CH656569A5

CH656569A5 - CLAMPING DEVICE FOR FASTENING A TOOL HOLDER TO A TOOL SPINDLE.

Info

Publication number: CH656569A5
Application number: CH419282A
Authority: CH
Inventors: Erwin Deibel
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1986-07-15
Also published as: DE3230430A1; DE3230430C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Befestigen eines Werkzeughalters an einer hohlen Werkzeugspindel, insbesondere einer Stossmaschine, mit The invention relates to a clamping device for fastening a tool holder to a hollow tool spindle, in particular a shaping machine

— einem am Werkzeughalter ausgebildeten Schaft, der in eine Aufnahmebohrung der Werkzeugspindel einsetzbar ist, A shaft formed on the tool holder, which can be inserted into a receiving bore of the tool spindle,

— einem vom Schaft aus weiter in die Werkzeugspindel hineinragenden Endstück, das mindestens eine in bezug auf die Achse des Werkzeughalters schräge, nach aussen gewandte Flanke aufweist, An end piece projecting further into the tool spindle from the shaft and having at least one flank which is inclined with respect to the axis of the tool holder and faces outwards,

— einem in der Werkzeugspindel angeordneten Käfig, der mit dem Endstück zusammensteckbar ist und mindestens einen Wälzkörper enthält, A cage arranged in the tool spindle, which can be plugged together with the end piece and contains at least one rolling element,

— und einem in der Werkzeugspindel verschiebbaren Verriegelungsteil mit mindestens einer Keilfläche, die bei einer axialen Relativverschiebung in bezug auf den Käfig den bzw. jeden Wälzkörper in eine Verriegelungsstellung drückt, in der er an der zugehörigen Flanke des Endstücks anliegt und dieses dadurch mit dem Käfig verriegelt. - And a locking part displaceable in the tool spindle with at least one wedge surface, which presses the or each rolling element into an locking position in an axial relative displacement with respect to the cage, in which it rests on the associated flank of the end piece and thereby locks it with the cage .

Bei bekannten Spannvorrichtungen dieser Gattung (DE 2 360 337 AI) ist die Länge der Keilflächen am Verriegelungsteil, in axialer Richtung des Werkzeughalters gemessen, kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper. An die Keilflächen schliessen sich in beiden axialen Richtungen zylindrische Flächen an. Die Strecke, um welche das Verriegelungsteil beim Verriegeln axial verschoben wird, ist grösser als die Länge der Keilflächen. Infolgedessen wirken die Keilflächen beim Verriegeln nur während der Verschiebung des Verriegelungsteils auf die Wälzkörper ein und diese werden dann von der sich anschliessenden zylindrischen Fläche in ihrer Verriegelungsstellung gehalten, in der sie in Richtung zum Verriegelungsteil nicht mehr aus dem Käfig herausragen. Der Käfig ist an einer Spannstange befestigt, die nach dem Verriegeln des Käfigs mit dem Endstück des Werkzeughalters hydraulisch oder durch eine Feder mit einer axialen Spannkraft belastet wird; diese Spannkraft wird über den Käfig und die Wälzkörper auf das Endstück übertragen, so dass der Schaft des Werkzeughalters fest in die Aufnahmebohrung der Werkzeugspindel hineingezogen wird. In known clamping devices of this type (DE 2 360 337 AI), the length of the wedge surfaces on the locking part, measured in the axial direction of the tool holder, is smaller than the diameter of the rolling elements. Cylindrical surfaces adjoin the wedge surfaces in both axial directions. The distance by which the locking part is axially displaced when locking is greater than the length of the wedge surfaces. As a result, the wedge surfaces only act on the rolling elements during the displacement of the locking part and these are then held in their locking position by the adjoining cylindrical surface, in which they no longer protrude from the cage in the direction of the locking part. The cage is fastened to a tension rod which is loaded hydraulically or by a spring with an axial tension force after locking the cage with the end piece of the tool holder; this clamping force is transferred to the end piece via the cage and the rolling elements, so that the shaft of the tool holder is firmly drawn into the receiving bore of the tool spindle.

Bei dieser Spannvorrichtung sind zwei verschiedene hydraulische oder mechanische Antriebe erforderlich, um zunächst das Verriegelungsteil alleine und dann die Spannstange, gegebenenfalls gemeinsam mit dem Verriegelungsteil, axial zu verschieben. Diese beiden Antriebe sowie die Spannstange selbst haben einen erheblichen Platzbedarf und sind deshalb in einer schlanken Werkzeugspindel nicht oder nur mit Schwierigkeiten unterzubringen. Hinzukommt, dass die Spannstange und die beiden Antriebe wegen ihrer notwendigerweise kräftigen Gestaltung eine nicht vernachlässigbare träge Masse haben, die sich störend bemerkbar macht, wenn die Werkzeugspindel rasche hin- und hergehende Bewegungen ausführt, wie dies bei Stossmaschinen, beispielsweise Wälzstossmaschinen zum Herstellen von Verzahnungen, der Fall ist. In this tensioning device, two different hydraulic or mechanical drives are required to first axially move the locking part alone and then the tensioning rod, possibly together with the locking part. These two drives and the tension rod itself take up a considerable amount of space and are therefore difficult or impossible to accommodate in a slim tool spindle. In addition, because of their necessarily strong design, the tension rod and the two drives have a non-negligible inertial mass, which is noticeable when the tool spindle makes rapid reciprocating movements, as is the case with shaping machines, for example gear shaping machines for producing gear teeth, the case is.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass sie weniger Bauraum beansprucht und eine geringere träge Masse aufweist als die bekannten gattungsmässigen Spannvorrichtungen. The invention is therefore based on the object of developing a clamping device of the type described in the introduction in such a way that it takes up less installation space and has a lower inert mass than the known generic clamping devices.

Die Aufgabe ist erfmdungsgemäss dadurch gelöst, dass According to the invention, the object is achieved in that

— der Käfig in der Werkzeugspindel axial unverschiebbar befestigt ist, - The cage is fastened axially immovable in the tool spindle,

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— der bzw. jeder Wälzkörper in seiner Verriegelungsstellung noch aus dem Käfig in Richtung zum Verriegelungsteil radial herausragt, The or each rolling element in its locking position still protrudes radially from the cage in the direction of the locking part,

— und die bzw. jede Keilfläche ausreichend lang ist, um in der Verriegelungsstellung auf den bzw. jeden Wälzkörper eine Kraft auszuüben, die dieser in eine auf das Endstück einwirkende, den Schaft in die Aufnahmebohrung hineinziehende Kraft umsetzt. - And the or each wedge surface is sufficiently long to exert a force in the locking position on the or each rolling element, which converts this into a force acting on the end piece and pulling the shaft into the receiving bore.

Bei der erfindungsgemässen Spannvorrichtung entfällt die Spannstange, ohne die bekannte gattungsgemässe Spannvorrichtungen nicht funktionsfähig wären. Die bzw. jede Keilfläche des Verriegelungsteils erfüllt in Verbindung mit dem zugehörigen Wälzkörper eine doppelte Aufgabe, nämlich den Käfig mit dem Endstück des Werkzeughalters zu verriegeln und anschliessend eine axiale Kraft auf das Endstück auszuüben, durch die der Schaft des Werkzeughalters fest in die Aufnahmebohrung der Werkzeugspindel hineingezogen wird. Dabei braucht das Verriegelungsteil insgesamt nicht um eine nennenswert grössere Strecke verschoben zu werden als dies bei den bekannten gattungsgemässen Spannvorrichtungen der Fall ist. In the tensioning device according to the invention, the tensioning rod is omitted, without which known tensioning devices of the generic type would not be able to function. The or each wedge surface of the locking part fulfills a double function in connection with the associated rolling element, namely to lock the cage with the end piece of the tool holder and then to exert an axial force on the end piece, through which the shaft of the tool holder is firmly in the receiving bore of the tool spindle is drawn in. The locking part does not need to be moved by a significantly larger distance than is the case with the known generic clamping devices.

Bei besonders zweckmässigen Ausführungsformen der Erfindung ist der Käfig an einem Aufnahmekörper ausgebildet, der an der Werkzeugspindel befestigt ist und die Aufnahmebohrung aufweist. In particularly expedient embodiments of the invention, the cage is formed on a receiving body which is fastened to the tool spindle and has the receiving bore.

Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung kann ebenso wie verschiedene Ausführungsformen der bekannten gattungsgemässen Spannvorrichtung eine Kolben-Zylinderanordnung zum Lösen der Verriegelung aufweisen, die beispielsweise gegen eine die Verriegelung bewirkende Feder arbeitet. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Käfig erfmdungsgemäss an seinem axial inneren Ende kolbenartig ausgebildet und in einer Zylinderbohrung des Verriegelungsteils angeordnet ist. The tensioning device according to the invention, like various embodiments of the known generic tensioning device, can have a piston-cylinder arrangement for releasing the locking, which works, for example, against a spring effecting the locking. In this case it is advantageous if the cage is designed like a piston at its axially inner end according to the invention and is arranged in a cylinder bore of the locking part.

Ferner können, ebenso wie bei den bekannten gattungsgemässen Spannvorrichtungen, zwei Wälzkörper im Käfig einander diametral gegenüber angeordnet sein. Für diesen Fall besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, dass das Endstück am Schaft schwenkbar mittels eines Zapfens gelagert ist, der sich in der axialen Mittelebene zwischen den beiden Wälzkörpern quer zur Achse des Werkzeughalters erstreckt. Mit der schwenkbaren Lagerung des Endstücks wird erreicht, dass trotz unvermeidlicher Herstellungsungenauig-keiten beide Wälzkörper gleichgrosse Kräfte auf das Endstück übertragen, deren Resultierende ausreichend genau mit der Achse des Werkzeughalters zusammenfallt. Furthermore, as in the known generic clamping devices, two rolling elements can be arranged diametrically opposite one another in the cage. In this case, a further development of the invention consists in that the end piece is pivotally mounted on the shaft by means of a pin which extends in the axial central plane between the two rolling elements transversely to the axis of the tool holder. With the pivotable mounting of the end piece it is achieved that, despite inevitable manufacturing inaccuracies, both rolling elements transmit equally large forces to the end piece, the resultant of which coincides with the axis of the tool holder with sufficient accuracy.

Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass An additional development of the invention can consist in that

— der Werkzeughalter eine Längsbohrung sowie eine diese kreuzende Querbohrung in seinem Schaft aufweist, The tool holder has a longitudinal bore and a cross bore crossing it in its shank,

— die Aufnahmebohrung eine Vertiefung aufweist, die mit der Querbohrung fluchtet, The receiving bore has a depression which is aligned with the transverse bore,

— in der Längsbohrung ein Sicherungsstift geführt ist, der einen von der Stirnseite des Werkzeughalters aus zugängliches Ende sowie in der Nähe der Querbohrung eine Nut aufweist und in eine Stellung bewegbar ist, in der die Nut mit der Querbohrung fluchtet, A locking pin is guided in the longitudinal bore, which has an end accessible from the end face of the tool holder and a groove in the vicinity of the transverse bore and can be moved into a position in which the groove is aligned with the transverse bore,

— und in der Querbohrung mindestens ein Riegelelement geführt ist, das in die Vertiefung eingreift, sich jedoch von dieser weg in Richtung zur Nut verschieben lässt, wenn diese mit der Querbohrung fluchtet. - And in the cross bore at least one locking element is guided, which engages in the recess, but can be moved away from this in the direction of the groove when it is aligned with the cross bore.

Damit wird der vorallem bei senkrecht nach unten gerichteten Werkzeugspindeln wichtige zusätzliche Vorteil erzielt, dass der Werkzeughalter nach dem Lösen der Verriegelung zwischen dem Endstück des Werkzeughalters und dem Käfig nicht unbeabsichtigt aus der Werkzeugspindel herausfallen kann, sondern erst dann entnommen werden kann, This gives the important additional advantage, particularly in the case of vertically downwardly directed tool spindles, that the tool holder cannot unintentionally fall out of the tool spindle after releasing the lock between the end piece of the tool holder and the cage, but can only be removed afterwards,

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wenn der Sicherungsstift von Hand in die Stellung verschoben wird, in der seine Nut mit der Querbohrung fluchtet. if the locking pin is moved by hand to the position in which its groove is aligned with the cross hole.

Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist es ferner zweckmässig, wenn der Sicherungsstift von einer in der Längsbohrung angeordneten Feder in eine Stellung vorgespannt ist, in der die Nut gegen die Querbohrung versetzt ist. In the last-described embodiment of the invention, it is also expedient if the securing pin is pretensioned by a spring arranged in the longitudinal bore into a position in which the groove is offset against the transverse bore.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of schematic drawings. It shows:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Werkzeugspindel samt Teilen einer Spannvorrichtung in entriegeltem Zustand, 1 shows an axial section of a tool spindle together with parts of a clamping device in the unlocked state,

ohne Werkzeughalter; without tool holder;

Fig. 2 einen entsprechenden Axialschnitt durch die Werkzeugspindel samt zugehörigem Werkzeughalter und Werkzeug in Verriegelungsstellung; 2 shows a corresponding axial section through the tool spindle together with the associated tool holder and tool in the locking position;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Spannvorrichtung in Verriegelungsstellung und Fig. 3 shows a modified embodiment of the clamping device in the locking position and

Fig. 4 den Querschnitt IV—IV in Fig. 3. FIG. 4 shows the cross section IV-IV in FIG. 3.

Fig. 5 den Querschnitt IV—IV in Fig. 3 in ausgerücktem Zustand. Fig. 5 shows the cross section IV-IV in Fig. 3 in the disengaged state.

In einem Maschinenständer 10 einer Wälzstossmaschine zum Herstellen von Verzahnungen sind zwei senkrechte Führungsbuchsen 12 und 14 befestigt, in denen eine hohle Werkzeugspindel 16 längs ihrer Achse A verschiebbar geführt sowie um diese Achse drehbar gelagert ist. Der Werkzeugspindel 16 sind bekannte und deshalb nicht dargestellte Antriebe für ihre axial hin- und hergehenden sowie drehenden Bewegungen zugeordnet. In a machine stand 10 of a gear shaping machine for producing toothings, two vertical guide bushes 12 and 14 are fastened, in which a hollow tool spindle 16 is guided to be displaceable along its axis A and is rotatably mounted about this axis. Known and therefore not shown drives are assigned to the tool spindle 16 for their axially reciprocating and rotating movements.

Am unteren Ende der Werkzeugspindel 16 ist ein Aufnahmekörper 18 befestigt, der einen an der unteren Stirnfläche der Werkzeugspindel 16 anliegenden Flansch 20 sowie eienen in der Werkzeugspindel 16 zentrierten zylindrischen Zentrieransatz 22 und einen weiter in das Innere der Werkzeugspindel hineinragenden Käfig 24 aufweist. An der von der Werkzeugspindel 16 abgewandten Seite des Flansches 20 ist eine kegelstumpfförmige Sitzfläche 26 ausgebildet; ausserdem beginnt im Flansch 20 eine zylindrische Aufnahmebohrung 28, die sich in den Zentrieransatz 22 erstreckt und in ein engeres Sackloch 30 im Käfig 24 übergeht. In den Käfig 24 sind, einander diametral gegenüber, zwei Querschlitze 32 eingearbeitet, die das Sackloch 30 mit dem Raum radial ausserhalb des Käfigs verbinden. Das obere Ende 34 des Käfigs 24 ist kolbenartig ausgebildet. At the lower end of the tool spindle 16, a receiving body 18 is fastened, which has a flange 20 resting on the lower end face of the tool spindle 16 and a cylindrical centering shoulder 22 centered in the tool spindle 16 and a cage 24 projecting further into the interior of the tool spindle. A frustoconical seat surface 26 is formed on the side of the flange 20 facing away from the tool spindle 16; in addition, a cylindrical receiving bore 28 begins in the flange 20, which extends into the centering projection 22 and merges into a narrower blind hole 30 in the cage 24. In the cage 24, diametrically opposite one another, two transverse slots 32 are incorporated, which connect the blind hole 30 with the space radially outside the cage. The upper end 34 of the cage 24 is designed like a piston.

In einigem Abstand oberhalb des Käfigs 24 verengt sich der bis dahin im wesentlichen zylindrische Innenraum der Werkzeugspindel 16 mit einer Schulter 36, an der eine Anschlaghülse 38 anliegt. Unterhalb der Anschlaghülse 38 ist in der Werkzeugspindel 16 ein hülsenförmiges Verriegelungsteil 40 axial verschiebbar angeordnet. Zwischen der Anschlaghülse 38 und dem Verriegelungsteil 40, und mehr oder weniger vollständig in beiden aufgenommen, ist eine Druckfeder 42 angeordnet, die bestrebt ist, das Verriegelungsteil 40 nach unten zu drücken. Von unten her ist in das Verriegelungsteil 40 eine nach oben geschlossene Zylinderbohrung 44 eingearbeitet, die durch Kanäle 46 im Verriegelungsteil 40 sowie in der Werkzeugspindel 16 und in der Führungsbuchse 12 mit einer Druckmittelleitung 48 ständig verbunden ist. At a certain distance above the cage 24, the hitherto essentially cylindrical interior of the tool spindle 16 narrows with a shoulder 36 against which a stop sleeve 38 bears. Below the stop sleeve 38, a sleeve-shaped locking part 40 is arranged axially displaceably in the tool spindle 16. Between the stop sleeve 38 and the locking part 40, and more or less completely included in both, a compression spring 42 is arranged, which tends to push the locking part 40 down. An upwardly closed cylinder bore 44 is machined into the locking part 40 from below and is constantly connected to a pressure medium line 48 by channels 46 in the locking part 40 and in the tool spindle 16 and in the guide bushing 12.

Am Verriegelungsteil 40 sind unterhalb der Zylinderbohrung 44 zwei innere Keilflächen 50 einander diametral gegenüber ausgebildet. Die beiden Keilflächen 50 wirken mit je einem Wälzkörper 52 zusammen; diese beiden Wälzkörper sind in den beiden Querschlitzen 32 des Käfigs 24 radial verstellbar geführt und sind im dargestellten Beispiel als Zylinderrollen ausgebildet. On the locking part 40, two inner wedge surfaces 50 are formed diametrically opposite one another below the cylinder bore 44. The two wedge surfaces 50 each interact with a rolling element 52; these two rolling elements are guided in a radially adjustable manner in the two transverse slots 32 of the cage 24 and are designed as cylindrical rollers in the example shown.

Gemäss Fig. 2 ist an der Werkzeugspindel 16, als deren Bestandteil der Aufnahmekörper 18 anzusehen ist, ein Werkzeughalter 54 befestigt. Der Werkzeughalter 54 hat ei- 2, a tool holder 54 is fastened to the tool spindle 16, of which the receiving body 18 is to be regarded as a component. The tool holder 54 has a

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nen Flansch 56 mit einem an dessen Oberseite befestigten, ringförmigen und aussen kegelstumpfförmig gestalteten Zentrieransatz 58, der an der Sitzfläche 26 des Aufnahmekörpers 18 zentriert und an einer Relativdrehung gegenüber diesem durch einen Queransatz 57 gehindert ist. Durch den ringförmigen Zentrieransatz 58 hindurch erstreckt sich ein Schaft 60 des Werkzeughalters nach oben, der eine Kugelführung 62 trägt und mit dieser in der zylindrischen Aufnahmebohrung 28 des Aufnahmekörpers 18 zentriert ist. Durch das Zusammenwirken des Zentrieransatzes 58 mit der Sitzfläche 26 einerseits und der Kugelführung 62 mit der Aufnahmebohrung 28 andererseits ist die Befestigung des Werkzeughalters 54 am Aufnahmekörper 18 bestimmt, was in Verbindung mit entsprechend genauer Bearbeitung und vorbestimmter elastischer Verformbarkeit der betroffenen Bauteile zu einer besonders biegesteifen Befestigung führt, die wegen der im Betrieb auftretenden exzentrischen Belastungen erwünscht ist. NEN flange 56 with an attached to its top, annular and frustoconical centering projection 58, which is centered on the seat surface 26 of the receiving body 18 and is prevented from rotating relative to it by a transverse projection 57. A shaft 60 of the tool holder, which carries a ball guide 62 and which is centered with this in the cylindrical receiving bore 28 of the receiving body 18, extends upward through the annular centering projection 58. The interaction of the centering projection 58 with the seat surface 26 on the one hand and the ball guide 62 with the receiving bore 28 on the other hand determines the attachment of the tool holder 54 to the receiving body 18, which, in conjunction with correspondingly precise machining and predetermined elastic deformability of the components concerned, results in a particularly rigid mounting leads, which is desired because of the eccentric loads occurring during operation.

Zum Werkzeughalter 54 gehört ferner ein von dessen Schaft 60 aus nach oben ragendes Endstück 64 mit zwei einander diametral gegenüberliegenden seitlichen Einkerbungen, die nach oben hin von je einer ebenen Flanke 66 begrenzt sind. Die Achse A der Werkzeugspindel 16 ist zugleich Achse des Werkzeughalters 54; die Ebenen der beiden Flanken 66 haben eine Schnittlinie, welche diese Achse A im rechten Winkel schneidet und sich im rechten Winkel zur Zeichnungsebene der Fig. 1 bis 3 erstreckt. The tool holder 54 also includes an end piece 64 which projects upward from its shaft 60 and has two diametrically opposed lateral notches which are delimited at the top by a flat flank 66. The axis A of the tool spindle 16 is also the axis of the tool holder 54; the planes of the two flanks 66 have a section line which intersects this axis A at a right angle and extends at a right angle to the plane of the drawing of FIGS. 1 to 3.

Der Werkzeughalter 54 weist ferner unterhalb seines Flansches 56 einen zylindrischen Zentrieransatz 68 auf, von dem ein Gewindezapfen 70 geringeren Durchmessers nach unten ragt. Auf den Gewindezapfen 70 ist eine Mutter 72 aufgeschraubt, die über ein Nadellager 74 gegen einen auf ihr drehbar gelagerten Spannring 76 drückt. Auf dem Zentrieransatz 68 ist mittels einer Kugelführung 78 ein Schneidrad 80 zentriert, das durch den Spannring 76 gegen den Flansch 56 gespannt und dadurch starr am Werkzeughalter 54 befestigt ist. The tool holder 54 also has a cylindrical centering projection 68 below its flange 56, from which a threaded pin 70 of smaller diameter protrudes downward. A nut 72 is screwed onto the threaded pin 70 and presses via a needle bearing 74 against a clamping ring 76 rotatably mounted on it. A cutting wheel 80 is centered on the centering projection 68 by means of a ball guide 78, which is clamped against the flange 56 by the clamping ring 76 and is thereby rigidly attached to the tool holder 54.

Der Werkzeughalter 54 hat ferner eine axiale, oben geschlossene Längsbohrung 82 sowie eine seinen Schaft 60 unmittelbar unterhalb der Kugelführung 62 durchdringende Querbohrung, welche die Längsbohrung 82 im rechten Winkel schneidet. In der Längsbohrung 82 ist ein im wesentlichen zylindrischer Sicherungsstift 86 verschiebbar geführt. Zwischen dem oberen Ende des Sicherungsstifts 86 und dem oberen geschlossenen Ende der Längsbohrung 82 ist eine Druckfeder 88 eingespannt, die bestrebt ist, den Sicherungsstift in seiner in Fig. 2 und 3 abgebildeten normalen Betriebsstellung zu halten, in der sein zylindrisches oberes Ende die Querbohrung 84 unterbricht. Etwas weiter unten ist in den Sicherungsstift 86 eine ringförmige Nut 90 eingearbeitet. Am unteren Ende des Gewindezapfens 70 ist ein Anschlag-ring 92 befestigt, der den Sicherungsstift 86 daran hindert, herauszufallen. Das untere Ende des Sicherungsstifts 86 bleibt zugänglich, so dass dieser sich beispielsweise durch Fingerdruck gegen den Widerstand der Feder 88 nach oben in eine Stellung schieben lässt, in welcher seine Nut 90 mit der Querbohrung 84 fluchtet. The tool holder 54 also has an axial longitudinal bore 82, closed at the top, and a transverse bore penetrating its shaft 60 directly below the ball guide 62 and intersecting the longitudinal bore 82 at a right angle. A substantially cylindrical locking pin 86 is slidably guided in the longitudinal bore 82. A compression spring 88 is clamped between the upper end of the securing pin 86 and the upper closed end of the longitudinal bore 82, which strives to hold the securing pin in its normal operating position shown in FIGS. 2 and 3, in which its cylindrical upper end the transverse bore 84 interrupts. An annular groove 90 is machined a little further down in the securing pin 86. At the lower end of the threaded pin 70, a stop ring 92 is fixed, which prevents the locking pin 86 from falling out. The lower end of the securing pin 86 remains accessible, so that it can be pushed upward, for example by finger pressure against the resistance of the spring 88, into a position in which its groove 90 is aligned with the transverse bore 84.

In der Querbohrung 84 ist ein stiftförmiges Riegelelement 94 geführt, das in der Normalstellung des Sicherungsstifts 86 in eine ringförmige Vertiefung 96 der Aufnahmebohrung 28 eingreift und durch den Sicherungsstift 86, solange dieser seine Normalstellung einnimmt, daran gehindert ist, sich aus der Vertiefung 96 herauszubewegen. Wenn jedoch der Sicherungsstift 86 soweit nach oben verschoben ist, dass seine Nut 90 mit der Querbohrung 84 fluchtet, dann lässt sich das Riegelelement 94 aus der Vertiefung 96 heraus radial nach innen verschieben. In the transverse bore 84, a pin-shaped locking element 94 is guided, which engages in the normal position of the locking pin 86 in an annular recess 96 of the receiving bore 28 and is prevented from moving out of the recess 96 by the locking pin 86 while it is in its normal position. However, if the locking pin 86 is shifted upwards so far that its groove 90 is aligned with the transverse bore 84, then the locking element 94 can be moved radially inward out of the recess 96.

Wenn bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Werkzeughalter 54 samt Schneidrad 80 an der Werkzeugspindel 16 befestigt werden soll, wird ein Druckmittel, beispielsweise Drucköl, über ein nicht dargestelltes Steuerventil, die Druckmittelleitung 48 und die Kanäle 46 in die Zylinderbohrung 44 eingeleitet, wodurch das Verriegelungsteil 40 gegen den Widerstand der Druckfeder 42 in seine obere Endstellung gemäss Fig. 1 geschoben wird. In dieser Stellung geben die Keilflächen 50 die Wälzkörper 52 frei, so dass diese die ebenfalls in Fig. 1 dargestellte radial äussere Stellung einnehmen können, in der sie das Sackloch 30 freilassen. If, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the tool holder 54 together with the cutting wheel 80 is to be attached to the tool spindle 16, a pressure medium, for example pressure oil, is introduced into the cylinder bore 44 via a control valve (not shown), the pressure medium line 48 and the channels 46 , whereby the locking part 40 is pushed against the resistance of the compression spring 42 into its upper end position according to FIG. 1. In this position, the wedge surfaces 50 release the rolling elements 52 so that they can assume the radially outer position, also shown in FIG. 1, in which they leave the blind hole 30 free.

Nun wird der Werkzeughalter 54 von unten her in die Werkzeugspindel 16, oder genauer deren Aufnahmekörper 18 eingesetzt. Während des Einsetzens wird der Sicherungsstift 86 nach oben gedrückt, damit das Riegelelement 94 nach innen ausweichen kann. Sobald sich der kegelstumpf-förmige Zentrieransatz 58 an die Sitzfläche 26 angelegt hat, gibt man den Sicherungsstift 86 frei, so dass dieser von der Feder 88 nach unten gedrückt und dadurch das Riegelelement 94 zum Eingriff in die Vertiefung 96 nach aussen gedrängt wird, wodurch der Werkzeughalter 54 vorläufig mit der Werkzeugspindel 16 verriegelt ist. Now the tool holder 54 is inserted from below into the tool spindle 16, or more precisely, the receiving body 18 thereof. During insertion, the locking pin 86 is pressed upwards so that the locking element 94 can move inwards. As soon as the frustoconical centering lug 58 has placed against the seat surface 26, the locking pin 86 is released so that it is pressed down by the spring 88 and thereby the locking element 94 is pushed outward for engagement in the recess 96, whereby the Tool holder 54 is temporarily locked to the tool spindle 16.

Anschliessend wird das erwähnte Ventil umgestellt, so dass die Zylinderbohrung 44 vom Druckmittel entlastet wird. Infolgedessen drückt die Druckfeder 42 das Verriegelungsteil 40 nach unten, so dass dessen Keilflächen 50 die Wälzkörper 52 radial nach innen gegen die Flanken 66 des Endstücks 64 drücken. Die Keilflächen 50 schliessen mit der Achse A einen sehr kleinen Winkel in der Grössenordnung von beispielsweise 6° ein; infolgedessen ist die Kraft, mit der die Wälzkörper 52 gegen die Flanken 66 gedrückt werden, erheblich grösser als die Kraft der Druckfeder 42. Die Flanken 66 schliessen mit der Achse A einen Winkel in der Grössenordnung von 30 ° ein, so dass die annähernd radial nach innen gerichtete, von den Keilflächen 50 auf die Wälzkörper 52 ausgeübte Kraft etwa im Verhältnis 1:1.7 in eine axiale, den Werkzeughalter 54 in die Werkzeugspindel 16 hineinziehende Kraft umgesetzt wird. Dadurch wird der Werkzeughalter 54 mit der Werkzeugspindel 16 zu einer starren Einheit verspannt. The valve mentioned is then changed over so that the cylinder bore 44 is relieved of pressure medium. As a result, the compression spring 42 presses the locking part 40 downward, so that its wedge surfaces 50 press the rolling elements 52 radially inwards against the flanks 66 of the end piece 64. The wedge surfaces 50 enclose with the axis A a very small angle in the order of magnitude of, for example, 6 °; as a result, the force with which the rolling elements 52 are pressed against the flanks 66 is considerably greater than the force of the compression spring 42. The flanks 66 form an angle of the order of 30 ° with the axis A, so that they are approximately radial internally directed force exerted by the wedge surfaces 50 on the rolling elements 52 is converted approximately in the ratio 1: 1.7 into an axial force which pulls the tool holder 54 into the tool spindle 16. As a result, the tool holder 54 is clamped to the tool spindle 16 to form a rigid unit.

Wenn der Werkzeughalter 54 wieder von der Werkzeugspindel 16 gelöst werden soll, wird das erwähnte Ventil erneut umgestellt, so dass die Zylinderbohrung 44 wieder unter Druck gesetzt und dadurch das Verriegelungsteil 40 nach oben gedrückt wird. Folglich geben die Wälzkörper 52 den Käfig 24 frei, so dass der Werkzeughalter nur noch vom Riegelelement 94 gegen Herausfallen gesichert ist. Drückt man nun den Sicherungsstift 86 nach oben, so lässt sich der Werkzeughalter 54 entfernen. If the tool holder 54 is to be released again from the tool spindle 16, the valve mentioned is switched over again so that the cylinder bore 44 is pressurized again and the locking part 40 is thereby pressed upwards. Consequently, the rolling elements 52 release the cage 24, so that the tool holder is only secured against falling out by the locking element 94. If you now press the locking pin 86 upwards, the tool holder 54 can be removed.

Von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform unterscheidet sich diejenige gemäss Fig. 3 im wesentlichen dadurch, dass die Flansche 20 und 56 des Aufnahmekörpers 18 und des Werkzeughalters 54 mit ebenen Ringflächen aneinanderliegen und dass die Aufnahmebohrung 28 sowie dementsprechend der Zentrieransatz 68 zueinander komplementäre Normkegelflächen aufweisen. Ein weiterer, wesentlicher Unterschied gegenüber Fig. 1 und 2 besteht darin, 3 differs essentially from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the flanges 20 and 56 of the receiving body 18 and the tool holder 54 lie against one another with flat annular surfaces and that the receiving bore 28 and, accordingly, the centering projection 68 complement each other Have standard tapered surfaces. Another essential difference compared to FIGS. 1 and 2 is that

dass das Endstück 64 mittels eines Zapfens 98 schwenkbar am Schaft 60 des Werkzeughalters 54 gelagert ist. Der Zapfen 98 kreuzt die Achse A im rechten Winkel und liegt in der diese Achse A enthaltenden Mittelebene, in der sich die Ebenen der beiden Flanken 66 schneiden und zu der die Wälzkörper 52 symmetrisch angeordnet sind. that the end piece 64 is pivotally mounted on the shaft 60 of the tool holder 54 by means of a pin 98. The pin 98 crosses the axis A at a right angle and lies in the central plane containing this axis A, in which the planes of the two flanks 66 intersect and to which the rolling elements 52 are arranged symmetrically.

4 4th

s io s io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

656569 PATENT CLAIMS

1. Clamping device for fastening a tool holder (54) to a hollow tool spindle (16), in particular a shaping machine, with

A shaft (60) formed on the tool holder (54) and which can be inserted into a receiving bore (28) of the tool spindle (16),

An end piece (64) projecting from the shank (60) further into the tool spindle (16) and having at least one flank (66) which is inclined outwards with respect to the axis (A) of the tool holder (54),

A cage (24) arranged in the tool spindle (16), which can be plugged together with the end piece (64) and contains at least one rolling element (52),

- And in the tool spindle (16) displaceable locking part (40) with at least one wedge surface (50), which presses the or each rolling element (52) into a locking position in the case of an axial relative displacement with respect to the cage (24) it rests on the associated flank (66) of the end piece (64) and thereby locks it with the cage (24), characterized in that

- The cage (24) in the tool spindle (16) is axially fixed,

- The or each rolling element (52) in its locking position still protrudes radially from the cage (24) in the direction of the locking part (40)

- And the or each wedge surface (50) is sufficiently long to exert a force in the locking position on the or each rolling element (52) which this in one acting on the end piece (64), the shaft (60) in the Receiving hole (28) converts pulling force.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the cage (24) is formed on a receiving body (18) which is fastened to the tool spindle (16) and has the receiving bore (28).

3. Clamping device according to claim 1 or 2 with a piston-cylinder arrangement for releasing the locking, characterized in that the cage (24) at its axially inner end (34) is formed like a piston and arranged in a cylinder bore (44) of the locking part (40) is.

4. Clamping device according to claim 1, in which two rolling elements (52) in the cage (24) are arranged diametrically opposite one another, characterized in that the end piece (64) on the shaft (60) is pivotally mounted by means of a pin (98) which extends in the axial central plane between the two rolling elements (52) transverse to the axis (A) of the tool holder (54).

5. Clamping device according to claim 1, characterized in that

The tool holder (54) has a longitudinal bore (82) and a cross bore (84) crossing it in its shank (60),

- The receiving bore (28) has a recess (96) which is aligned with the transverse bore (84),

A safety pin (86) is guided in the longitudinal bore (82) and has an end accessible from the end face of the tool holder (54) and a groove (90) in the vicinity of the transverse bore (84) and can be moved into one position, in which the groove (90) is aligned with the transverse bore (84),

- And in the transverse bore (84) at least one locking element (94) is guided, which engages in the recess (96), but can be moved away from this in the direction of the groove (90) when this with the transverse bore (84)

flees.

6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the locking pin (86) from one in the

Longitudinal bore (82) arranged spring (88) is biased into a position in which the groove (90) is offset against the transverse bore (84).