PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60202413T2 23.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001293279
Titel Spannzange
Anmelder Big Alpha Co., Inc., Hyogo, JP
Erfinder Komine, Tsuyoshi., Tsuna-gun, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 60202413
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.06.2002
EP-Aktenzeichen 022542989
EP-Offenlegungsdatum 19.03.2003
EP date of grant 29.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.2006
IPC-Hauptklasse B23B 31/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B23Q 11/10(2000.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannzange wie in der Präambel von Anspruch 1 offengelegt.

Solch eine Spannzange ist bekannt aus Dokument Ep-a-0781616.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

In Werkzeugmaschinen, wie zum Beispiel Drehbänken, Bohrmaschinen oder Fräsmaschinen, wurden Spannzangen als ein Teil der Halter zum Halten von Werkzeugen, wie beispielsweise Bohrer oder Fräser, verwendet. Diese Art von Spannzangen umfasst im Allgemeinen einen Spannzangenkörper, in den der Schaft des Werkzeugs eingesetzt wird, und einen Schlitz, der im Spannzangenkörper gebildet ist.

Es ist notwendig, diese Werkzeuge ununterbrochen zu kühlen, um Hitze zu unterdrücken, die zur Zeit des Verarbeitungsbetriebs (spanabhebende Bearbeitung) erzeugt wird. Die Werkzeuge sind manchmal geschmiert, um eine bessere Verarbeitbarkeit zu erreichen. Als allgemeine Methode für solches Abkühlen und Schmieren, wird das Werkzeug mit einem wasserlöslichen Kühlmittel oder einem Metailbearbeitungsfluid (Kühlfluid) versorgt. Als ein Beispiel für die Methode zum Versorgen eines Werkzeugs mit dem Metallbearbeitungsfluids, wird ein Werkzeug mit einem Durchgangsloch in seiner Längsrichtung verwendet, und das Werkzeug wird durch Zuführen des Metallbearbeitungsfluids entlang dieses Durchgangslochs abgekühlt. Diese Methode soll das Durchgangsloch im Werkzeug mit dem Metallbearbeitungsfluid effektiv versorgen, indem ein Wehrelement an einer bestimmten Position des Schlitzes vorgesehen ist, um zu verhindern, dass das Metallbearbeitungsfluid aus dem im Spannzangenkörper gebildeten Schlitz heraus fließt.

Wenn ein Werkzeug ohne dieses Durchgangsloch, wie oben beschrieben, verwendet wird, gibt es eine allgemeine Methode für das Kühlen des Werkzeugs, indem das Metallbearbeitungsfluid durch den im Spannzangenkörper gebildeten Schlitz an den kleinen Spalt zwischen der Spannzange und dem durch die Spannzange gehaltenen Werkzeug zugeführt wird.

Bei der Methode des Kühlens des Werkzeugs durch Versorgen des Werkzeugs mit dem Metallbearbeitungsfluid, indem der im Spannzangenkörper gebildete Schlitz verwendet, wird eine Querschnittsfläche des Schlitzes in seiner radialen Richtung groß, wenn das durch die Spannzange gehaltene Werkzeug einen im Verhältnis zum Außendurchmesser des Spannzangenkörpers kleinen Durchmesser hat, und folglich wird die Fließgeschwindigkeit des Metallbearbeitungsfluid entsprechend verringert. Folglich gibt es eine Möglichkeit, dass das Metallbearbeitungsfluid leicht verteilt werden kann und es schwierig werden kann, den Kühlmittelfluß auf die Metallbearbeitungskante (Rand) des Werkzeugs zu konzentrieren. Insbesondere gibt es eine Möglichkeit, dass, selbst dann, wenn das Metallbearbeitungsfluid mit Hochdruck zugeführt wird, das Metallbearbeitungsfluid wegen der Zentrifugalkraft zur Zeit der Rotation bei hoher Geschwindigkeit zerstreut wird, bevor es die Metallbearbeitungskante des Werkzeugs erreicht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, die herkömmlichen Spannzangen, wie oben beschrieben, zu verbessern. Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Spannzange zur Verfügung zu stellen, die ein Kühlfluid, wie beispielsweise ein Metallbearbeitungsfluid, effizient an das Werkzeug liefern kann, indem es die Fließgeschwindigkeit des Fluids entsprechend dem Durchmesser des durch die Spannzange gehaltenen Werkzeugs einstellt, wodurch effizientes Zuführen des Kühlmittels ermöglicht wird.

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Spannzange zur Verfügung, wie in unabhängigem Anspruch 1 offenbart.

Weitere vorteilhafte Ausführungen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Hinsichtlich der Spannzange mit der oben beschriebenen Struktur, ist die Endfläche des Wehrelementes, das in den Schlitz auf der der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers zugewandten Seite eingebracht ist, an einer Position gelegen, die von der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers in einer Richtung näher zur äußeren Fläche des Spannzangenkörpers ausgespart ist, wobei sich ein Spalt zwischen dem Wehrelement und der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers bildet, durch den das Fluid fließt. Dementsprechend ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids, wie beispielsweise des Metallbearbeitungsfluids, einzustellen, indem man beliebig die Querschnittsfläche des Spalts durch Einstellen der Position der Endfläche des Wehrelements auf der der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers zugewandten Seite entsprechend dem Durchmesser des durch die Spannzange gehaltenen Werkzeugs ändert.

Die Querschnittsfläche des Spalts kann in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers durch Einstellen der Länge des Wehrelementes bestimmt werden. Mit anderen Worten kann die Querschnittsfläche des Spalts durch Vergrößern der Länge des Wehrelementes im Verhältnis verringert werden, während die Querschnittsfläche des Spalts durch die Verkürzung der Länge des Wehrelements im Verhältnis erhöht werden kann.

Hinsichtlich der Spannzange dieser Erfindung kann ein Wehrelement-Einfügeloch im Schlitz in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers gebildet sein, und das Wehrelement kann in das Wehrelement-Einfügeloch eingefügt sein.

Außerdem kann an einem Ende des Wehrelementes auf der der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers zugewandten Seite eine schräge Ebene gebildet sein, die von der äußeren Oberfläche des Spannzangenkörpers zu seiner inneren Oberfläche in Richtung der Werkzeugeinbringseite geneigt ist. Diese geneigte Fläche führt das Kühlfluid zur Metallbearbeitungskante des Werkzeugs, wobei effizienteres Abkühlen des Werkzeugs ermöglicht wird.

Außerdem kann, die Spannzange dieser Erfindung betreffend, ein Wehrelement-Einfügeloch im Schlitz gebildet sein, das von der äußeren Oberfläche des Spannzangenkörpers zu seiner inneren Oberfläche in Richtung der Werkzeugeinbringseite geneigt ist, und das Wehrelement kann in das Wehrelement-Einfügeloch eingefügt sein. Diese Struktur erlaubt, dass das Kühlfluid zur Metallbearbeitungskante des Werkzeugs geführt wird, wobei effizienteres Abkühlen des Werkzeugs ermöglicht wird.

Das Wehrelement kann sich in der Nähe der Werkzeugeinbringseite befinden. Durch derartiges Anordnen des Wehrelements, kann das Kühlfluid leicht zur Metallbearbeitungskante des Werkzeugs geführt werden, wobei das Kühlen des Werkzeugs mit besserer Effizienz ermöglicht wird.

Außerdem kann das Wehrelement von einem elastischen Element gebildet sein.

Der Schlitz kann so geformt sein, dass er unterschiedliche Weiten an einer Position, die näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement ist, und an einer Position, die näher an der Seite des oberen Endes als am Wehrelement ist, hat. Diese Struktur ermöglicht es, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids effizient einzustellen.

Die Spannzange dieser Erfindung kann eine zylindrische Spannzange oder eine sich verjüngende Spannzange sein.

Das Wehrelement kann sich in einem Spannmutterhalterungsteil des Spannzangenkörpers der sich verjüngenden Spannzange befinden. Das Wehrelement kann sich auch in einem sich verjüngenden Teil des Spannzangenkörpers befinden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 1.

3 ist eine Schnittdarstellung der Spannzange entlang der Linie III-III von 1

4 eine Teilschnittansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die Spannzange von 1 in einem Spannzangenhalter befestigt ist.

5 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 2 dieser Erfindung.

6 ist eine Teilschnittansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die Spannzange von 5 in einem Spannzangenhalter befestigt ist.

7 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 3 dieser Erfindung.

8 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 7.

9 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 4 dieser Erfindung.

10 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 9.

11 ist eine Schnittdarstellung eines Teils einer Spannzange entsprechend einer weiteren Ausführung dieser Erfindung.

12 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Spannzange entsprechend noch einer weiteren Ausführung dieser Erfindung.

13 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Spannzange entsprechend einer weiteren Ausführung dieser Erfindung.

14 ist eine Vorderansicht einer Spannzange entsprechend noch einer weiteren Ausführung dieser Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Spannzangen entsprechend bevorzugter Ausführungen dieser Erfindung werden mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.

[Ausführung 1]

1 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 1. 3 ist eine Schnittansicht der Spannzange entlang der Linie III-III von 1. 4 ist eine teilweise Schnittansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die Spannzange 5 von 1 in einem Spannzangehalter befestigt ist.

In Ausführung 1, wird eine Seite der Spannzange, in die das Werkzeug eingesetzt wird, als die „Seite des oberen Endes" bezeichnet, während die andere Seite der Spannzange als die "Seite des Basisendes" bezeichnet wird.

Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist die Spannzange entsprechend Ausführung 1 eine sich verjüngende Spannzange 1 und umfasst: einen Spannzangenkörper 11 für das Einsetzen des Schaftes eines Werkzeugs; Schlitze 12, die von der Seite des oberen Endes in der axialen Richtung des Spannzangenkörpers 11 gebildet sind; Schlitze 13, die von der Seite des Basisendes in der axialen Richtung des Spannzangenkörpers 11 und zwischen den benachbarten Schlitzen 12 gebildet sich; Wehrelement-Einfügelöcher 15, die mit den Schlitzen 12 verbunden sind, und die in einem Spannmutterhalterungsteil 14 des Spannzangenkörpers 11 gebildet sind; und Wehrelemente 16, die in die Wehrelement-Einfügelöcher 15 eingesetzt sind.

Insgesamt sind sechs Schlitze 12 gebildet, die im gleichen Winkel (60° in Ausführung 1) äquidistant sind. Ebenso sind insgesamt sechs Schlitze 13 gebildet, die auch im gleichen Winkel äquidistant sind. Die sich verjüngende Spannzange 1 mit den darin gebildeten Schlitzen 12 und 13 kann sich bezogen auf ihren eigenen Durchmesser mittels elastischer Verformung zusammenziehen und wieder aufweiten, wobei der Schaft des Werkzeugs freigegeben oder gehalten wird.

Das Spannmutterhalterungsteil 14 umfasst einen sich verjüngenden Teil 14A, der auf der Seite des oberen Endes an der Außenfläche des Spannzangenkörpers 11 gebildet ist, und einen eingreifenden, konkaven Teil 14B, der auf der Seite des Basisendes des sich verjüngenden Teils 14A gebildet ist und mit einem eingreifenden konvexen Teil 51 eines Spannzangenhalters 50 in Eingriff ist, was später im Detail beschrieben wird.

Das Wehrelement-Einfügeloch 15 ist im sich verjüngenden Teil 14A des Spannmutterhalterungsteils 14 gebildet, damit es mit dem Schlitz 12 verbunden ist, und das Wehrelement-Einfügeloch 15 erstreckt sich von der Außenfläche 11A des Spannzangenkörpers 11 in Richtung zu seiner Innenfläche 11B, d.h., dass es in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers 11 offen ist. Dieses Wehrelement-Einfügeloch 15 ist offen und endet an einer Position, die von der inneren Oberfläche 11B des Spannzangenkörpers 11 in einer Richtung näher zur Außenfläche 11A des Spannzangenkörpers 11 ausgespart ist (das Wehrelement-Einfügeloch 15 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche 11A, aber erreicht nicht die innere Oberfläche 11B). Diese Struktur macht es möglich, einen Spalt S zu bilden, damit ein Kühlfluid durch ihn hindurch zwischen dem Wehrelement 16 und der inneren Oberfläche 11B des Spannzangenkörpers 11 durchströmt.

Das Wehrelement 16 ist von einem elastischen Element gebildet und hat eine im wesentlichen zylinderförmige Form, die zur Form des Wehrelement-Einfügelochs 15 komplementär ist. Dieses Wehrelement 16 erstreckt sich von der gleichen Höhe wie die der Außenseite 11A des Spannzangenkörpers 11 oder von einer Position, die leicht von der Außenfläche 11A hervorsteht, zur Unterseite des Wehrelement-Einfügelochs 15, wobei es das Kühlfluid daran hindert, aus der Außenfläche 11A des Spannzangenkörpers 11 herauszufließen. Außerdem ermöglicht die Existenz des Wehrelements 16, den Spalt S zu bilden, damit das Kühlfluid durch ihn hindurch zwischen der Innenfläche 11B des Spannzangenkörpers 11 und der Endfläche des Wehrelements 16 durchströmt, welche der inneren Oberfläche 11B des Spannzangenkörpers 11 zugewandt ist. Die Querschnittsfläche des Spaltes S in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers 11 kann bestimmt werden, indem die Länge des Wehrelements 16 eingestellt wird, d.h. indem ein Abstand von der inneren Oberfläche 11B des Spannzangenkörpers 11 eingestellt wird. Infolgedessen ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids einzustellen.

Genauer gesagt, beispielsweise, wenn das durch die Spannzange gehaltene Werkzeug einen im Verhältnis zum Außendurchmesser des Spannzangenkörpers 11 kleinen Durchmesser hat, erhöht sich die Dicke des Spannzangenkörpers 11, wobei die Querschnittsflächen der Schlitze 12 und 13 in der Radialrichtung vergrößert werden.

Dementsprechend ist die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids verringert, wenn sich die Menge des gelieferten Kühlfluids nicht ändert. In diesem Fall ist es möglich, eine gewünschte Geschwindigkeit des Kühlfluids beizubehalten, da die Querschnittsfläche des Spaltes S im Radialrichtung durch Vergrößern Länge des Wehrelementes 16 verringert werden kann. Andererseits kann die Querschnittsfläche des Spaltes S in der Radialrichtung durch die Verkürzung der Länge des Wehrelementes 16 erhöht werden, wenn das durch die Spannzange gehaltene Werkzeug einen im Verhältnis zu dem Außendurchmesser des Spannzangenkörpers 11 großen Durchmesser hat, wobei ermöglicht wird, eine gewünschte Geschwindigkeit des Kühlfluids beizubehalten. Mit anderen Worten, es ist möglich, eine optimale Fließgeschwindigkeit leicht zu verwirklichen, indem man die Länge des Wehrelementes 16 beliebig einstellt.

Der Spannzangehalter 50, in den die sich verjüngende Spannzange 1 eingesetzt ist, umfasst einen Halterkörper 52 und ein Spannmutterteil 53, das auf der Seite des oberen Endes des Halterkörpers 52 vorgesehen ist und das die in den Halterkörper 52 eingebrachte, sich verjüngende Spannzange 1 festklemmt und fixiert.

Das Spannmutterteil 53 umfasst ein Eingreifelement 54, das sich am oberen Ende des Spannzangenkörpers 11 befindet, und eine Spannmutter 55, die auf der Außenfläche des Eingreifelements 54 in einer verhältnismäßig frei drehbaren Art und Weise mittels einer Kupplungskugel 56 vorgesehen ist, und die in der Radialrichtung klemmt und die in den Halterkörper 52 eingebrachte, sich verjüngende Spannzange 1 fixiert.

Das Eingreifelement 54 wird von einem ringförmigen Element gebildet, das auf der Seite des oberen Endes des Halterkörpers 52 vorgesehen ist. Am oberen Ende-Teil des Eingreifelements 54 ist auf seiner inneren Oberfläche eine geneigte Fläche 57 gebildet, deren Innendurchmesser allmählich zur Seite des oberen Endes hin kleiner wird. Auf der Seite des Basisendes des Eingreifelements 54, ist ein eingreifendes konvexes Teil 51 für das Eingreifen mit dem im eingreifenden konkaven Teil 14B der sich verjüngenden Spannzange 1 um die innere Oberfläche auf eine zur Schaftmitte hin hervorstehende Art und Weise gebildet. Zwischen dem eingreifenden konvexen Teil 51 und der geneigten Fläche 57 ist eine geneigte Fläche 58 gebildet, die in Kontakt mit dem sich verjüngenden Teil 14A kommt, der auf der Seite des oberen Endes der sich verjüngenden Spannzange 1 gebildet ist.

Wenn die Spannmutter 55 gedreht wird, wird auf das Eingreifelement 54 und der Halterkörper 52 in ihrer Radialrichtung Druck ausgeübt. Dementsprechend wird die sich verjüngende Spannzange 1 in der Radialrichtung auf die gleiche Weise zusammengedrückt, wobei das Werkzeug fixiert wird.

Um das Werkzeug in die sich verjüngende Spannzange 1 mit der oben beschriebenen Struktur einzubringen und darin zu montieren, wird der Schaft des Werkzeugs in die Seite des oberen Endes der durch den Spannzangehalter 50 gehaltenen, sich verjüngenden Spannzange 1 eingesetzt. Die Spannmutter 55 wird dann gedreht, um das Eingreifelement 54 zur Seite der sich verjüngenden Spannzangeseite 1 hin zu bewegen. Dementsprechend gleiten der sich verjüngende Teil 14A und die Außenfläche 11A der sich verjüngenden Spannzange 1 aneinander entlang und treten mit den jeweiligen geneigten Flächen des Halterkörpers 52 und des Eingreifelements 54 in Kontakt, wobei sie die sich verjüngenden Spannzange 1 veranlassen, sich in der ihren Durchmesser zusammenziehenden Richtung elastisch zu verformen, und sie dann am Schaft des Werkzeugs festklemmen.

Wenn der Spannzangehalter 50 veranlasst wird, sich in diesen Zustand zu drehen, um eine Arbeit mit dem Werkzeug auszuführen, neigt das Kühlfluid dazu, durch die Schlitze 12 zur Seite des oberen Endes zu fließen (oder abgeführt zu werden), wie durch Pfeile in 3 und 4 dargestellt ist, da das Kühlfluid von der Seite des Basisendes der sich verjüngenden Spannzange 1 zugeführt wird. Da die Wehrelemente 16 in die Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 11 in einer passenden Tiefe eingebracht sind, wird die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids passend gesteuert (oder eingestellt). Infolgedessen ist es selbst dann möglich, das Kühlfluid an die Metallbearbeitungskante des Werkzeugs effizient zu liefern, wenn die Rotation (besonders Hochgeschwindigkeits-Rotation) des Werkzeugs eine Zentrifugalkraft bewirkt.

Außerdem ist es möglich, den Effekt zu erzielen, das Steuern der Fließrichtung des Kühlfluids zu unterstützen, da die Wehrelemente 16 in der Nähe der Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 11 angeordnet sind.

Als Form der Endfläche des Wehrelementes 16 auf der Seite der Innenfläche 11B, wie in 11 gezeigt, ist es möglich, eine geneigte Fläche 19 zu bilden, die von der Außenfläche 11A zur Innenfläche 11B zur Seite des oberen Endes hin geneigt ist. Diese Struktur ermöglicht, als natürliche Konsequenz, ein angemessenes Steuern der Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids und macht es möglich, den Effekt zu erzielen, das Steuern der Fließrichtung des Kühlfluids zu unterstützen. Außerdem ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids allmählich zu ändern, wobei das Kühlfluid veranlasst wird, ruhiger zu fließen.

In Ausführung 1 ist die Spannzange mit sechs Schlitzen 13 und sechs Schlitzen 12 beschrieben worden. Jedoch ist es möglich, ohne Beschränkung auf so eine Struktur, die Zahl der Schlitze 12 und 13 nach Wunsch beliebig zu wählen. Mit anderen Worten, es ist möglich, jede vorhandene Spannzange auszuwählen und zu verwenden.

Außerdem ist es möglich, die Spannzange derart zu konstruieren, dass die Breite des Schlitzes 12 auf der Seite des Basisendes relativ zum Wehrelement 16 verschieden ist zu der Breite auf der Seite des oberen Endes relativ zum Wehrelement 16. Wenn beispielsweise die Breite des Schlitzes 12 auf der Seite des oberen Endes schmaler gemacht ist als die Breite, an einer Position näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement 16, wird die Querschnittsfläche des Spaltes S kleiner, wodurch ermöglicht wird, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids weiter zu erhöhen. Andererseits wird, wenn die Breite des Schlitzes 12 auf der Seite des oberen Endes größer gemacht ist als die Breite an einer Position näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement 16, die Querschnittsfläche des Spaltes S vergrößert, wodurch ermöglicht wird, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids weiter zu verringern. Mit anderen Worten ist es möglich, die Geschwindigkeit des Kühlfluids beliebig zu steuern, indem die Breite des Schlitzes 12 auf der Seite des Basisendes und auf der Seite des oberen Endes relativ zum Wehrelement 16 eingestellt wird.

Außerdem ist es, wie in 12 gezeigt, möglich, einen konkav-konvexen Teil 18 auf den inneren Wänden des Wehrelement-Einfügelochs 15 zu bilden, und über der Außenfläche des Wehrelementes 16 ein Eingreifteil 20 zu formen, das im konkav-konvexen Teil 18 eingreifen kann. Da das Wehrelement 16 in das Wehrelement-Einfügeloch 15 eingesetzt wird, werden der konkav-konvexe Teil 18 und das Eingreifteil 20 in Eingriff gebracht, wodurch ermöglicht wird, das Wehrelement 16 in einer gewünschten Position mit höherer Sicherheit in Eingriff zu bringen.

In Ausführung 1 ist der Fall beschrieben worden, indem das Wehrelement 16 in das Wehrelement-Einfügeloch 15 eingefügt ist. Jedoch ist, ohne Beschränkung auf eine solche Struktur, nur wesentlich, dass das Wehrelement 16 in den Schlitz 12 einzubringen ist.

Ferner ist die Form des sich verjüngenden Teils 14A der sich verjüngenden Spannzange 1 und des Eingreifelements 54 nicht auf die geneigte Fläche begrenzt, sondern es kann auch eine zylinderförmige Form mit einem gleichförmigen Durchmesser sein.

[Ausführung 2]

Eine Spannzange entsprechend Ausführung 2 dieser Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.

5 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 2 dieser Erfindung. 6 ist eine Teilschnittansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die Spannzange von 5 in einem Spannzangenhalter befestigt ist. Elemente der Ausführung 2, die denen von Ausführung 1 gleichen, haben die gleichen Bezugsziffern wie in Ausführung 1, und jegliche ausführliche Beschreibung davon wird ausgelassen.

Wie in 5 und 6 dargestellt, sind die Positionen der Wehrelemente 16 in einer sich verjüngenden Spannzange 2 von Ausführung 2 und in einer sich verjüngenden Spannzange 1 von Ausführung 1 unterschiedlich. Insbesondere sind in einer sich verjüngenden Spannzange 2 von Ausführung 2 die Wehrelemente 16 auf der Seite des oberen Endes über der Außenfläche 11A des Spannzangenkörpers 11 angeordnet.

Hinsichtlich der sich verjüngenden Spannzange 2, welche die oben beschriebene Struktur hat, neigt das Kühlfluid, wie im Fall der sich verjüngenden Spannzange 1 von Ausführung 1, dazu, durch die Schlitze 12 zur Seite des oberen Endes zu fließen (oder abgeführt zu werden), wie mit Pfeilen in 6 dargestellt ist, wenn das Werkzeug eingesetzt ist und der Spannzangehalter 50 dann veranlasst wird, sich zu drehen, um eine Arbeit unter Verwendung des Werkzeugs auszuführen, da das Kühlfluid von der Seite des Basisendes der sich verjüngenden Spannzange 2 zugeführt wird. Da die Wehrelemente 16 in die Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 11 in einer passenden Tiefe eingefügt sind, wird die Fließgeschwindigkeit der Kühlfluids passend gesteuert (oder eingestellt). Infolgedessen ist es selbst dann möglich, das Kühlfluid an die Metallbearbeitungskante des Werkzeugs effizient zu liefern, wenn die Rotation (besonders Hochgeschwindigkeits-Rotation) des Werkzeugs eine Zentrifugalkraft bewirkt.

Die Form des sich verjüngenden Teils 14A der sich verjüngenden Spannzange 2 und des Eingreifelements 54 ist nicht auf die geneigte Fläche begrenzt, sondern es kann auch eine zylinderförmige Form mit einem gleichförmigen Durchmesser sein.

[Ausführung 3]

Eine Spannzange entsprechend Ausführung 3 dieser Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.

7 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 3 dieser Erfindung. 8 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 7. Elemente der Ausführung 3, die denen von Ausführungen 1 und 2 gleichen, haben die gleichen Bezugsziffern wie in den Ausführungen 1 und 2, und jegliche ausführliche Beschreibung davon wird ausgelassen.

Wie in 7 und 8 gezeigt, ist die Spannzange entsprechend Ausführung 3 eine zylinderförmige Spannzange 3, die in einem Halter, wie zum Beispiel einem Hydraulikspannfutter oder einem Fräsfutter, eingefügt ist. Die zylinderförmige Spannzange 3 umfasst: einen Spannzangenkörper 31, um den Schaft eines Werkzeugs darin einzubringen; in axialer Richtung von der Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 31 gebildete Schlitze 32; auf der Seite des Basisendes der Schlitze 32 gebildete Bohrungen 33; mit der Seite des oberen Endes der Schlitze 32 gebildete und verbundene Wehrelement-Einfügelöcher 15; und in die Wehrelement-Einfügelöcher 15 eingefügte Wehrelemente 16.

Insgesamt sind vier Schlitze 32 gebildet, die im gleichen Winkel (90° in Ausführung 3) äquidistant sind. Deie zylinderförmige Spannzange 3 mit diesen darin gebildeten Schlitzen 32, kann, genau wie die vorher erwähnten sich verjüngenden Spannzangen 1 und 2, ihren eigenen Durchmesser mittels elastischer Verformung zusammenziehen und wieder aufweiten, wobei der Schaft des Werkzeugs freigegeben oder gehalten wird.

Die Löcher 33 sind mit allen Schlitzen 32 auf der Seite des Basisendes verbunden und sind in Radialrichtung des Spannzangenkörpers 31 offen. Diese Löcher 33 sind normalerweise gebildet, um den Druck oder dergleichen abzubauen, der ausgeübt wird, wenn der Durchmesser der zylinderförmigen Spannzange 3 erweitert oder zusammengezogen wird.

Auf die gleiche Art und Weise wie in den vorher erwähnten Ausführungen, ist das Wehrelement-Einfügeloch 15 mit dem Schlitz 32 verbunden und erstreckt sich von der Außenfläche 31A des Spannzangenkörpers 31 zu seiner inneren Fläche 31B, d.h. es ist in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers 31 offen. Dieses Wehrelement-Einfügeloch 15 ist offen und endet an einer Position, die von der inneren Oberfläche 31B des Spannzangenkörpers 31 in einer Richtung näher zu seiner Außenseite 31A ausgespart ist (das Wehrelement-Einfügeloch 15 erstreckt sich von der Außenfläche 31A, aber erreicht nicht die innere Oberfläche 31B). Diese Struktur macht es möglich, einen Spalt S zu bilden, damit ein Kühlfluid dort hindurch zwischen dem Wehrelement 16 und der inneren Oberfläche 31B des Spannzangenkörpers 31 durchströmt.

Das Wehrelement 16 hat, wie in den vorher erwähnten Ausführungen, eine im wesentlichen zylinderförmige Form, die zur Form des Wehrelement-Einfügelochs 15 komplementär ist. Die Querschnittsfläche des Spaltes S in der Radialrichtung des Spannzangenkörpers 31 kann bestimmt werden, indem die Länge des Wehrelementes 16 eingestellt wird. Infolgedessen ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids einzustellen.

Hinsichtlich dieser zylinderförmigen Spannzange 3, neigt das Kühlfluid, wie in den vorher erwähnten Ausführungen, dazu, durch die Schlitze 32 zur Seite des oberen Endes zu fließen (oder abgeführt zu werden), wie mit Pfeilen in 7 dargestellt ist, wenn die Spannzange 3 an einem Halter, wie zum Beispiel einem Hydraulikspannfutter oder Fräsfutter, angebracht ist (in den Zeichnungen nicht gezeigt), und der Spannzangehalter dann veranlasst wird, sich zu drehen, um eine Arbeit unter Verwendung des Werkzeugs auszuführen, da das Kühlfluid von der Seite des Basisendes zugeführt wird. Da die Wehrelemente 16 in die Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 11 in einer passenden Tiefe eingefügt sind, wird die Fließgeschwindigkeit der Kühlfluids passend gesteuert (oder eingestellt). Infolgedessen ist es selbst dann möglich, das Kühlfluid an die Metallbearbeitungskante des Werkzeugs effizient zu liefern, wenn die Rotation (besonders Hochgeschwindigkeits-Rotation) des Werkzeugs eine Zentrifugalkraft bewirkt.

In der Ausführung 3 ist die Spannzange mit vier Schlitzen 32 beschrieben worden. Jedoch ist es möglich, ohne Beschränkung auf so eine Struktur, die Zahl der Schlitze 32 nach Wunsch beliebig zu wählen. Mit anderen Worten, es ist möglich, jede vorhandene Spannzange auszuwählen und zu verwenden.

Was die Breite des Schlitzes 32 anbetrifft, ist es möglich, die Geschwindigkeit des Kühlfluids beliebig zu steuern, indem die Breite des Schlitzes 32 in einer Position näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement 16 und die Breite des Schlitzes 32 in einer Position näher an der Seite des oberen Endes als am Wehrelement 16 auf die gleiche Art und Weise wie in den vorher erwähnten Ausführungen eingestellt wird.

Außerdem kann beispielsweise, wie in 13 dargestellt, ein Wehrelement-Einfügeloch 150 so geformt sein, dass es einen im wesentlichen der Form des Buchstabens "T" entsprechenden Querschnitt hat, der aus einem rohrförmigen Körper mit einer, von oben gesehen, im wesentlichen ovalen Fläche auf der Seite der Außenfläche 31A des Spannzangenkörpers 31, und einem Zylinder, der mit dem röhrenförmigen Körper auf Seite der inneren Fläche 31B integriert ist, besteht. In diesem Fall ist ein Wehrelement 160 konstruiert, um einen im wesentlichen in Form des Buchstaben "T" geformten Querschnitt zu haben, der zum Wehrelement-Einfügeloch 150 komplementär ist.

Außerdem kann der Spannzangenkörper 31 konstruiert werden, um seinen Innendurchmesser entsprechend dem Durchmesser des Schafts des eingebrachten (oder gehaltenen) Werkzeugs klein oder groß zu machen, wie in 14 gezeigt. In diesem Fall ist es möglich die Tiefe (oder die Position auf der Seite der inneren Fläche 31B) des Wehrelement-Einfügelochs 15 nach Wunsch zu wählen, d.h. die Position der Endfläche des Wehrelements 16 auf Seite der inneren Fläche 31B.

[Ausführung 4]

Eine Spannzange entsprechend Ausführung 4 dieser Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.

9 ist eine Seitenansicht einer Spannzange entsprechend Ausführung 4 dieser Erfindung. 10 ist eine Vorderansicht der Spannzange von 9. Elemente der Ausführung 4, die denen von Ausführung 3 gleichen, haben die gleichen Bezugsziffern wie in Ausführung 3, und jede ausführliche Beschreibung davon ist ausgelassen.

Wie in 9 und 10 gezeigt, unterscheidet sich eine zylinderförmige Spannzange 4 von Ausführung 4 von der zylinderförmigen Spannzange 3 von Ausführung 3 in der Form der Wehrelement-Einfügelöcher 35 und in der Form der Wehrelemente 36, die in die Wehrelement-Einfügelöcher 35 eingefügt sind.

Das Wehrelement-Einfügeloch 35 der zylinderförmigen Spannzange 4 von Ausführung 4 ist mit einer geneigten Fläche gebildet, die von der Außenfläche 31A des Spannzangenkörpers 31 zu seiner inneren Fläche 31B hin zur Seite des oberen Endes geneigt ist. Insbesondere ist dieses Wehrelement-Einfügeloch 35 offen und endet in der Nähe der Seite des oberen Endes des Spannzangenkörpers 31, wobei es einen Spalt S bildet, damit das Kühlfluid dort hindurch zwischen dem Wehrelement 36 und der innere Oberfläche 31B des Spannzangenkörpers 31 durchströmt.

Das Wehrelement 6 ist von einem elastischen Element gebildet und ist so geformt, dass es zur Form des Wehrelement-Einfügelochs 35 komplementär ist. Die minimale Querschnittsfläche des Spaltes S in Radialrichtung des Spannzangenkörpers 31 kann durch Einstellen der Länge des Wehrelementes 36 bestimmt werden. Infolgedessen ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids einzustellen. Durch Positionieren des Wehrelements 36 derart, dass es sich von der Außenfläche 31A zur inneren Fläche 31B in Richtung der Seite des oberen Endes neigt, ist die Endfläche des Wehrelementes 6 auf der inneren Fläche der Oberfläche 31B sogar näher am oberen Ende des Spannzangenkörpers 31 gelegen. Dementsprechend kann, als natürliche Konsequenz, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids passend gesteuert werden, und es ist auch möglich, den Effekt zu erzielen, das Steuern der Fließrichtung des Kühlfluids zu unterstützen. Außerdem ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids allmählich zu ändern, wobei das Kühlfluid veranlasst wird, weiter ruhig herauszufließen.

Über die innere Oberfläche des Wehrelement-Einfügelochs 35, kann ein konkav-konvexes Teil, das dem in der vorher erwähnten Ausführung gleicht, gebildet werden. Über die Außenfläche des Wehrelements 36 kann ein Eingreifteil, das dem in der vorher erwähnten Ausführung gleicht, geformt werden.

Außerdem ist es, was die Breite des Schlitzes 32 anbetrifft, wie in den vorher erwähnten Ausführungen, möglich die Geschwindigkeit des Kühlfluids beliebig zu steuern, indem die Breite des Schlitzes 32 an einer Position näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement 36 und die Breite des Schlitzes 32 an einer Position näher an der Seite des oberen Endes als am Wehrelement 36 eingestellt wird.

Wie oben beschrieben, ist hinsichtlich der Spannzange dieser Erfindung die Endfläche des Wehrelements auf der der inneren Fläche zugewandten Seite des Spannzangenkörpers an einer Position angeordnet, die von der inneren Oberfläche des Spannzangenkörpers in einer Richtung näher zu seiner Außenfläche hin ausgespart ist, wobei sie einen Spalt zwischen dem Wehrelement und der inneren Oberfläche bildet und dem Fluid erlaubt, durch den Spalt durchzuströmen.

Dementsprechend ist es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Kühlfluids, wie beispielsweise des Metallbearbeitungsfluids einzustellen, indem die Querschnittsfläche des Spalts durch Einstellen der Position der Endfläche des Wehrelementes auf der, der inneren Oberfläche zugewandten Seite des Spannzangenkörpers, beliebig geändert wird. Infolgedessen ist es möglich, das Fluid immer bei optimaler Fließgeschwindigkeit effizient an eine gewünschte Position des Werkzeugs zu liefern.


Anspruch[de]
  1. Spannzange (1; 2; 3; 4) zum Halten eines Werkzeugs durch Einbringen des Werkzeugschafts in ein in einem Werkzeughalter (50) gefertigtes Mittelloch der Spannzange zum Versorgen des Werkzeugs mit einem Fluid, wobei die Spannzange umfasst:

    einen Spannzangenkörper (11; 31), um den Werkzeugschaft darin einzubringen;

    einen zumindest auf der Seite, auf der das Werkzeug eingebracht wird, gebildeten Schlitz (12; 32) im Spannzangenkörper; und

    ein Wehrelement (16; 36), das in den Schlitz eingefügt ist;

    dadurch gekennzeichnet, dass sich das Wehrelement von einer Position mit Aussparung von der inneren Fläche (11B; 31B) des Spannzangenkörpers in einer Richtung näher zur äußere Fläche (11A, 31A) des Spannzangenkörpers erstreckt, wobei ein Spalt (S) zum Durchfließen des Fluids zwischen dem Wehrelement und der inneren Fläche des Spannzangenkörpers gebildet wird.
  2. Spannzange nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsfläche des Spalts in radialer Richtung des Spannzangenkörpers durch Einstellen der Länge des Wehrelements bestimmt wird.
  3. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Wehrelement-Einfügeloch (15; 35) im Schlitz in radialer Richtung des Spannzangenkörpers gebildet ist, und wobei das Wehrelement in das Wehrelement-Einfügeloch eingefügt ist.
  4. Spannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem Ende des Wehrelements auf der der inneren Fläche des Spannzangenkörpers zugewandten Seite eine schräge Ebene (57) gebildet ist, die von der äußeren Fläche des Spannzangenkörpers zu seiner inneren Fläche in Richtung der Werkzeugeinbringseite geneigt ist.
  5. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Wehrelement-Einfügeloch im Schlitz gebildet ist, wobei das Wehrelement-Einfügeloch von der äußeren Fläche des Spannzangenkörpers zu seiner inneren Fläche in Richtung der Werkzeugeinbringseite geneigt ist, und wobei das Wehrelement in das Wehrelement-Einfügeloch eingefügt ist.
  6. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wehrelement sich in der Nähe der Werkzeugeinbringseite befindet.
  7. Spannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wehrelement von einem elastischen Element gebildet ist.
  8. Spannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schlitzweite an einer Position, die näher an der Seite des Basisendes als am Wehrelement ist, verschieden ist von der an einer Position, die näher an der Seite des oberen Endes als am Wehrelement ist.
  9. Spannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spannzangenkörper von einer zylindrischen Spannzange gebildet ist.
  10. Spannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spannzangenkörper von einer sich verjüngenden Spannzange gebildet ist.
  11. Spannzange nach Anspruch 10, wobei sich das Wehrelement in einem Spannmutterhalterungsteil des Spannzangenkörpers befindet.
  12. Spannzange nach Anspruch 10, wobei sich das Wehrelement in einem sich verjüngenden Teil des Spannzangenkörpers befindet.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com