetzten Werkzeug erfolgen kann, wie dies zunehmend in der Praxis gefordert wird. Dieser Nachteil gilt auch für das Spannfutter gemäß dem erstgenannten Dokument.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter hinsichtlich Kompaktheit, Aufbau und Montagemöglichkeit zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spannfutter mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die bis zu dem Aufnahmeschaft reichende Backenträgerhülse ergibt sich eine besonders einfache Verbindung zu dem Aufnahmeschaft ohne zwischengeschaltete, gesondert zu montierende Bauteile, nämlich mittels einer einstückig an der Backenträgerhülse ausgebildeten Ringschulter. Hierdurch ergibt sich eine besonders präzise Ausführung des Spannfutters hinsichtlich der Achsparallelität zwischen Aufnahmeschaft und Spannfutter. Dies gilt insbesondere bei der bevorzugt plan geschliffenen Ausführung der Ringschulter und/oder einem zylindrischen Führungsbund, der sich im Eckbereich unmittelbar an die Ringschulter anschließt. Hierdurch ergibt sich eine exakt festgelegte, hoch präzise Schnittstelle ohne Zwischenschaltung von gesonderten Ringen oder dergleichen.

Weiterhin ist das Verbindungsgewinde ebenfalls einstückig mit der Backenträgerhülse ausgebildet, so daß diese als relativ einfaches Drehteil herzustellen ist. Die Verschluß- bzw. Kopfhülse ist hierbei gegenüber dem Stand der Technik sehr kurz, so daß sich

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insgesamt eine kostengünstige Herstellung ergibt. Zudem ist durch die Mehrfach-Funktion der Backenträgerhülse eine kurze Baulänge und damit eine ausgezeichnete Kompaktheit des Spannfutters gewährleistet.

Des weiteren ist bevorzugt an der Innenseite der Backenträgerhülse in Tangentialrichtung ein Schneckenantriebsritzel gelagert, das den Stellantrieb zum Schließen bzw. öffnen der Spannbacken antreibt. Dies erfolgt bevorzugt mittels einer Schneckenradhülse, die über ein Stellgewinde auf eine Druckspindel und damit auf die Rückseite der Spannbacken wirkt. Zudem ist zur Kühlmittelzuführung in der Druckspindel bevorzugt ein Kühlmittelrohr teleskopierbar geführt, das mit einem einfachen Dichtring gegenüber der axial beweglichen Druckspindel abgedichtet ist. Hierdurch ergibt sich eine zuverlässige Abdichtung der Kühlmittelzuführung, so daß auch relativ hohe Druckbereiche realisierbar sind, wie sie bei NC-Maschinen oder Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen zunehmend gefordert werden.

Die Abstützung der auftretenden Werkzeug- bzw. Bohrerkräfte in Axialrichtung erfolgt dabei in besonders einfacher Weise an einem Drucklager, das mit einem Deckel abgestützt wird, der an einem Innengewinde der Backenträgerhülse verschraubbar ist. Hierdurch ergibt sich ein sehr günstiger Kraftfluß, nämlich von dem Drucklager direkt in den unmittelbar benachbart daran festgeschraubten Aufnahmeschaft und weiterhin die Bearbeitungsspindel. Dabei dient der Deckel bevorzugt auch der Fixierung des Kühlmittelrohrs durch eine einfache zentrale Bohrung. Insgesamt ergibt sich daher ein sehr kompakter, einfacher und montagefreundlicher Aufbau des Spannfutters.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Spannfutters anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Spannfutter im Halbschnitt, wobei die linke untere Hälfte zur Darstellung einer Spannbacke teilweise geschnitten ist; und

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Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Eingriffes eines Schneckenradantriebes.

In Fig. 1 ist ein Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer oder Fräser, dargestellt. Das Spannfutter besteht -radial von außen her gesehen- aus einer Kopf- oder Verschlußhülse 7, die an einer Backenträgerhülse 1 verschraubt ist. Wie in dem Teilschnitt links unten gezeigt ist, dient die Verschlußhülse 7 zur Abstützung von Spannbacken 6, wobei i. a. drei oder mehr derartiger Spannbacken 6 vorgesehen sind. Die Spannbacken 6 sind dabei in an sich bekannter Weise in Schlitzen innerhalb der Backenträgerhülse 1 geführt. Zum Öffnen bzw. Schließen in Radialrichtung werden die Spannbacken 6 von einer Druckspindel 2 beaufschlagt, die mittels eines Stellgewindes in eine Schneckenradhülse 4 eingreift. Die Schneckenradhülse 4 wird hierbei von einem Schneckenantriebsritzel 8 angetrieben, das in Tangentialrichtung in die Backenträgerhülse 1 eingesetzt ist und in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung mit den Einzelteilen gezeichnet ist.

Die Schneckenradhülse 4 stützt sich hierbei über ein Drucklager 9, das insbesondere aus Stahlkugeln besteht, an einem Deckel 5 ab, der mit einem Innengewinde der Backenträgerhülse 1 verschraubt ist. Der Deckel 5 dient dabei auch zur Fixierung eines zentralen Kühlmittelrohres 10, das über einen Dichtring 3 gegenüber der axial verschiebbaren Druckspindel 2 abgedichtet ist. Hierdurch wird Kühlmittel von der Maschinenspindel aus durch den hier strichpunktiert dargestellten Aufnahmeschaft A zu dem in den Spannbacken 6 eingespannten Werkzeug gefördert.

Wesentlich ist hierbei die Verbindungsstelle zu dem Aufnahmeschaft A hin, nämlich eine hier einstückig mit der Backenträgerhülse 1 ausgebildete Ringschulter R. Durch diese Ringschulter R kann der Aufnahmeschaft A über ein Verbindungsgewinde V, das ebenfalls einstückig mit der Backenträgerhülse 1 ausgebildet ist, mit hoher Präzision befestigt werden. Dies wird unterstützt durch einen Führungsbund F, der zwischen der Ringschulter R und dem Verbindungsgewinde V

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vorgesehen ist, nämlich ebenfalls mit der Backenträgerhülse 1 ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders geringe Maßabweichung hinsichtlich der Achse des Aufnahmeschaftes A.

In Fig. 2 sind die Einzelteile des Schneckenantriebsritzels 8 in Fig. 1 dargestellt, nämlich ein Ritzelkörper 8c mit einem hier strichliert angedeuteten Schneckengang, der in einen korrespondierend ausgebildeten Schneckengang an der Schneckenradhülse 4 eingreift. Die Führung wird hierbei durch eine Kugel 8d erreicht. Die axiale Abstützung des Schneckenradritzels 8 ergibt sich durch eine Anlagescheibe 8b, die in der Einsteckbohrung in der Backenträgerhülse 1 mittels eines Sprengringes 8a fixiert ist. Wie in der Zusammenschau zwischen Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, ist das Schneckenradritzel 8 somit in der Backenträgerhülse 1 gelagert, so daß ein Steckschlüssel, insbesondere Innensechskantschlüssel in die Backenträgerhülse 1 zum Verstellen der Spannbacken 6 in Tangentialrichtung eingesteckt werden kann.

Wie vorstehend bereits angedeutet, dient somit die einstückige Backenträgerhülse 1 nicht nur der Führung der Spannbacken 6, wie beim Stand der Technik, sondern auch der Lagerung des Verstellantriebes in Form des Schneckenantriebsritzels 8 und insbesondere der exakten Ausrichtung und Verbindung zum Aufnahmeschaft A mittels der Ringschulter R. Hierdurch wird auch bei häufigem Wechsel zur Anpassung an unterschiedliche Aufnahmeschäfte eine besonders hohe Achsengenauigkeit und damit Bearbeitungspräzision erreicht. Zudem ergibt sich durch die einstückige Ausführung dieser Backenträgerhülse 1 mit Ringschulter R eine Reduzierung der Bauteile und damit eine einfache Montage sowie ein kompakter Aufbau.

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Claims

1. Spannfutter für Werkzeuge, insbesondere Bohrer, mit mehreren Spannbacken, die in einer Backenträgerhülse geführt sind, welche mit einem Aufnahmeschaft, insbesondere einem Steilkegel, zu einer in eine Maschinenspindel einsetzbaren Einheit verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Backenträgerhülse (1) an ihrer von den Spannbacken (6) abgewandten Stirnseite eine Ringschulter (R) zur Anlage an den Aufnahmeschaft (A) aufweist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (R) plan geschliffen ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Ringschulter (R) ein zylindrischer Führungsbund (F) anschließt.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Führungsbund (F) ein Verbindungsgewinde (V) anschließt.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Backenträgerhülse (1) in Tangentialrichtung ein Schneckenantriebsritzel (8) gelagert ist, das eine Schneckenradhülse (4) antreibt.

6. Spannfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schneckenradhülse (4) eine auf die Spannbacken (6) wirkende Druckspindel (2) mit einem Stellgewinde geführt ist.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckspindel (2) ein Kühlmittelrohr (10) teleskopierbar geführt ist.

8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelrohr (10) gegenüber der Druckspindel (2) mit einem Dichtring (3) abgedichtet ist.

9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenradhülse (4) an der von den Spannbacken (6) abgewandten Stirnseite an einem Drucklager (9), insbesondere bestehend aus Stahlkugeln, abgestützt ist.

10. Spannfutter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager (9) an der von den Spannbacken (6) abgewandten Stirnseite an einem Deckel (5) abgestützt ist, der an einem Innengewinde der Backenträgerhülse (1) verschraubbar ist.

11. Spannfutter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelrohr (10) in einer mittigen Bohrung des Deckels (5) fixiert ist.