DE3904549A1 - Spannbuechse, insbesondere federnde klemmhuelse - Google Patents

Description

Es ist an sich bekannt, daß die operativ arbeitenden Werkzeuge bzw. Bearbeitungswerkzeuge von Werkzeugma­ schinen, wie beispielsweise Bohrer von Bohrmaschinen oder Schneid- bzw. Fräswerkzeuge von Drehbänken sowie von Fräs­ maschinen, Kurzhoblern, Shapingmaschinen, Waagrechtstoß­ maschinen o. dgl. eine konstante bzw. fortwährende Küh­ lung erfordern, wenn sie Metallwerkstücke bearbeiten. Generell wird die Kühlung durch Zuführen eines Kühlmittels, wie beispielsweise einer wäßrigen Seifenlösung oder Öl zu dem Werkzeug bewirkt. Es sind viele Anordnungen zum Zu­ führen des Kühlmittels zu dem arbeitendem Werkzeug bzw. Bearbeitungswerkzeug vorgeschlagen worden, von denen einige mehr und einige weniger wirksam sind, aber keine dieser Anordnungen ist vollständig zufriedenstellend, und zwar insbesondere im Hinblick auf gewisse technische Schwierigkeiten, die den jeweiligen Metallbearbeitungs­ vorgängen inhärent sind. Insbesondere im Falle von ar­ beitenden Werkzeugen bzw. Bearbeitungswerkzeugen, die in Spannfuttern, insbesondere federnden Spannfuttern (solche, wie sie generell für Präzisionsarbeit bzw. -bearbeitung angewandt werden) gehalten werden, ist das Kühlen des Werkzeugs mit einigen Schwierigkeiten verbunden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, das jeweilige Werk­ zeug mit einer durchgehenden Bohrung oder mit mehr als einer solchen Bohrung zu versehen und das flüssige Kühl­ mittel durch die Einspannvorrichtung bzw. den Klemmkonus und die Spannpatrone bzw. die Klemmhülse zu dem hinteren Ende des jeweiligen Werkzeugs zu leiten, d. h. zu der Ein­ laßöffnung der erwähnten Bohrung oder Bohrungen, derart, daß das Kühlmittel dazu gebracht wird, durch das Werk­ zeug zu strömen und am Arbeits- bzw. Bearbeitungsende des jeweiligen Werkzeugs auszutreten. Eine solche Anordnung ist schematisch in den Fig. 1 und 1a der Zeichnungen veranschaulicht.

Hier ist ein Spannfutter gezeigt, das generell mit 1 be­ zeichnet ist, in dessen Spannbüchsen- bzw. Klemmhülsenteil ein Schneid- bzw. Bohrwerkzeug 4 gehalten ist. Das Werk­ zeug 4 ist in konventioneller Weise mittels einer Mutter bzw. Konushülse 3 befestigt, die auf Klemmbacken 2 aufge­ schraubt ist bzw. wirkt.

Über die ganze Länge des Werkzeugs 4 erstrecken sich zwei Bohrungen 4′. In die Einspannvorrichtung 1 führt an dessen rückwärtigen Ende eine mittige Öffnung 7 in das hohle Innere der Einspannvorrichtung. Die Bohrungen 4′ des Werkzeugs 4 stehen in Verbindung mit diesem Hohlraum innerhalb der Einspannvorrichtung, zu dem Kühlmittel C durch die Öffnung 7 zugeführt wird.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß selbst bei einer solchen Anordnung die Kühlwirkung weit von einer zufriedenstellenden Kühlwirkung entfernt ist, da nur ein kleiner Teil des Kühl­ mittels in und durch die Bohrungen 4′ fließt, während der größere Teile des Kühlmittels unwirksam oder nur mit sehr geringer Wirksamkeit entkommt bzw. wegströmt, indem er entlang der Außenseite des Werkzeugs 4 strömt und an dem vorderen Ende der Spannbüchse bzw. Klemmhülse 2 austritt. Das ist in Fig. 1 veranschaulicht, wonach das Kühlmittel C nur zu einem kleinen Teil in die Bohrungen 4′ strömt, während es hauptsächlich bzw. in seinem weit­ aus größten Teil in die Öffnung strömt, die von einem ringförmigen Spalt A um das Werkzeug 4 gebildet ist, und von dort weitgehend nutzlos austritt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung - und zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Nachteile - sind in einer einfachen, jedoch sehr wirksamen Art und Weise kleine, vorzugsweise elastische Absperrorgane in dem Raum ange­ ordnet, welcher das Werkzeug umgibt, das in einer Spann­ büchse, insbesondere einer federnden Klemmhülse, gehalten wird, wobei sich diese Absperrorgane radial von der äußeren seitlichen Oberfläche des jeweiligen Werkzeugs aus er­ strecken.

Vorzugsweise sind die Absperrorgane in unterschiedlichen Abständen von den Enden des Werkzeugs positioniert.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung "Ab­ sperrorgan" in der Beschreibung und den Ansprüchen zusam­ menfassend für die Begriffe "Absperrorgan, Absperrteil, Stopfen, Verschlußstück o. dgl." verwendet wird.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachstehend anhand einer besonders be­ vorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spann­ büchse, welche in den Fig. 2, 2a und 2b dargestellt ist, näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine kon­ ventionelle Einspannvorrichtung, in der ein Werkzeug gehalten ist;

Fig. 1a die Spannbüchse bzw. Klemmhülse der Einspannvorrichtung nach Fig. 1 im Axialschnitt und in einer Diametral­ schnittansicht;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Ein­ spannvorrichtung mit einer erfindungs­ gemäßen Spannbüchse, in der ein Werk­ zeug gehalten ist;

Fig. 2a die Spannbüchse, insbesondere die Klemmhülse, der Einspannvorrichtung nach Fig. 2, ohne daß irgendein Werk­ zeug darin gehalten ist; und

Fig. 2b eine Diametralschnittansicht durch die Spannbüchse, insbesondere Klemmhülse, der Einspannvorrichtung nach Fig. 2, wobei Kühlmittelzurückhalte-Absperr­ organe darin an Ort und Stelle vorge­ sehen sind.

In der nun folgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung sei im einzelnen auf die Fig. 2, 2a und 2b Bezug genommen. Die darin gezeigte, generell mit 10 bezeichnete Einspannvorrichtung ist, soweit nach­ stehend nichts Abweichendes gesagt ist, von konventionel­ ler Konstruktion, und ihr rückwärtiges Ende bei 10′ ist in Verbindung mit einer Kühlmittelquelle, deren Kühl­ mittel C in einen internen Hohlraum der Einspannvorrichtung 10 durch dieses Ende 10′ eintritt. In üblicher Weise ist das vordere Ende der Einspannvorrichtung 10 mit einer Spannbüchse 20, insbesondere einer Klemmhülse bzw. fe­ dernden Klemmhülse, versehen, die eine Anzahl von Seg­ menten 20′ umfaßt. Auf die Einspannvorrichtung 10 ist zur Befestigung bzw. Sicherung bzw. Betätigung der Spannbüchse, insbesondere der Klemmhülse 20, eine Mutter 30 bzw. eine Konushülse 30 aufgeschraubt. In der Spannvorrichtung 10 ist ein Werkzeug 40 gehalten (in dem dargestellten Fall ist es ein Bohrer), das zwei sich in Längsrichtung er­ streckende, durchgehende Bohrungen 40′ hat. Durch die Zwischenräume (dieser Begriff wird hier zusammenfassend für Fugen, Ritzen, Lücken, Zwischenräume o. dgl. verwen­ det) von individuellen Segmenten 20′ erstrecken sich radial - relativ zu dem Werkzeug 40 - zylindrische, elastische Ab­ sperrorgane 50. Wie man aus Fig. 2a ersieht, sind diese Absperrorgane 50 in unterschiedlichen Abständen von den Enden der Spannbüchse bzw. Klemmhülse 20 angeordnet. Vor­ teilhafterweise und, damit die Absperrorgane 50 sicher ge­ halten werden, sind kleine, halbkreisförmige bzw. im Querschnitt halbkreisförmige Einschnitte, Ausnehmungen o.dgl. in den Rändern bzw. Seiten der Segmente 20′ ausgbildet, wo­ bei sich die beiden Einschnitt, Ausnehmungen o. dgl. in den Rändern bzw. Seiten von zwei benachbarten Segmenten 20′ derartig vervollständigen bzw. komplementieren, daß sie einen kreisförmigen bzw. im Querschnitt kreisförmigen Sitz für ein Absperrorgan 50 bilden.

Die Einschnitte, Ausnehmungen o. dgl. sind in unterschied­ lichen Abständen von dem Ende der Spannbüchse bzw. Klemm­ hülse 20 angeordnet, so daß die Spannbüchse bzw. Klemm­ hülse 20 auf diesem Niveau bzw. auf einem vorbestimmten Niveau nicht geschwächt bzw. nicht zu sehr geschwächt wird. Weiterhin ist aufgrund der Tatsache, daß in den meisten derartigen Spannbüchsen bzw. Klemmhülsen sich die Richtung der Schlitze von Seite zu Seite ändert, alter­ nativ die Möglichkeit gegeben, die Absperrorgane 50 ab­ wechselnd näher dem vorderen Ende und näher dem hinteren Ende der Spannbüchse bzw. Klemmhülse 20 vorzusehen, wie die Fig. 2 und 2a zeigen, oder die Absperrorgane so in unterschiedlichen Abständen von einem der Enden der Spannbüchse 20 anzuordnen.

Das Kühlmittel ist in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet, und es ist ersichtlich, daß der Fluß des Kühl­ mittels an den radial positionierten Absperrorganen 50 stoppt, so daß der Kühlmittelfluß ausschließlich in die Bohrungen 40′ gedrückt wird. Wie die Erfahrung gezeigt hat, erfolgt kein Kühlmittelaustritt an dem vorderen Ende der Einspannvorrichtung, vielmehr tritt das Kühlmittel tat­ sächlich nur am vorderen Ende des Werkzeugs 40 aus, wie in Fig. 2 angedeutet ist.

Die Absperrorgane 50 können insbesondere aus Gummi oder Kautschuk oder aus elastisch deformierbarem Kunststoff ausgebildet sein.

Claims (4)

1. Spannbüchse (20), insbesondere federnde Klemmhülse, die aus einer Mehrzahl von Segmenten (20′) besteht oder eine Mehrzahl von Segmenten (20′) umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Absperrorgane (50) in dem Raum ange­ ordnet sind, der ein Werkzeug (40) umgibt, das in einem Spannfutter (10) bzw. in einem die Spannbüchse (20), ins­ besondere die federnde Klemmhülse, aufweisenden Spannfutter (10) gehalten ist, wobei sich diese Absperrorgane (50) ra­ dial von der äußeren seitlichen Oberfläche des jeweiligen Werkzeugs (40) aus erstrecken.

2. Spannbüchse (20), insbesondere federnde Klemmhülse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (50) aus elastischem Material sind.

3. Spannbüchse (20), insbesondere federnde Klemmhülse, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (50) in unterschiedlichen Entfernungen von den Enden, insbesondere den axialen Enden, der Spann­ büchse (20) , insbesondere der federnden Klemmhülse, ange­ ordnet sind.

4. Spannbüchse (20), insbesondere federnde Klemmhülse, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (50) in Sitzen angeordnet sind, die von zwei halbkreisförmi­ gen Einschnitten in Rändern von benachbarten Segmenten (20′) der Spannbüchse (20), insbesondere der federnden Klemm­ hülse, ausgebildet sind, wobei sich die Einschnitte zu kreisförmigen Öffnungen ergänzen bzw. komplementieren.