DE3741983C2 - - Google Patents
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
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Description
Die Erfindung betrifft eine rotativ antreibbare Werkzeugspannvorrich
tung mit zumindest zwei Spannscheiben und einer gemeinsamen Spann
schraube zum Einspannen einer handelsüblichen Werkzeughülse zwischen den beiden
Spannscheiben. - Werkzeughülse meint im Rahmen der Erfindung ein
hülsenartiges Werkzeug, also eine Hülse mit werkzeugbildender Hülsen
außenseite. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schleifhülse
aus Schmirgelpapier, eine Bürstenhülse mit radial abstehenden
Borsten oder dergleichen handeln.
Bei Werkzeugspannvorrichtungen der vorbeschriebenen Ausführungsform
bereitet insbesondere das Einspannen von biegsamen Werkzeughülsen,
also von Werkzeughülsen aus biegeelastischem oder flexiblem Material,
jedenfalls nicht hinreichend biegesteifem Material, häufig Schwierig
keiten. Das gilt nicht nur in bezug auf eine einwandfreie Positionie
rung bzw. Zentrierung zwischen den Spannscheiben, sondern auch hin
sichtlich einer hinreichenden Stabilisierung, um im Einsatz die angrei
fenden Beanspruchungen aufnehmen zu können.
Aus diesem Grunde finden regelmäßig Gummikerne Verwendung, welche
in die Werkzeughülsen eingesetzt und gemeinsam mit den Werkzeughül
sen zwischen den Spannscheiben eingespannt werden. Derartige Gummi
kerne werden gleichsam nachgedrückt, wenn sich das Hülsenmaterial
nach längerem Einsatz dehnt, um stets eine hinreichende Abstützung
der Werkzeughülsen auf den Gummikernen zu erreichen. Ein derartiges
Nachdrücken ist jedoch problematisch, weil mit den Gummikernen auch
eine Aufbauchung der Werkzeughülsen stattfindet, so daß für die ver
schiedenen Bearbeitungsprozesse eine ständig kleiner werdende Auf
lagefläche zur Verfügung steht, die überdies erhöhtem Verschleiß un
terliegt. Aus der kleinflächigen Werkzeugauflage resultiert ein unwirt
schaftlicher Werkzeugeinsatz. Der erhöhte Verschleiß ist überdies
kostenaufwendig. Problematisch ist ferner, daß Gummikerne sich durch
eine besonders hohe Rückstellfähigkeit auszeichnen müssen, um neue
Werkzeughülsen einwandfrei aufnehmen zu können. (vgl. US-PS
31 44 738).
Außerdem kennt man eine Werkzeugspannvorrichtung mit zwei Spannscheiben
und einer gemeinsamen Spannschraube zum Einspannen einer
Blattbürste mit radialen lamellenartigen Bürstenblättern. Diese Bürstenblätter
sind im Bereich des Bürstenkerns mittels eines Kunststoffklebers
verbunden. Die ausgehärtete Bürstenkern weist konzentrische
Ringnuten auf, in welche die Spannscheiben mit konzentrischen Ringstegen
eingreifen. Im übrigen kragt die Blattbürste mit den losen
Enden der Bürstenblätter über die Spannscheiben vor. Die miteinander
verbundenen Enden der Bürstenblätter sind im Bereich des Bürstenkerns
auch mit den Spannscheiben adhäsiv verbunden. Dadurch entsteht
eine Baueinheit, bei welcher der Austausch lediglich des Werkzeuges
- nämlich der Blattbürste - praktisch nicht möglich ist. Insoweit
verliert diese bekannte Ausführungsform auch ihre Funktion als
Spannvorrichtung (vgl. US-PS 35 61 173).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotativ antreibbare
Werkzeugspannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
die unter Verzicht auf einen Gummikern oder dergleichen Stützkörper
stets eine einwandfreie Positionierung und Stabilisierung der jeweils
eingespannten Werkzeughülse selbst unter den im Einsatz
angreifenden Beanspruchungen gewährleistet ist, und zwar auch
dann, wenn die Werkzeughülse aus biegsamem Material besteht.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei gattungsgemäßen Werkzeug
spannvorrichtungen dadurch, daß die beiden Spannscheiben kon
zentrische Ringnuten zum Einspannen von im wesentlichen durch
messergleichen Werkzeughülsen aufweisen. Diese Maßnahmen der Er
findung haben zur Folge, daß Werkzeughülsen aus biegsamem Ma
terial überraschenderweise eine mit wachsender Drehzahl um ihre
zentrale Rotationsachse zunehmende Rotationsstabilität erhalten, so
daß sich im Ergebnis ein biegesteifer Werkzylinder aufbaut, der höch
sten angreifenden Beanspruchungen mit Rückstelleffekt gewachsen
ist, ohne daß Deformationen im Einsatz eintreten. Offenbar
ist die Rotationsstabilisierung auf die sich einstellenden Zentrifugal
kräfte zurückzuführen, welche überdies für eine einwandfreie Zentrie
rung der betreffenden Werkzeughülse in den Ringnuten sorgt. Jeden
falls macht die erfindungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung den her
kömmlichen Einsatz von Gummikernen oder dergleichen Stützkörper für
Werkzeughülsen selbst aus biegsamem oder flexiblem Material überflüs
sig.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt.
So sieht die Erfindung vor, daß die eine Spannscheibe die einge
spannte Werkzeughülse außenseitig übergreifende Axialstege und die
andere Spannscheibe in entsprechender Verteilung, z. B. 120° Vertei
lung, Einsteckausnehmungen für die Stegenden der Axialstege auf
weist. Durch diese Axialstege bleibt die Zylinderform der Werkzeughül
sen selbst bei extrem hohen Zentrifugalkräften erhalten. Dabei können
die Werkzeughülsen Längsnuten zur verdeckten Aufnahme der Axial
stege aufweisen, die Axialstege können aber zwischen den sie über
kragenden Werkzeugelementen auf der Hülsenoberfläche verlaufen. Vor
zugsweise begrenzen die Axialstege die zugeordnete Ringnut außenum
fangseitig, stehen also über den Außenumfang der Spannscheiben nicht
über. Innenumfangseitig kann sich an die Ringnuten jeweils ein Zen
trierkonus anschließen, welche das Zentrieren bzw. Positionieren der
Werkzeughülsen erleichtern. - Weiter schlägt die Erfindung vor, daß
die beiden Spannscheiben bei eingespannter Werkzeughülse über einen
Zentralschaft mit Längsbohrung zum Hindurchführen der Spannschraube
distanziert sind, wobei die eine Spannscheibe den Zentralschaft mit
endseitig mehrkantiger Einsteckausnehmung und die andere Spannschei
be einen korrespondierenden Einsteckdorn aufweist. Die mehrkantige
Einsteckausnehmung bzw. der mehrkantige Einsteckdorn sind derart auf
die umfangseitige Verteilung der Axialstege abgestimmt, daß sich die
beiden Spannscheiben ohne umständliche Manipulationen schnell und
einwandfrei unter Zwischenschaltung der betreffenden Werkzeughülse
gleichsam einstecken und mittels der Spannschraube verspannen las
sen. Wie die Axialstege sorgt auch der Zentralschaft dafür, daß die
beiden Spannscheiben stets einwandfrei distanziert sind, also eine De
formation von biegsamen Werkzeughülsen schon im Zuge des Einspan
nens zwischen den Spannscheiben unterbunden wird. Darüber hinaus
sorgen die Axialstege und der Zentralschaft für eine drehfeste Ver
bindung zwischen den beiden Spannscheiben, wobei die Rotationsachse
stets durch die Spannscheiben und den Zentralschaft bzw. die Spann
schraube verläuft. - Weiter empfiehlt die Erfindung, daß die Spann
schraube eine als Adapter ausgebildete Spannmutter aufweist, der
einerseits in eine außenseitige Einsteckausnehmung der betreffenden
Spannscheibe drehsicher einsteckbar und andererseits zum Anschluß
eines Drehantriebes, z. B. einer Bohrmaschine oder Winkelschleifma
schine eingerichtet ist. Dieser regelmäßig als Mehrkant ausgebildete
Adapter läßt sich beispielsweise unschwer in den Spannkopf einer
Bohrmaschine oder Winkelschleifmaschine einsetzen und weist im übri
gen eine Gewindebohrung auf, in welche die Spannschraube endseitig
eingeschraubt wird. Gleichzeitig ist für einen drehfesten Sitz des
Adapters in der Einsteckausnehmung der zugeordneten Spannscheibe ge
sorgt. - Unter bestimmten Betriebsverhältnissen, beispielsweise beim
Arbeiten mit niedrigen Drehzahlen, kann es sich empfehlen, zur Stabi
lisierung einer Werkzeughülse aus biegsamem Material eine Stabilisie
rungsbuchse mit im wesentlichen gleicher Breite in die Werkzeughülse
einzusetzen. Eine solche Stabilisierungsbuchse kann zugleich als
Widerlager für die Werkzeugelemente dienen, damit die Werkzeugele
mente also nicht infolge der angreifenden Beanspruchungen in das
Hülseninnere zurückgedrückt werden. Denn vorzugsweise besteht die
Werkzeughülse aus biegsamem Material. Dabei kann es sich z. B. um
eine Bürstenhülse mit radial abstehenden Borsten, z. B. U-förmigen
Borsten handeln, wobei diese Werkzeughülse im Bereich der sie über
greifenden Axialstege borstenfrei ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh
rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung in Explosiv
darstellung mit einer Werkzeughülse und einer Stabilisie
rungsbuchse,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in zusammengebautem Zustand
ohne Werkzeughülse und Stabilisierungsbuchse,
Fig. 3 eine Spannscheibe für den Gegenstand nach Fig. 1 in Ansicht
aus der Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 und
Fig. 4 eine Spannscheibe des Gegenstandes nach Fig. 1 in Richtung
des Pfeiles B in Fig. 1.
In den Figuren ist eine rotativ antreibbare Werkzeugspannvorrichtung
mit zumindest zwei Spannscheiben 1, 2 und einer gemeinsamen Spann
schraube 3 zum Einspannen einer Werkzeughülse 4 zwischen den beiden
Spannscheiben 1, 2 dargestellt, wobei die Rotationsachse 5 durch die
Spannscheiben bzw. Spannschraube 3 verläuft. Die beiden Spannscheiben
1, 2 weisen konzentrische Ringnuten 6 zum Einspannen von im wesentli
chen durchmessergleichen Werkzeughülsen 4 auf, also jede Spannscheibe
1, 2 jeweils zumindest eine solche Ringnut 6. Die eine Spannscheibe
1 weist die eingespannte Werkzeughülse außenseitig übergreifende
Axialstege 7, die andere Spannscheibe 2 in entsprechender Verteilung,
z. B. 120° Verteilung, Einsteckausnehmungen 8 für die Stegenden der
Axialstege 7 auf. Die Axialstege 7 begrenzen die zugeordnete Ring
nut 6 außenumfangseitig. Innenumfangseitig schließt sich jeweils ein
Zentrierkonus 9 an die Ringnuten an. Die beiden Spannscheiben 1, 2
sind bei eingespannter Werkzeughülse 4 über einen Zentralschaft 10
mit Längsbohrung 11 zum Hindurchführen der Spannschraube 3 distan
ziert, wobei die eine Spannscheibe 1 den Zentralschaft 10 mit end
seitig mehrkantiger Einsteckausnehmung 12 und die andere Spannschei
be 2 einen entsprechenden mehrkantigen Einsteckdorn 13 aufweist. Die
Spannschraube 3 weist eine als Adapter 14 ausgebildete Spannmutter
auf. Der Adapter 14 ist einerseits in eine außenseitige Einsteckaus
nehmung 15 der betreffenden Spannscheibe 1 drehsicher einsteckbar und
andererseits zum Anschluß eines Drehantriebes, z. B. einer Bohrmaschi
ne eingerichtet. Die Einsteckausnehmung 15 ist zur Aufnahme von
Adaptern 14 unterschiedlicher Größe bzw. Querschnitte eingerichtet.
In die jeweilige Werkzeughülse 4 kann eine Stabilisierungsbuchse
16 mit im wesentlichen gleicher Breite eingesetzt werden. Bevorzugt
wird eine Werkzeughülse 4 aus biegsamem Material eingesetzt. Nach
dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Bürstenhülse mit ra
dial abstehenden Borsten 17, z. B. U-förmigen Borsten, wobei diese
Werkzeughülse 4 im Bereich der sie übergreifenden Axialstege 7
borstenfrei ist.
Claims (8)
1. Rotativ antreibbare Werkzeugspannvorrichtung mit zumindest zwei
Spannscheiben und einer gemeinsamen Spannschraube zum Einspannen
einer handelsüblichen Werkzeughülse zwischen den beiden Spannscheiben, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Spann
scheiben (1, 2) konzentrische Ringnuten (6) zum Einspannen von im
wesentlichen durchmessergleichen Werkzeughülsen (4) aufweisen.
2. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die eine Spannscheibe (1) die eingespannte Werkzeughülse (4)
außenseitig übergreifende Axialstege (7) und die andere Spannscheibe
(2) in entsprechender Verteilung, z. B. 120° Verteilung, Einsteckaus
nehmungen (8) für die Stegenden der Axialstege (7) aufweist.
3. Werkzeugspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Axialstege (7) die zugeordnete Ringnut (6)
außenumfangseitig begrenzen.
4. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß sich innenumfangseitig jeweils ein Zen
trierkonus (9) an die Ringnuten (6) anschließt.
5. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Spannscheiben (1, 2) bei einge
spannter Werkzeughülse (4) über einen Zentralschaft (10) mit Längs
bohrung (11) zum Hindurchführen der Spannschraube (3) distanziert
sind, wobei die eine Spannscheibe (1) den Zentralschaft (10) mit end
seitig mehrkantiger Einsteckausnehmung (12) und die andere Spann
scheibe (2) einen korrespondierenden Einsteckdorn (13) aufweist.
6. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (3) eine als Adapter
(14) ausgebildete Spannmutter aufweist, der einerseits in eine außen
seitige Einsteckausnehmung (15) der betreffenden Spannscheibe (1)
drehsicher einsteckbar und andererseits zum Anschluß eines Drehan
triebes, z. B. einer Bohrmaschine oder Winkelschleifmaschine einge
richtet ist.
7. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß in die Werkzeughülse (4) eine Stabilisie
rungsbuchse (16) mit im wesentlichen gleicher Breite einsetzbar ist.
8. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Werkzeughülse (4) aus biegsamem Ma
terial besteht, z. B. als Bürstenhülse mit radial abstehenden Borsten,
z. B. U-förmigen Borsten (17) ausgebildet ist und im Bereich der sie
übergreifenden Axialstege (7) borstenfrei ist.
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