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Dokumentenidentifikation DE202005012621U1 12.10.2006
Titel SSF Schnellspannfutter
Anmelder Reinauer, Andreas, 88605 Meßkirch, DE
DE-Aktenzeichen 202005012621
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 12.10.2006
Registration date 07.09.2006
Application date from patent application 08.08.2005
IPC-Hauptklasse B23B 31/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B25D 17/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B25F 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen festen und zuverlässigen Werkzeughalter zur Befestigung eines Werkzeuges an einer Werkzeugmaschine, mit einem Spannsystem zum Spannen des Werkzeuges.

Bei modernen Werkzeugmaschinen werden verschiedene Werkzeuge im allgemeinen in Werkzeughaltern eingespannt, die dann entweder aus einem Werkzeugmagazin automatisch entnommen und an die Werkzeugmaschinenspindel angekoppelt werden, um so einen schnellen Werkzeugwechsel zu ermöglichen oder die Werkzeughalter werden manuell von Hand in die Maschinenspindel angekoppelt.

Hierbei werden die Werkzeuge mechanisch reibschlüssig oder kraftschlüssig in den Werkzeughalter eingespannt.

In den zu beschreibenden bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich um Werkzeuge mit einem zylindrischen Schaftende, dessen Geometrie eine Fläche besitzt. Die traditionellen und herkömmlichen Verfahren zum Spannen von gattungsähnlichen Zerspanungswerkzeugen sind Gewindebefestigungen oder seitliche Klemmstifte mit Gewinde. Spannwerkzeuge mit einem Gewinde können sich mit der Zeit lockern, weiterhin sind die Spannwerkzeuge in Ihrer Herstellung aufwendiger herzustellen.

Die vorliegende Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, ein Spannsystem (1) gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, dass sich in der Bedienbarkeit und dem daraus resultierenden schnellen Werkzeugwechsel auszeichnet.

Die Erfindung will ein einfaches und zuverlässiges Spannsystem (1) erstellen, das sich durch einfaches betätigen der Führungsbuchse (2) in axialer Richtung zur Maschinenspindel öffnen und durch die Zurückpositionierung der Führungsbuchse zur Ausgangsposition verspannen lässt.

Das erfindungsgemäße Spannsystem (1) umfasst eine zentrale zylindrische Bohrung (4) zur Aufnahme des Werkzeugschaftes und weist einen zylindrischen Körper (5) auf, der sich fast über die gesamte Länge des Spannsystems erstreckt dessen Bohrung das Schaftende aufnehmen kann.

Über eine sogenannte Spannbuchse (8) wird das Spannelement (7) in radialer Richtung nach innen bewegt, welches auf der Grundfläche (6) zur x-Achse eine griffige Kontur besitzt, um auf die flache Kontur am Werkzeugschaft besser eingreifen zu können. Durch die radiale Bewegung des Spannelements (7) wird eine Flächenpaarung zwischen dem Werkzeugschaft und des Spannelements erzielt. Über die Flächenpaarung wird eine sogenannte Flächenpressung erzeugt, welche das Werkzeug fest verspannt und gegen Verdrehung sichert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Grundkörper (15) mindestens eine Aussparung (9) auf, in dessen das Spannelement (7) aufgenommen werden kann und so ausgestaltet ist, dass das Spannelement axial und radial geführt werden kann. Die radiale Bewegung des Spannelements erfolgt über eine keilförmige Fläche in der Aussparung.

Das Spannelement besitzt zwei Führungsleisten (10), welche auf die keilförmigen Flächen (11) in der Aussparung wirken sowie eine Grundfläche welche achsparallel zur x-Achse des Grundkörpers ausgerichtet ist, so das eine flächige Berührung zwischen den Flächen des Werkzeugschaftes und des Spannelements gewährleistet werden kann.

Die Grundfläche (6) des Sperrelements kann als weiter Variante parallel zur flächigen Ausgestaltung am Werkzeugschaft ausgerichtet sein, so das abhängig zur flächigen Ausgestaltung des Werkzeugschaftes eine flächige Berührung gewährleistet werden kann.

Die Ausführungsform der Erfindung weist im Grundkörper eine Bohrung auf, die den Werkzeugschaft aufnehmen kann, die in das Innere des Grundkörpers verläuft und so bemessen ist, dass sie das Werkzeug aufnehmen kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist ein Spannsystem mit einem schnellen Spannmechanismus, das durch eine einfache und sichere Bedienbarkeit gekennzeichnet ist. Der Schaft des Werkzeugs wird bis zum Anschlag in die Bohrung eingeführt und anschließend um die x-Achse gedreht bis die flächige Kontur des Werkzeugschaftes mir dem Spannelement im Spannsystems in Verbindung steht bzw. einrastet.

Das Sperrelement (7) welches sich durch die Federkraft (20) in der Ausgangsposition 2 befindet, wird infolge des radialen Übersatzes (19) in der Bohrung (4) durch den Werkzeugschaft nach hinten verschoben. Durch die konstruktive Ausgestaltung des Sperrelements, dessen Kontur zwei parallel versetzte Keilflächen (16) und (17) besitzt, erfolgt nach dem Einführweg (x) im Übergang (y) ein radialer rückartiger Verschiebsatz, durch dessen Eigenschaft (Weg/Zeit) ein schnelles öffnen und schließen gewährleistet werden kann.

Um über einen schnellstmöglichen radialen Verschiebesatz verfügen zu können, kann die Kontur des Sperrelements (7) in ihrer konstruktiven Ausgestaltung auch über eine keilförmige Fläche (23) verfügen, durch dessen Winkel ein schnelles öffnen und schließen gewährleistet werden kann.

Beim Schließen des Spannsystems wird die Führungsbuchse unter einer Federkraft in die Ausgangsposition zurückpositioniert, um das Spannelement mit dem Werkzeugschaft über die Flächenberührung zu verspannen.

Die konstruktive Ausgestaltung der Bohrung entspricht der Länge des Werkzeugschaftes, welcher bis zum Ende am Boden (12) in der Bohrung eingeführt wird. Ein wesentlicher Vorteil entsteht dabei durch die axiale Fixierung des Werkzeugs mit dem Grundkörper des Spannsystems indem der Schaft durch die geometrische Ausgestaltung am Boden der Bohrung axial fixiert wird und entsprechend axiale Kräfte kompensiert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist ein Spannmechanismus, welcher über die manuelle Betätigung der Führungsbuchse erfolgt. Ein Verspannen des Werkzeugschaftes mit dem Spannelement erfolgt über das zurückziehen oder über ein zurückschrauben des Spannelements zur Ausgangsposition. Das Spannelement wird über eine Führungsbuche betätigt, das mit dem Spannelement in Verbindung steht. Durch die axiale Bewegung des Spannelements in Richtung Werkzeugspindel wird das Spannelement in einem bestimmten Winkel entlang der Keilfläche am Grundkörper radial nach außen geführt. Durch die radiale Bewegung des Spannelements wird das Spannsystem geöffnet und das Werkzeug kann in die Bohrung eingeführt werden. Die Grundfläche des Spannelements befindet sich im Eingriff mit der flächigen Kontur des Werkzeugschaftes.

Am vorderen Ende des Werkzeugspannsystems befindet sich eine weitere Buchse welche am Umfang mit dem Spannsystem fest verbunden ist. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Spannbuchse wird das Spannelement radial nach innen geführt und bildet mit der flächigen Kontur des Werkzeugschaftes eine achsparallele Berührung.

Das Spannfutter weist an seinem hinteren, der Spindel zugewandten Ende einen Anzugsbolzen (13) auf, an den sich nach einem kurzen zylindrischen Absatz (14) ein langer zylindrischer Abschnitt (15) anschließt, der an seinem Umfang mit zwei Buchsen, einer Führungsbuchse an dessen Element das Spannelement angeordnet ist und einer Spannbuchse über dessen Kontur das Spannelement nach innen oder nach außen geführt wird.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

1 in schaubildlicher Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannsystems zum Spannen von Werkzeugen, welches mit zwei Buchsen am Umfang des zylindrischen Körpers umgeben ist.

2 zeigt die Spannvorrichtung im Schnitt in gespannter Gebrauchsstellung.

3 zeigt die Spannvorrichtung im Schnitt, zwischen gespannter und gelöster Gebrauchsstellung.

4 zeigt die Spannvorrichtung im Schnitt in gelöster Gebrauchsstellung.

5 in schaubildlicher Darstellung eines erfindungsgemäßen Spannsystems zum Spannen von Werkzeugen, dessen Grundkörper weist an seinem hinteren, der Spindel zugewandten Ende einen Anzugsbolzen auf, an den sich nach einem kurzen zylindrischen Absatz ein langer zylindrischer Abschnitt anschließt, welche am Umfang eine definierte Aussparung besitzt, in dessen Inneren eine Bohrung verläuft.

6 zeigt in schaubildlicher Darstellung den Grundkörper in der Vorderansicht und in der Seitenansicht, welcher beim erfindungsgemäßen Spannsystem zum Einsatz kommt.

7 zeigt das Spannelement im Schnitt, dessen Kontur aus zwei Keilflächen und einer Vertiefung besteht und die Grundfläche eine geriffelte Oberfläche besitzt. An der Wandung und in Vorderansicht des Spannelements sind die Konturen der Führungsleisten zu erkennen.

8 zeigt in schaubildlicher Darstellung das Spannelement.

9 zeigt ein Spannelement, welches auf der Spannbuchse einen weiteren Ring besitzt, der als Anschlag dienen soll.

10 zeigt das Spannsystem im Schnitt

11 im Schnitt wird am hinteren Ende der Führungsbuchse in Ausrichtung zur Werkzeugspindel ein Gewinde dargestellt, welches sich zwischen der Führungsbuchse und des Grundkörpers befindet.

12 zeigt das Spannsystem, das an den Stegen der Führungsbuchse ein Gewinde besitzt.

13 zeigt das Spannsystem, dessen Spannelement eine keilförmige Fläche besitzt.


Anspruch[de]
Spannsystem zum Spannen von Werkzeugen, wobei die Spanneinrichtung im Innenbereich eine Bohrung aufweist und so bemessen ist, dass sie das Werkzeug aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (1) ein Spannelement (7) aufweist. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) eine Keilfläche (11) besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) über zwei Führungsleisten (10) bewegt wird. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (1) eine Führungsbuchse (2) aufweist, die in Verbindung mit dem Spannelement (7) steht. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die Führungsbuchse (2) der Spannprozess erfolgt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (2) zusammen mit dem Spannelement (7) bewegt wird. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Führung der Führungsbuchse (2) in Verbindung mit einer Federkraft (14) steht. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Führung der Führungsbuchse (2) durch eine Federkraft (14) unterstützend wirkt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (1) eine Spannbuchse (8) aufweist. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass über die Spannbuchse (8) das Spannelement (7) nach innen bewegt wird. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des Spannsystems (1) ohne Betätigung der Führungsbuchse (2) erfolgen kann. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (10) in der Aussparung (9) im Grundkörper (15) eine konvexe Fläche besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (10) in der Aussparung (9) im Grundkörper (15) eine konkave Fläche besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (10) in der Aussparung (9) im Grundkörper (15) eine keilförmige Fläche besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) eine konkave Fläche besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) eine konvexe Fläche besitzt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) zwei Keilflächen (16) und (17) aufweist. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Führung der Führungsbuchse (2) über ein Gewinde (21) erfolgt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Führung der Führungsbuchse (2) durch einen Gewindering (22) erfolgt. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (7) eine Keilfläche (23) mit einem Winkel zwischen 5° und 30° aufweist. Spannsystem nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Grundfläche des Spannelements keilförmig ist, dessen Winkel zwischen 5° und 25° besitzt.






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