DE8505534U1 - Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

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Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Schutzan-Spruches 1.

Dis schnelle paßgerecht» Bearbeitung von Werkstücken mit modernen Werkzeugmaschinen bedingt einen schnellen Werkzeugwechsel. Das bedeutet ein schnelles Einspannen mit einwandfreiem Sitz des Werkzeuges sowohl hinsichtlich der axialen Lage als auch des Rundlaufs. Dieses ist besonders bei automatischem Wechsel von zerspanenden Werkzeugen für moderne Schnellaufende Werkzeugmaschinen wichtig. Für ein schnelles Einspannen und Wechsein des Werkzeuges scheiden die bisher bekannten manuell zu betätigenden Spannvorrichtungen aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen der eingangs genannten Art ein schnelles kraftschlüssiges Spannen und Lösen des Werkzeuges sowie einen stets reproduzierbaren einwandfreien Sitz in der Spindel der Spannvorrichtung zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung wird es mit Hilfe des gleichmäßig unter Druck stehenden Folienmantels möglich, die bei Werkzeugmaschinen mit Spindeldrehzahlen von über 20.000 U/min durch Fliehkräfte entstehenden, radialen Verformungen der Werkzeugaufnahme zu kompensieren. Gleichzei-

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tig wird ein schnelles Spannen und Wechseln des Werk- ■ zeuges durch das Aufbringen oder Wegnehmen des Druckes

vom Druckmedium auf den Folienmantel mittels eines ,

Vor- oder Zurückdrehen der auf die Druckkolben wirken- '

den Schraube möglich. Mit dem von allen Seiten wirken- 1

den Druck des Druckmediums, z.B. Hydrauliköl wird eine M

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auch bei hohen Beanspruchungen, z.B. bei großer Zerspanungearbeit, ein absolut fester Sitz in der Spindel ge- währleistet ist. Mit Hilfe der durch Fliehkraft betätigten Spannzange wird bei der Arbeitsdrehzahl eine mechanische Sicherung dee Werkzeuges erzielt, so daß bei einem eventuellen Druckausfall und damit Lösen dee Folienmantels das Werkzeug ausreichend gegen ein Heraus- fallen aus der Spindel gesichert ist. Aufgrund der genannten Vorteile kann die erfindungsgemäße Spannvorrichtung auch bei automatischen Werkzeugmaschinen und bei einem automatischen Wechsel des Werkzeuges durch Roboter oder ähnliche Handhabungsgeräte eingesetzt wer den.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeich- | nung dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen i

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Gesamtansicht einer j; Spannvorrichtung mit einem Antriebsmotor, ange- | setzt an eine Werkzeugmaschine und ^k-

Fig. 2 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung.

Entsprechend Fig. 1 ist eine Spannvorrichtung 1, in die ein Fräser 2 eigesetzt ist, mit einem Elektromotor 3 durch ein Zwischenstück 4 verbunden und in eine Werk-

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zeugmaschine 5 eingesetzt. In dem rahmenartigen Zwischenstück 4 ist am Elektromotor 3 ein Futter 6 und an der Spannvorrichtung 1 ein Kupplungskopf 7 zu erkennen. Beim Einschalten des drehmomentabhängigen Elektromotors 3 schnellt das Futter 6 vor, verriegelt sich mit dem Kupplungskopf 7 und dreht diesen bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentes.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Spannvorrichtung

1 anhand der Fig. 2 sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile erläutert. Die Spannvorrichtung 1 weist als wesentliche Teile ein Gehäuse 8, einen Kopfteil 9 und die Spindel 10 auf, die zentrisch eingesetzt ist. Das Gehäuse 8 ist an die Werkzeugma schine 5 mit Schrauben 11 und das Kopfteil 9 an das Ge häuse 8 mit Schrauben 12 angesetzt. Die Spindel 10 ist zweiteilig und besteht aus einem Teil 10a zur Aufnahme des Fräsers 2 und einem Wellenteil 10b, die durch Schrauben 13 miteinander verbunden sind. Die Spindel 10 ist in Kugellagern 14 und 15 gelagert und in bekannter Weise gegen das Gehäuse 8 und den Kopfteil 9 abgedichtet. Auf das Ende des Spindelteils 10b ist eine Nabe 16 aufgesetzt, die Nocken 17 zum Einkuppeln mit dem Futter 6 des Elektromotors trägt. Weiterhin ist der Spindel teil 10b mit einer Bohrung 18 versehen, in die in Er weiterungen an ihren Enden Druckkolben 20 und 21 eingesetzt sind. Auf dem Druckkolben 20 wirkt der in das Ende des Spindelteils 10b eingeschraubte Kupplungskopf 7.

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Der Druckkolben 21 wirkt auf den Kopf eines weiteren Druckkolbens 22, der in einer Bohrung 23 des Spindelteils 10a arbeitet. Von der Bohrung 23 führt eine durch Bohrungen im Spindelteil 10a geschaffene Druckleitung 24 in einem Ringraum 25, der über eine Bohrung 26 angeordnet ist und einen Folienmantel 27, z.B. aus dünnwandigem Metall, enthält. In die Bohrung 26 ist der Fräser 2 mit seinem Schaft 2a eingesetzt. In dem Fräserschaft 2a ist eine weitere Bohrung 28 vorhanden, in die eine mit Spannbacken 30a versehene Spannzange 30 eingesetzt ist. Am Ende der Spannbacken 30a sind Nasen 31 angeordnet, die in eine Hinterdrehung der Bohrung 28 eingreifen können. Die Spannbacken 30a spreizen bei einer mittleren Drehzahl auseinander, wodurch der Fräser 2 bei seiner Arbeitsdrehzahl von z.B. 24 000 U/min noch mechanisch gehalten ist, wenn der Druck auf den Folienmantel 27 absinken sollte.Die Bohrung 28 kann über eine Bohrung 32 entlüftet werden. Der Schaft 2a des Fräsers 2 kann in seinem in die Bohrung 26 eingesetzten Teil am Ende um einige lOOstel mm stärker sein, wodurch bei angedrücktem Folienmantel eine zusätzliche Sicherheit gegen axiale Verlagerungen gewährleistet ist. Als Druckmedium in den Leitungen 18, 23 und 24 kann Hydrauliköl verwendet werden.

In einer vereinfachten Ausführung besteht die Möglichkeit, den Elektromotor 3 wegzulassen (siehe Fig. 1) und das Druckmedium zum Anpressen des Folienmantels 27 an den Schaft 2a nur in der Bohrung 23 und in der Leitung 24 wirken zu lassen. Der Anpreßdruck auf den Kolben 22

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kann dabei über eine nicht dargestellte Schraube erfolgen, welche in die Bohrung 18 eingesetzt ist und wobei an Stelle des Kupplungskopfes 7 ein Schraubenkopf vorhanden ist.

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Claims (4)

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1. Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen zum Einspannen eines Werkzeugschaftes in eine Bohrung einer angetriebenen Spindel, gekennzeichnet durch die nachfolgend angeführten Spannelemente:

a) ein um den Werkzeugschaft (2a) mittels eines Druckmediums preBbarer Folienmantel (27) und

b) eine nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Spindel P-O) durch Fliehkraft aufspreizende, mit Spannbacken (30a) versehene Spannzange (30), die innerhalb der Spindel (10) angeordnet ist und gegen die Wandung einer im Werkzeugschaft (2a) anc^eodne ten Bohrung (28) wirkt.

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2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienmantel (27) als dünnwandiger Metallbalg ausgebildet und über Druckleitungen (23, 24) mit dem Druckmedium beaufschlagbar ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienmantel (27) um den Werkzeugschaft (2a) mit Handbetätigung oder mit der Kraft eines Motors (3) durch einen auf das Druckmedium wirkenden Kolben (22) gepreßt ist.

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4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannbacken (30a) der Spannzange (30) am Ende mit Nasen (31) versehen sind, die in eine korrespondierende Hinterdrehung in der Bohrung (28) des Werkzeugschaftes (2a) eingreifen.

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