Einrichtung zum Spannen und Lösen von Werkzeugen mit kegefigem Schaft an Maschinenspindeln, insbesondere von Fräs- und Bohrmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Span nen und Lösen von Werkzeugen mit kegeligem Schaft an Maschinenspindeln, insbesondere von Fräs- und Bohrmaschinen, mit einem Kraftantrieb für ein am rückwärtigen Ende der Maschinenspindel gelagertes Antriebsrad, in dem die Anzugstange für das Werk stück schiebbar aber undrehbar geführt ist.
Umlaufende Bearbeitungswerkzeuge, insbesondere Fräser, werden meist mit einem kegeligen Schaft in einer entsprechenden Bohrung des Spindelkopfes befe stigt. Der Schaft hat ein Innengewinde und wird durch eine die ganze Spindel durchsetzende Anzugstange fest in den Hohlkegel eingezogen. Maschinen und Werk zeuge für grössere Leistungen haben ausserdem meist Mitnehmersteine zur sicheren übertragung des Dreh momentes von der Spindel auf das Werkzeug. üblicher weise hat das Ende der Anzugsstange einen Sechskant und man spannt und löst sie mittels eines Schrauben schlüssels von Hand.
Dies ist zeitraubend und insbe sondere bei Maschinen mit senkrechter Spindel nicht ungefährlich, auch können Beschädigungen des Werk- zeuges, insbesondere beim Lösen, auftreten. Es ist auch bekannt, die Fräs- und Bohrmaschinen mit einer Kraft betätigung für die Anzugstange auszurüsten. Diese Kraftbetätigung besteht z. B. aus einem Elektromotor mit einem übersetzungsgetriebe, durch das ein am rückwärtigen Ende der Spindel gelagertes Antriebsrad für die Anzugstange in beiden Richtungen mit einer für das Festziehen bzw. Lösen des Werkzeuges ausrei chenden Kraft gedreht werden kann.
Wenn bei einer solchen Ausführung die Anzug stange starr mit einem solchen Antrieb verbunden ist, dann muss der Bedienende während der ganzen Dauer des Eindrehens der Anzugstange in den Werkzeugschaft mit der Hand nicht nur das Werkzeug gegen den Ein drehwiderstand, d. h. gegen die Reibung im Gewinde, festhalten, sondern er muss auch beachten, dass auf dem letzten Wegstück die Mitnehmersteine am Fräs- spindelkopf mit den Mitnehmernuten des Werkzeug- Schaftes übereinstimmen.
Hierbei kann schon ein ge ringes Schräghalten des Werkzeuges zu Beschädigun gen des Werkzeugschaftes oder des Spindelkopfes führen. Um dies zu vermeiden, ist es auch bereits bekannt, die Anzugstange mit ihrem Antrieb axial verschiebbar zu verbinden, so dass der Arbeiter z. B. bei einer Ma schine mit senkrechter Spindel das Werkzeug bei still stehendem Antrieb schon ganz in den Kegel einführen kann, um erst dann den Antrieb einzuschalten.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass der Arbei ter nicht nur das oft nicht unbeachtliche Gewicht des Werkzeuges selbst sondern auch das Gewicht der An zugstange anheben und solange halten muss, bis diese ganz in den Werkzeugschaft eingedreht ist. Ausserdem kann die axial ungehindert gegenüber ihrem Antrieb verschiebbare Anzugstange keine Kraft in umgekehrter Richtung ausüben, um ein festsitzendes Werkzeug aus dem Spindelkegel herauszudrücken.
Um diese Nachteile zu vermeiden und ein bequemes und sicheres Wechseln der Werkzeuge an Maschinen- spindeln zu erreichen, wird gemäss der Erfindung vor geschlagen, zwischen einer Schulter der Anzugstange und dem Spindelende eine die Stange anhebende Feder anzuordnen, wobei im angehobenen Zustand die Stange mit etwa zwei bis drei Gewindegängen in den zylindri schen Teil der Spindelkopfbohrung ragt.
Hierdurch wird erreicht, dass beim Einsetzen des Werkzeugschaf tes in die Bohrung des Spindelkopfes nur das Werk zeug angehoben werden muss, da sich die Anzugstan ge bereits in ihrer höchsten Lage befindet. Hierbei kann das Werkzeug bereits während des Stillstandes der Anzugstange mit seinen Mitnehmernuten auf die Mitnehmersteine der Spindel aufgeschoben werden, wo bei ein genaues Ausrichten des Werkzeuges möglich ist. Nach dem Einschalten des Kraftantriebs kann dann die Anzugstange ohne weiteres in das Gewinde des Werkzeugschaftes eingedreht werden.
Bei der praktischen Ausführung einer solchen Ein richtung wird vorteilhaft der Hub der Anzugstange klei ner gehalten als ihre Einschraubtiefe in dem Werkzeug schaft. Hierdurch erreicht man, dass die Anzugstange ihrem Hub entsprechend aus dem Schaft herausgedreht wird, dass aber dann durch Beendigung des Hubes und beim Weiterdrehen der Anzugstange der Werkzeug schaft aus der Spindelkopfbohrung herausgedrückt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ei ner Einrichtung zum Spannen und Lösen eines Werk- zeuges gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den Längsschnitt bei gespanntem Werkzeug und Fig. 2 bei nicht gespanntem Werkzeug.
Der Elektrospanner 1 wird mittels eines Zwischen- flansches 2 auf das Ende der Spindel 3 aufgeschraubt und gegen Verdrehen gesichert. Hierbei erfolgt die nicht dargestellte Stromzuführung über einen stillstehenden Kohlebürstenträger.
Im Innern der Spindel 3 befindet sich in bekann ter Weise die Anzugstange 4, deren oberes Ende in dem Antriebsrad 5 des Elektrospanners schiebbar aber undrehbar geführt ist.
Die Anzugstange 4 weist in ihrem innerhalb des Flansches befindlichen Teil eine Schulter 6 auf, gegen die sich eine Feder 7 legt, die auf einem Zwischenring 8 abgestützt ist. Diese Feder 7 umgibt einen Kragen 9 der Anzugstange 4.
Der Kopf der Spindel 3 weist in bekannter Weise eine Bohrung mit einem kegeligen Teil 3a und einem zylindrischen Teil 3b auf, die zur Aufnahme des Werk zeugschaftes 10 mit Kegel und einer Gewindebohrung 10a dient. Der Spindelkopf ist in bekannter Weise mit Mitnehmersteinen 11 versehen, die bei eingesetztem Werkzeug in entsprechende Mitnehmernuten des Werk zeugschaftes eingreifen.
Bei nicht gespanntem Werkzeug legt sich gemäss Fig. 2 die Schulter 6 der Anzugfeder 4 gegen die Stirn flächen des Elektrospanners 1, und zwar aufgrund der Feder 7. In diesem angehobenen Zustand ragt die An- zugstange 4 mit etwa zwei bis drei Gewindegängen in den zylindrischen Teil 3b der Spindelkopfbohrung hin ein. Hierdurch ist es möglich, den Werkzeugschaft in die Bohrung des Spindelkopfes, ohne die Anzugstange anheben zu müssen, soweit einzuführen, dass die Mit nehmereinrichtung gekuppelt ist.
Man erreicht hier durch ein sicheres Einspannen, da sich die Anzugstange erst einschrauben lässt, wenn das Werkzeug in richti ger Lage in die Bohrung eingeführt worden ist.
Vorteilhaft wird bei einer derartigen Ausführung der Hub A der Anzugstange 4 kleiner gewählt als ihre Einschraubtiefe Bin dem Werkzeugschaft 10, beispiels weise wird die Einschraubtiefe um etwa vier Millimeter oder um zwei Gewindegänge grösser gewählt als die Hubgrösse. Hierdurch erreicht man, dass das Werkzeug durch die Anzugstange im Falle einer Verklemmung oder dergleichen aus der Bohrung des Spindelkopfes herausgedrückt wird.
Eine solche Einrichtung ermöglicht auch eine Tren nung zwischen den Teilen des Kraftantriebes und den zur Maschinenspindel 3 gehörenden Teilen, wodurch sich ein einfacher Zusammenbau oder Ausbau erzie len lässt. Die Anzugstange mit ihrem Axial-Drucklager 12 und der Abgabefeder 7 kann als Gruppe für sich nach dem Abnehmen des Kraftantriebes aus der Spin del 3 bequem herausgezogen werden.
Device for clamping and releasing tools with a conical shaft on machine spindles, in particular milling and drilling machines The invention relates to a device for clamping and releasing tools with a conical shaft on machine spindles, in particular milling and drilling machines, with a power drive for an am rear end of the machine spindle mounted drive wheel, in which the pull rod for the work piece is slidably guided but non-rotatable.
Rotating machining tools, in particular milling cutters, are usually BEFE with a tapered shaft in a corresponding bore in the spindle head. The shaft has an internal thread and is firmly drawn into the hollow cone by a pull rod that penetrates the entire spindle. In addition, machines and tools for higher capacities usually have drive keys for safe transmission of the torque from the spindle to the tool. Usually, the end of the tightening rod has a hexagon and you tighten and loosen it by hand using a screw wrench.
This is time-consuming and particularly dangerous for machines with vertical spindles. The tool can also be damaged, especially when it is loosened. It is also known to equip the milling and drilling machines with a power actuation for the drawbar. This power actuation consists z. B. from an electric motor with a transmission gear through which a mounted at the rear end of the spindle drive wheel for the pull rod can be rotated in both directions with a sufficient force for tightening or loosening the tool.
If, in such an embodiment, the tightening rod is rigidly connected to such a drive, then the operator must not only turn the tool against the resistance against rotation during the entire duration of the screwing of the tightening rod into the tool shaft. H. against the friction in the thread, but he must also ensure that the driving keys on the milling spindle head coincide with the driving grooves of the tool shaft on the last stretch of the path.
Holding the tool at an angle can lead to damage to the tool shank or the spindle head. To avoid this, it is already known to connect the drawbar with its drive axially displaceable so that the worker z. B. in a Ma machine with a vertical spindle, the tool can already be fully inserted into the cone with the drive at a standstill, only to then switch on the drive.
However, this arrangement has the disadvantage that the worker must not only raise the often not inconsiderable weight of the tool itself but also the weight of the pull rod and hold it until it is fully screwed into the tool shaft. In addition, the pull rod, which can be moved axially unhindered relative to its drive, cannot exert any force in the opposite direction in order to push a stuck tool out of the spindle taper.
In order to avoid these disadvantages and to achieve a comfortable and safe changing of the tools on machine spindles, it is proposed according to the invention to arrange a spring that lifts the rod between a shoulder of the drawbar and the spindle end, the rod with about two to three threads protruding into the cylindri's part of the spindle head bore.
This means that when the tool shaft is inserted into the bore of the spindle head, only the tool has to be lifted, since the tightening rod is already in its highest position. In this case, the tool can be pushed onto the driving keys of the spindle with its driving grooves while the drawbar is at a standstill, which enables the tool to be precisely aligned. After switching on the power drive, the pull rod can then be screwed into the thread of the tool shank without further ado.
In the practical implementation of such a device, the stroke of the pull rod is advantageously kept klei ner than its screw-in depth in the tool shaft. This ensures that the drawbar is screwed out of the shaft according to its stroke, but that the tool shaft is then pushed out of the spindle head bore when the stroke is ended and the drawbar is turned further.
The drawing shows an embodiment of a device for tensioning and releasing a tool according to the invention, namely FIG. 1 shows the longitudinal section with the tool clamped and FIG. 2 with the tool not clamped.
The electric tensioner 1 is screwed onto the end of the spindle 3 by means of an intermediate flange 2 and secured against rotation. In this case, the power supply, not shown, takes place via a stationary carbon brush holder.
Inside the spindle 3 is in a well-known ter way the pull rod 4, the upper end of which is slidably guided in the drive wheel 5 of the electric clamp but non-rotatable.
In its part located inside the flange, the pull rod 4 has a shoulder 6 against which a spring 7, which is supported on an intermediate ring 8, rests. This spring 7 surrounds a collar 9 of the tightening rod 4.
The head of the spindle 3 has in a known manner a bore with a conical part 3a and a cylindrical part 3b, which is used to receive the work tool shaft 10 with a cone and a threaded hole 10a. The spindle head is provided in a known manner with driving keys 11, which engage in corresponding driving grooves of the work tool shaft when the tool is inserted.
When the tool is not clamped, as shown in FIG Part 3b of the spindle head bore. This makes it possible to insert the tool shank into the bore of the spindle head without having to lift the pull rod so that the driver device is coupled with it.
This is achieved by a secure clamping, since the pull rod can only be screwed in when the tool has been inserted into the bore in the correct position.
In such an embodiment, the stroke A of the drawbar 4 is advantageously chosen to be smaller than its screw-in depth in the tool shank 10, for example the screw-in depth is selected to be about four millimeters or two threads greater than the stroke size. This ensures that the tool is pushed out of the bore of the spindle head by the pull rod in the event of a jamming or the like.
Such a device also enables a separation between the parts of the power drive and the parts belonging to the machine spindle 3, which makes it easy to assemble or disassemble. The pull rod with its thrust bearing 12 and the delivery spring 7 can be easily pulled out as a group after removing the power drive from the spin del 3.