DE19910710A1

DE19910710A1 - Chuck

Info

Publication number: DE19910710A1
Application number: DE19910710A
Authority: DE
Inventors: Markus Berger; Thomas Retzbach
Original assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Current assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-21
Also published as: WO2000053368A1; EP1159105A1; AU3961300A

Abstract

The invention relates to a clamping chuck comprising a chuck body (1), in which a central cavity (4) for receiving the shank of a tool (W) to be clamped is provided for, and a clamping mechanism (6) which serves to fix a tool shank introduced into the cavity (4) in said cavity (4). A coolant channel is embodied in the chuck body (1) so as to supply coolant to the machine-side end of a tool (W) which is introduced into the cavity (4) and has an internal coolant supply. The clamping chuck is characterized in that the coolant channel in the chuck body (1) is a coolant supply pipe (10) which extends between the machine-side end of the chuck body (1) and the cavity (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem Futterkörper, in dem eine zentrale Aufnahme für den Schaft eines zu spannenden Werkzeugs ausgebildet ist, und einem Spannmechanismus, um einen in die Aufnahme einge schobenen Werkzeugschaft in der Aufnahme zu fixieren, wo bei in dem Futterkörper ein Kühlmittelkanal ausgebildet ist, um dem maschinenseitigen Ende eines in die Aufnahme eingeschobenen Werkzeugs W mit innerer Kühlmittelzufuhr ein Kühlmittel zuzuführen.The present invention relates to a chuck a chuck body in which a central recording for the Shaft of a tool to be clamped is formed, and a tensioning mechanism to get one into the receptacle to fix the pushed tool shank in the holder where when a coolant channel is formed in the chuck body is to the machine-side end of one in the receptacle inserted tool W with internal coolant supply to supply a coolant.

Spannfutter dieser Art sind in unterschiedlichen Ausfüh rungsformen bekannt und werden in erster Linie einge setzt, um einen Werkzeugschaft wie beispielsweise einen Bohrer- oder Fräserschaft in der Arbeitsspindel einer entsprechenden Werkzeugmaschine zu fixieren.Chucks of this type are available in different versions tion forms are known and are primarily used to a tool shank such as one Drill or milling shank in the work spindle of one appropriate machine tool to fix.

In zunehmendem Maß erfolgt die Kühlung und/oder Schmie rung der Werkzeuge im Bereich der Schneide über einen Kühlmittelkanal, der sich axial von der Werkzeugschneide zum gegenüberliegenden Ende des Werkzeugschaftes er streckt. Beim Einsatz von solchen Werkzeugen mit innerer Kühlmittelzufuhr ist in dem Spannfutter ein Kühlmittelka nal ausgebildet, der von dem spindelseitigen Ende zur Aufnahme des Spannfutters verläuft und dazu dient, dem spindelseitigen Ende des Werkzeugs ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. In der Regel erfolgt die Kühl mittelzufuhr durch eine ohnehin vorhandene Durchgangsboh rung im Futterkörper.Cooling and / or lubrication is taking place to an increasing extent the tools in the area of the cutting edge via a Coolant channel extending axially from the cutting edge to the opposite end of the tool shank stretches. When using such tools with internal Coolant supply is a coolant in the chuck nal formed from the spindle end to Recording of the chuck runs and serves the spindle-side end of the tool a cooling and / or Add lubricant. As a rule, cooling takes place medium supply through an already existing through hole tion in the chuck body.

Bei vielen Spannfuttern, die für den Einsatz einer sol chen Mindermengenschmiertechnik für Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr ausgestattet sind, besteht nun das Pro blem, daß aufgrund von Querschnittsverengungen in der Durchgangsbohrung, innenliegenden Gewinden sowie seitli chen Querbohrungen das zugeführte Luft/Öl-Gemisch verwir belt wird und sich die Ölbestandteile von der Luft tren nen. Dies kann nämlich zur Folge haben, daß sich die Öl bestandteile als Flüssigkeit im Futter niederschlagen, so daß der eigentlich zur Mindermengenschmierung benötigte Ölnebel nicht an der Werkzeugschneide ankommt und eine Kühlschmierung nicht mehr sichergestellt ist.With many chucks that are suitable for the use of a sol small quantity lubrication technology for tools with internal Coolant supply, the pro now exists blem that due to cross-sectional narrowing in the Through hole, internal threads and side Chen cross bores confuse the supplied air / oil mixture belt and the oil components are separated from the air nen. This can mean that the oil precipitate components as liquid in the feed, so that it actually needed for low-quantity lubrication Oil mist does not arrive at the cutting edge and one Cooling lubrication is no longer ensured.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einwandfreie Zufuhr eines Kühl- und/oder Schmiermittels von der Arbeitsspindel einer Werkzeugma schine zum Schaft eines in das Spannfutter eingesetzten Werkzeuges gewährleistet ist. The object of the present invention is therefore a To design chucks of the type mentioned at the beginning that a proper supply of a cooling and / or Lubricant from the work spindle of a tool machine machine to the shaft of one inserted in the chuck Tool is guaranteed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Kühlmittelkanal im Futterkörper ein sich zwischen dem ma schinenseitigen Ende des Futterkörpers und der Aufnahme erstreckendes Kühlmittelzuführrohr vorgesehen ist. Erfin dungsgemäß erfolgt somit die Zufuhr des Kühl- und/oder Schmiermittels von der Arbeitsspindel einer Werkzeugma schine zur Aufnahme für das Werkzeug durch ein in den Futterkörper eingesetztes Rohr, das einteilig ausgeführt, aber auch axial unterteilt sein kann. Hierdurch wird si chergestellt, daß das Kühl- und/oder Schmiermittel im we sentlichen frei von äußeren Einflüssen durch den Futter körper geführt werden kann. Insbesondere können Verwirbe lungen aufgrund von seitlichen Querbohrungen, Quer schnittsverengungen usw. praktisch vollständig vermieden werden, indem ein Rohr mit einem im wesentlichen konstan ten Innendurchmesser verwendet wird.This object is achieved in that as Coolant channel in the chuck body between the ma shin-side end of the chuck body and the receptacle extending coolant supply pipe is provided. Erfin According to the supply of the cooling and / or Lubricant from the work spindle of a tool machine machine to hold the tool through one in the Tube inserted in the chuck body, made in one piece, but can also be divided axially. This will si made that the coolant and / or lubricant in the we noticeably free from external influences from the feed body can be guided. In particular, swirls lungs due to lateral cross holes, cross cut constrictions etc. practically completely avoided be by placing a tube with a substantially constant th inner diameter is used.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Kühlmittelzuführrohr mit keinem oder zu mindest nur geringem zusätzlichen Aufwand in die derzeit verwendeten Standardfutter eingebaut werden kann, da die se ohnehin eine sich zwischen dem spindelseitigen Ende und der Aufnahme erstreckende Durchgangsbohrung aufwei sen, in welche das Kühlmittelzuführrohr beispielsweise eingeschraubt werden kann. Hierzu eignet sich beispiels weise das Gewinde, das häufig in Spannfutterkörpern zur Fixierung eines Axialanschlags für das Werkzeug ohnehin vorgesehen ist. Another advantage of the solution according to the invention is in that the coolant supply pipe with no or too at least little additional effort in the currently used standard chuck can be installed because the anyways between the spindle end and the through hole extending the receptacle sen, in which the coolant supply pipe, for example can be screwed in. For example, this is suitable assign the thread that is often used in chuck bodies Fixation of an axial stop for the tool anyway is provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Kühlmittelzuführrohr in den Bereich der Aufnahme hineinragt und einen Axialanschlag für das Werkzeug bil det.According to a preferred embodiment, that the coolant supply pipe in the area of the receptacle protrudes and an axial stop for the tool bil det.

Wenn das Spannfutter in an sich bekannter Weise als Steilkegelwerkzeughalter mit einem maschinenseitig in den Futterkörper eingeschraubten Anzugsbolzen ausgebildet ist, ist in Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Anzugsbolzen hohl ausgeführt ist und mit zumindest einem weiteren Rohrelement das Kühlmittelzuführrohr bildet. In diesem Fall greifen Anzugsbolzen und Rohrelement zweckmä ßigerweise ineinander ein. Insbesondere können sie inein andergesteckt oder miteinander verschraubt sein.If the chuck in a known manner as Steep taper tool holder with a machine side in the Chuck body screwed-in pull studs formed is provided in the invention that the Pull stud is hollow and with at least one another pipe element forms the coolant supply pipe. In in this case, pull studs and tubular element expediently usually one into the other. In particular, they can be intertwined be plugged in or screwed together.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen, in der die einzige Figur eine Ausführungsform eines als Steilke gelwerkzeughalter ausgebildeten Spannfutters gemäß der vorliegenden Erfindung in geschnittener Seitenansicht zeigt.With regard to further advantageous embodiments of the Invention is based on the subclaims and the successor lowing description of an embodiment under Be reference to the attached drawing in which the only figure an embodiment of a Steilke Gel tool holder trained chuck according to the present invention in a sectional side view shows.

Das Spannfutter umfaßt einen Futterkörper 1 aus einem formsteifen Material, der an seinem einen Endbereich in an sich bekannter Weise einen Befestigungskonus 2 zur Einspannung in einer drehangetriebenen Arbeitsspindel A einer Werkzeugmaschine aufweist. An dem anderen Ende des Futterkörpers 1 ist ein Anschlußschaft 3 mit einer zen tralen Aufnahmebohrung 4 vorgesehen, in die ein zylindri scher Schaft eines Werkzeugs W wie beispielsweise eines Bohrers oder Fräsers eingeschoben werden kann, und zwi schen dem Befestigungskonus 2 und dem Anschlußschaft 3 liegt ein Mittelteil 5 vergrößerten Durchmessers.The chuck comprises a chuck body 1 made of a dimensionally stable material, which has a fastening cone 2 for clamping in a rotary driven work spindle A of a machine tool at one end region in a manner known per se. At the other end of the chuck body 1 , a connecting shaft 3 with a central receiving bore 4 is provided, into which a cylindrical shank of a tool W, such as a drill or milling cutter, can be inserted, and between the fastening cone 2 and the connecting shaft 3 Middle part 5 of enlarged diameter.

Das dargestellte Spannfutter ist als Dehnspannfutter aus gebildet und weist in an sich bekannter Weise zur Fixie rung des Schafts in der Aufnahmebohrung 4 im Bereich des Anschlußschafts 3 des Futterkörpers 1 einen Dehnspannme chanismus auf, von dem in der Zeichnung lediglich eine schmale Ringkammer 6 dargestellt ist. Diese ist um die Aufnahmebohrung 4 herum angeordnet und koaxial zu dieser ausgerichtet. Die Ringkammer 6, deren axiale Länge etwa dem erforderlichen Spannbereich entspricht, wird zur Auf nahmebohrung 4 hin von einer relativ schmalen Innenwand 7 und radial nach außen von einer Außenwand 8, deren Wand stärke um ein mehrfaches größer als die Wandstärke der Innenwand 7 ist, begrenzt. Die Ringkammer 6 ist mit einem Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl gefüllt und steht in nicht dargestellter Weise über einen im Futterkörper 1 ausgebildeten Kanal mit einer Hydraulikmittelquelle in Verbindung, durch die zum Spannen des Werkzeugs W mit Druck beaufschlagt werden kann. Die Druckmittelquelle kann in an sich bekannter Weise von einem im Futterkörper 1 ausgebildeten Zylinderraum gebildet sein, der endseitig durch ein kolbenartiges Stellorgan verschlossen ist, das zur Erhöhung des Drucks in den Zylinderraum eingeschraubt bzw. zur Verringerung des Drucks aus dieser herausge schraubt werden kann. Dieser hydraulische Druck wird über den Kanal zur Ringkammer 6 übertragen und bewirkt eine elastische Auswölbung der Innenwand 7 nach innen, bis diese den in die Aufnahmebohrung 4 eingesetzten Werkzeug schaft fest umschließt.The chuck shown is formed as an expansion chuck and has in a known manner for Fixie tion of the shaft in the receiving bore 4 in the region of the connecting shaft 3 of the chuck body 1 a Dehnspannme mechanism, of which only a narrow annular chamber 6 is shown in the drawing. This is arranged around the receiving bore 4 and aligned coaxially with it. The annular chamber 6 , the axial length of which corresponds approximately to the required clamping range, is on the receiving bore 4 towards a relatively narrow inner wall 7 and radially outwards from an outer wall 8 , the wall thickness of which is several times greater than the wall thickness of the inner wall 7 . The annular chamber 6 is filled with a hydraulic medium such as oil and is connected in a manner not shown via a channel formed in the chuck body 1 to a hydraulic medium source through which pressure can be applied to clamp the tool W. The pressure medium source can be formed in known manner by a trained in the chuck body 1 cylinder space which is closed at the ends by a piston-like actuator which can be screwed screwed to increase the pressure in the cylinder chamber or herausge for reducing the pressure from this. This hydraulic pressure is transmitted via the channel to the annular chamber 6 and causes an elastic bulging of the inner wall 7 inwards until it tightly encloses the tool shaft inserted into the receiving bore 4 .

Alternativ können auch andere Spannmechanismen vorgesehen sein, um das Werkzeug W in der Aufnahme 4 zu fixieren. Beispielsweise kann ein Schrumpfsitz hergestellt werden, indem der Futterkörper unter Aufweitung der Aufnahme er wärmt und nach Einschieben des Werkzeugs W wieder abge kühlt wird. In diesem Fall stellt der die Aufnahme bil dende Teil des Futterkörpers den Spannmechanismus dar.Alternatively, other clamping mechanisms can also be provided in order to fix the tool W in the receptacle 4 . For example, a shrink fit can be produced by heating the chuck body while expanding the receptacle and cooling it again after inserting the tool W. In this case, the part of the chuck forming the receptacle represents the tensioning mechanism.

Bei dem in die Aufnahme 4 eingesetzten Werkzeug W handelt es sich um ein sogenanntes Werkzeug mit innerer Kühlmit telzufuhr, das, wie in der Zeichnung angedeutet ist, eine zentrale Durchgangsbohrung 9 aufweist, die sich vom spin delseitigen Ende bis zur Schneide des Werkzeugs W er streckt, um der Werkzeugschneide ein Kühl- und/oder Schmiermittel zuzuführen. Dieses Kühl- und/oder Schmier mittel, das beispielsweise ein Luft/Öl-Gemisch in Form eines Ölnebels sein kann, wird dem maschinenseitigen Ende des Werkzeugs W von der Arbeitsspindel A der Werkzeugma schine her über ein in dem Futterkörper 1 ausgebildeten Kühlmittelkanal zugeführt. Dieser Kühlmittelkanal wird erfindungsgemäß von einem Kühlmittelzuführrohr 10 gebil det, das sich zwischen der Aufnahme 4 und dem spindelsei tigen Ende des Futterkörpers 1 erstreckt und einen kon stanten Innendurchmesser aufweist, so daß der Aufnahme 4 das Kühl- und/oder Schmiermittel ohne die Gefahr von Ver wirbelungen zugeführt werden kann.The tool W used in the receptacle 4 is a so-called tool with an internal coolant supply which, as indicated in the drawing, has a central through-hole 9 which extends from the spin del side end to the cutting edge of the tool W he to supply a coolant and / or lubricant to the tool cutting edge. This coolant and / or lubricant, which can be, for example, an air / oil mixture in the form of an oil mist, is fed to the machine-side end of the tool W from the work spindle A of the machine tool via a coolant channel formed in the chuck body 1 . This coolant channel is inventively gebil det of a coolant supply pipe 10 which extends between the receptacle 4 and the spindelsei term end of the chuck body 1 and has a constant inner diameter, so that the receptacle 4, the coolant and / or lubricant without the risk of Ver eddies can be supplied.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Kühlmittel zuführrohr 10 in die ohnehin in dem Futterkörper 1 vor handenen Durchgangsbohrung eingesetzt und zweiteilig aus gebildet. Der erste, arbeitsspindelseitige Abschnitt des Kühlmittelzuführkanals 10 wird dabei von einem hohl aus gebildeten Anzugsbolzen 11 gebildet, der in für Steilke gelwerkzeughalter typischer Weise in das arbeitsspin delseitige Ende des Futterkörpers eingeschraubt ist, und an den Anzugsbolzen 11 schließt sich ein Rohrelement 12 an, das an seinem einen Ende in den Anzugsbolzen 11 unter Abdichtung durch einen O-Ring 13 eingesetzt ist und an seinem anderen, aufnahmeseitigen Ende mit dem Futterkör per 1 verschraubt ist. Hierzu weist das Rohrelement 12 einen Außengewindeabschnitt 12a auf, der mit einem Innen gewindeabschnitt 1a des Futterkörpers 1 in Eingriff steht. Der Innengewindeabschnitt 1a dient normalerweise der Aufnahme eines Axialanschlages für das Werkzeug W, der beispielsweise über ein Kegelradgetriebe verstellt werden kann, wie dies in der deutschen Patentanmeldung 198 36 912.3 der Anmelderin beschrieben ist, so daß der Innengewindeabschnitt 1a nicht speziell hergestellt zu werden braucht. Im übrigen kann das Rohrelement 12 auch als axialer Anschlag für den Werkzeugschaft dienen.In the illustrated embodiment, the coolant supply pipe 10 is inserted into the already existing through-hole in the chuck body 1 and is formed in two parts. The first, work spindle-side portion of the Kühlmittelzuführkanals 10 is in this case formed by a hollow-out formed tightening bolt 11, which is typically in gelwerkzeughalter for Steilke manner is screwed into the working spin delseitige end of the chuck body, and a tubular member 12 to the tightening bolt 11 joins that of one end is inserted into the pull stud 11 , sealed by an O-ring 13 , and is screwed to the casing body by 1 at its other end on the receiving side. 12 For this purpose, the tubular element on an externally threaded portion 12a, the threaded portion with an internal 1 is a of the chuck body 1 is engaged. The internal thread section 1 a normally serves to accommodate an axial stop for the tool W, which can be adjusted, for example, via a bevel gear, as described in the applicant's German patent application 198 36 912.3, so that the internal thread section 1 a does not need to be specially manufactured . Otherwise, the tubular element 12 can also serve as an axial stop for the tool shank.

Claims

1. Chuck with a chuck body ( 1 ), in which a central receptacle ( 4 ) for the shaft of a tool to be clamped (W) is formed, and a Spannme mechanism ( 6 ), one inserted into the receptacle ( 4 ) Fix tool shaft in the receptacle ( 4 ), wherein a coolant channel is formed in the chuck body ( 1 ) to supply a coolant to the machine-side end of a tool W inserted into the receptacle ( 4 ) with an internal coolant supply, since characterized in that a is itself provided it stretching the coolant supply pipe (10) between the machine-side end of the chuck body (1) and the receptacle (4) as a refrigerant channel in the Fut terkörper (1).

2. Chuck according to claim 1, characterized in that the coolant supply pipe ( 10 ) over its length egg nen substantially constant inner diameter be seated.

3. Chuck according to claim 1 or 2, characterized in that the coolant supply pipe ( 10 ) protrudes into the receptacle ( 4 ) and in particular serves as an axial stop for the tool shank.

4. Chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply pipe ( 10 ) is screwed into the chuck body ( 1 ).

5. Chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply pipe ( 10 ) is axially divided.

6. Chuck according to claim 5, characterized in that it is designed as a steep taper tool holder with a machine side in the chuck body ( 1 ) screwed to tension bolt ( 11 ), and that the tightening bolt ( 11 ) is hollow and together with little least another Pipe element ( 12 ) forms the coolant supply pipe ( 10 ).

7. Chuck according to claim 6, characterized in that the pull stud ( 11 ) and the tubular element ( 12 ) engage in one another, in particular are inserted or screwed together.

8. Chuck according to one of the preceding claims, there characterized in that it consists of an expansion chuck is formed.