CN111065478A - 筒夹保持器和刀具适配器之间的接口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在筒夹保持器(300)和刀具适配器(500‑504)之间的接口。筒夹保持器(300)包括内椎体(310)、平坦表面(311)和用于张紧螺母(401)的外螺纹(230)，其中刀具适配器(500‑504)包括与内椎体(310)互补的外椎体(320)，并且筒夹保持器(300)具有用于刀具适配器(500‑504)的紧固装置，其独立于外螺纹(230)和张紧螺母(401)。紧固装置包括一个或多个径向或对角布置的内螺纹(315)以及在每个内螺纹(315)中的张紧销(210)，并且在刀具适配器(500‑504)中设置有与张紧销(210)相互作用的一个或多个凹部(317)。

Description

筒夹保持器和刀具适配器之间的接口

背景技术

借助筒夹，旋转刀具可以非常精确和紧凑地张紧。但是，由于不是所有刀具可以在筒夹中张紧，因此需要提供筒夹保持器，其中可以容纳筒夹和用于驱动刀具或固定刀具的刀具适配器这两者。

从DE 102 19 600 C5已知具有筒夹保持器的刀具载架，其中刀具适配器可以用作筒夹的替代物。刀具适配器具有凸缘板。刀具适配器经由所述凸缘板通过布置在该凸缘板的前侧上的四个螺钉而被附接到筒夹保持器。

从申请人的DE 10 2009 060 678 B4中已知具有筒夹保持器的刀具载架和用在这种刀具载架中的刀具插件。刀具载架具有外螺纹，带有内螺纹的张紧螺母拧到该外螺纹上，以便将筒夹和刀具适配器都固定在刀具载架中。

从DE 20 2009 012 087 U1已知类似的方案。此处，筒夹和刀具适配器也都使用张紧螺母固定在筒夹保持器中。

从DE 10 2004 029 047 A1已知刀具张紧装置。在该接口中，在外锥体的前面在轴向上，在刀具适配器中形成环形肩部和周向凹槽。相关主轴的张紧销可拧入周向凹槽中，并且就这样可以将刀具适配器随主轴轴向张紧。该方案需要额外的安装空间或缩短刀具适配器的外锥体。这对在刀具适配器中张紧的刀具的同心度有负面影响。

从DE 10 2009 042 665 A1已知在刀具载架和刀具适配器之间的接口。筒夹不能插入此接口。在该接口中，首先以刀具适配器和刀具安装座之间的卡口连接的方式建立形状锁定连接。然后，通过针对性的弹性变形来固定该连接。该接口要求很小的制造公差，因此对磨损和污物敏感。其制造也很昂贵。

现有技术中已知的这些方案已经在许多应用中证明了自己。然而，它们具有缺点，当机床的用于更换刀具适配器的工作空间中没有足够的空间时，其尤为重要。

在从DE 102 19 600 C5已知的方案中，四个螺钉必须从端面穿过凸缘板被插入并且拧入筒夹保持器中。这意味着，如果要使用刀具适配器，则需要从筒夹保持器的正面进入。另外，必须拧入四颗螺钉，以便固定刀具适配器。

在从现有技术已知的具有张紧螺母的方案中，必须固定筒夹保持器不旋转，并且必须使用用于松开或拧紧张紧螺母的扳手以更换筒夹或刀具适配器。在空间有限的情形下，由于通常是瑞士式自动车床的情况，对此不存在足够的空间。

发明内容

本发明的目的是提供筒夹保持器和相关联的刀具适配器，其允许刀具适配器以简单的方式甚至在有限的空间中以高重复性且牢固地插入并固定到筒夹保持器中。

该目的在筒夹保持器和刀具适配器之间的接口中实现，该筒夹保持器包括内锥体、平坦表面和用于张紧螺母的外螺纹，其中，刀具适配器包括与内锥体互补的外锥体，并且筒夹保持器具有用于刀具适配器的紧固装置，该紧固装置独立于外螺纹和张紧螺母，其中根据本发明，独立的紧固装置包括一个或多个径向或对角布置的内螺纹和在每个内螺纹中的张紧销，并且在刀具适配器中设置有与张紧销相互作用的一个或多个凹部。

在根据本发明的方案中，刀具适配器不是通过筒夹保持器的外螺纹和张紧螺母固定在筒夹保持器中，而是通过呈径向或对角布置的张紧销形式的独立紧固装置固定在筒夹保持器中。张紧销以它们的尖端被拧入刀具适配器的互补凹部中。

为了在根据本发明的筒夹保持器中张紧刀具适配器，仅需要螺丝刀的侧向或径向可及性。在根据本发明的接口中，不需要用于反向保持的第二刀具形式的扭矩支撑件。这大大简化了根据本发明的刀具适配器的更换和紧固。松开或拧紧单一的张紧销也就足够了。与其他已知方案相比，这在更换刀具适配器时还节省了大量时间。

螺丝刀是一种非常纤细且便宜的工具，即使当在机器的工作区域内空间是有限的时候，其也能以简单的方式张紧或松开刀具适配器。

因为凹部是截头圆锥形的，但是在任何情况下都是相对于中心轴线旋转对称的，所以可以经由张紧销和凹槽传递轴向方向上的张紧力和扭矩。另外，可以在刀具适配器的外锥体上形成凹部；因此，其不需要任何额外的安装空间。

特别是在使用具有小直径和相应较高速度的刀具时，使用根据本发明的接口。这意味着在筒夹保持器和刀具适配器之间待传递的扭矩较低。因此，在许多情况下，经由张紧销传递在筒夹保持器和刀具适配器之间的扭矩就足够了。

本发明的一种特别有利的实施例提供了，筒夹保持器具有在平坦表面的区域中的一个或多个(径向)凹槽或凹陷，刀具适配器也具有在轴环的区域中的一个或多个(径向)凹槽或凹陷，并且单独的驱动器环属于该接口，其具有至少一个形状锁定元件，该形状锁定元件可以插入平坦表面的区域中和轴环的区域中的凹槽或凹陷中。换句话说，轴环和平坦表面都仅具有凹槽或凹陷。因此，轴环和平坦表面的制造非常简单，并且可以以高精度和轴向跳动来制造。

被提供用于精确或明确地定位(并且可选地还用于正扭矩传递)的形状锁定元件集成在被设计为单独部件的驱动器环中。如果需要，即，如果将刀具适配器插入筒夹保持器中，则该驱动器环被推动到筒夹保持器的外螺纹和先前拧入的张紧销上，直到驱动器环的形状锁定元件接合在筒夹保持器的凹槽中。张紧销然后被定位成使得刀具适配器可以以这样的方式被插入到筒夹保持器中：刀具适配器的轴环上的凹槽容纳驱动器环的形状锁定元件。这确保了筒夹保持器和刀具适配器之间的精确定位。然后借助一个或多个张紧销以上述方式固定刀具适配器。此外，该形状锁定连接也可用于在刀具保持器和刀具适配器之间的扭矩传递。

附加地或替代地，还可以在平坦表面和刀具适配器的轴环的区域中，或者在筒夹保持器的内锥体的后端处的区域中(见权利要求13)，或者在前端和后端之间的另一位置处，完成在刀具适配器和筒夹保持器之间的正扭矩传递。

刀具适配器的可选轴环不必与筒夹保持器的平坦表面接触。然后，刀具适配器仅仅经由筒夹保持器的内锥体和刀具适配器的外锥体被唯一地定位并居中。

如果刀具适配器的轴环抵靠着筒夹保持器的平坦表面被拉动，则刀具适配器的轴向跳动会进一步改善。

为了确保将刀具适配器仅可以插入筒夹保持器中，使得刀具适配器上的凹部与筒夹保持器的张紧销相互作用，例如可以使平坦表面上的凹槽的宽度不相同并且在许多情况下还是有利的。这同样相应地适用于刀具适配器的轴环上的凹槽的宽度以及根据本发明的驱动器环的形状锁定元件的宽度。因此，在结构上预先确定了这样的位置，即在该位置中，刀具适配器可以被插入筒夹保持器中。作为凹槽宽度的替代，通过凹槽深度和驱动器环上的形状锁紧元件的相关尺寸，或者经由在平坦表面和轴环的圆周上的凹槽和形状锁定元件的(不均匀)布置，也可以指定这样的位置：在该位置中，刀具适配器必须被插入筒夹保持器中的位置中。

刀具安装座和刀具适配器相对于彼此的结构上预先确定的定位确保了：当张紧销被拧紧时，张紧销的尖端接合在刀具适配器中的互补布置的凹部中。因此，不正确的组装是不可能的。

如果筒夹保持器、刀具适配器和驱动器环由相同的材料(例如，钢)制成，则凹槽的这种不相同的尺寸和/或布置不引起任何严重的不平衡。如已经提到的，通过拧紧张紧销来完成张紧。

此外，形状锁定元件可以以这样的方式布置在环上：它们在轴向方向上具有一定的弹性并且用作用于刀具适配器的弹出器。

在张紧刀具适配器时，通过紧固张紧销，抵抗由形状锁定元件施加的弹力，它以其轴环抵靠着筒夹保持器的平坦表面被拉动。

如果以后要从筒夹保持器移除刀具适配器，并出于该目的松开张紧销，则轴向预加载的形状锁定元件有效地支持刀具适配器的弹出。

这进一步改善了根据本发明的接口的处理。如果内锥体和外锥体具有轻微的自锁效果，或者如果内锥体和外锥体通过粘附冷却润滑剂而彼此胶合，则这特别是有用的。

驱动器环还覆盖了筒夹保持器的外螺纹，并且当没有张紧螺母被拧在外螺纹上，则可防止其受到损坏或弄脏。

在本发明的另一有利的实施形式中，驱动器环具有螺丝刀可被插入通过的至少一个径向的或对角的通孔，以便拧紧或松开根据本发明的张紧销。

驱动器环中的至少一个通孔的直径可以如此大以致：

a)张紧销和螺丝刀适配，或

b)仅螺丝刀适配。

在情况a)中，张紧销可拧入刀具适配器并从中移除。

在情况b)中，只要驱动器环就位，就不能移除张紧销。于是，张紧销将固定驱动器环，防止其掉落和丢失。

因为在筒夹保持器的平坦表面上的凹槽与筒夹保持器中用于张紧销的内螺纹之间存在明确的空间分配，所以还可以将驱动器环容易地设计成使得至少一个通孔以这样的方式被定位在驱动器环中：当插入通过驱动器环的通孔时，螺丝刀到达张紧销的头部。如果筒夹保持器上有多个张紧销，则驱动器环将当然具有多个通孔。

在根据本发明的另一实施例中，如果通孔的最小直径刚好足够大使得用于紧固和松开至少一个张紧销的螺丝刀可以插入通孔中，则驱动器环也可以用作张紧销的捕获装置。如果张紧销被旋松得太远，则其将碰到驱动器环，无法再被进一步旋松。

如果通孔被设计成阶梯孔并且阶梯孔在驱动器环的内侧上具有的直径大于在驱动器环的外侧上的直径，并且如果阶梯孔在驱动器环的内侧上的直径略微大于张紧销的公称直径，则也是有利的。于是张紧销可以稍微旋入阶梯孔中。仅当阶梯孔的直径减小时，张紧销才会碰到驱动器环，并且无法被进一步旋松。在该位置中，张紧销还用作用于驱动器环的捕获装置，使得可以更换刀具适配器，而没有驱动器环从筒夹保持器掉落并且进入机床的工作区域的风险。

另外，根据本发明的驱动器环具有其他可选功能。

通过松开/旋松张紧销也可以有效地支持刀具适配器的弹出。这可以通过驱动器环中的通孔的适当设计和/或驱动器环中的通孔相对于筒夹保持器中的内螺纹的适当定位来实现。两种替代的结果是，通过松开张紧销，张紧销将轴向力间接地施加在刀具适配器的驱动器环上，所述轴向力支持该弹出。

如果例如通孔或驱动器环中的倒角或倒圆在轴向方向上相对于张紧销偏移布置，则张紧销在从从通孔的较大内直径到较小直径的过渡处轴向偏移碰到边缘或倒角。张紧销的这种偏置压紧使刀具适配器弹出，或者至少用作其的辅助工具。

替代地，通孔的内截面可以形成具有比锥体更大的直径，其在轴向方向上从内螺纹的纵向轴线略微偏移。

形状锁定连接的另一构造提供了，筒夹保持器在平坦表面的区域中具有一个或多个突起，并且刀具适配器在轴环的区域中具有与该突起互补的一个或多个凹部或凹陷。

替代地，刀具适配器可以在轴环的区域中具有一个或多个突起，并且筒夹保持器可以在平坦的表面的区域中具有与突起互补的凹部或凹陷。这些突起也可以是插入滑块或插入销。在这些替代方案中，不需要驱动器环。

替代的或附加的构造提供了，刀具适配器和筒夹保持器可以在内锥体的与平坦表面相对的端部处以形状锁定的方式彼此连接。这种形状锁定的连接例如可以是刀具适配器与筒夹保持器之间的多边形连接。

替代地或另外地，也可以在筒夹保持器或刀具适配器中形成多个轴向凹槽，并且这些轴向凹槽可以在正扭矩传递意义上与刀具适配器或筒夹保持器上的突起相互作用。

另一种替代方案提供了，通过筒夹保持器和刀具适配器之间的爪形联接传递扭矩。

通过在平坦表面和轴环的区域内的形状锁定连接或通过在刀具安装座的相对端部处的形状锁定连接，可以实现功能“刀具安装座和刀具适配器的定位”和“从刀具安装座到刀具适配器的扭矩传递”。

但是，还可能的是，通过在平坦表面和轴环的区域内的形状锁定连接来实现“定位刀具安装座和刀具适配器”功能，以及在刀具保持器的相对的端部处实施“从刀具安装座到刀具适配器的扭矩传递”。功能的反向分配也是可能的。

这种“任务划分”通过两种形状锁定连接的轴向方向上的布置和旋转自由游隙来在构造上实现。具有较大旋转自由游隙的形状锁定连接在轴向方向上被定位成使得：其在刀具适配器被插入并进行定位时变得有效；另一个形状锁定连接发挥“扭矩传递”功能。

还已经发现，如果用于张紧螺母的外螺纹的公称直径比内锥体的最大直径D_max大至少1.4倍，优选大1.5倍至1.8倍，则是特别有利的。

随着筒夹保持器的在内锥体和外螺纹之间的壁厚的增加，内螺纹变得更长，使得其恢复力增加。另外，张紧销可以具有更长的设计，这意味着张紧销可以更好地吸收在刀具适配器被张紧时出现的侧向力。这也得到非常坚固且稳定的筒夹保持器。

根据本发明的接口可以集成在驱动的刀具安装座中，特别是用于瑞士式自动车床的驱动的刀具安装座，或者固定的刀具安装座。

在根据本发明的接口的进一步改进中，在刀具适配器的外锥体上具有多个凹槽。凹槽优选地在圆周方向上延伸。这些凹槽通常可以在外锥体上的任何地方延伸；例如，在轴向方向上。然而，出于制造原因，圆形或螺旋形设计是优选的。当将刀具适配器插入并张紧到主轴中时，这些凹槽提供小的存储空间，其容纳主轴的内锥体和刀具适配器的外锥体的区域中存在的冷却润滑剂。假定相同的张紧力，则这显著减小主轴的内锥体和外锥体之间的接触表面上的冷却润滑剂的膜的厚度。因此，进一步提高了刀具适配器的同心度。

当布置凹槽时，重要的是要确保凹槽至少在两个椎体端部之一的前面及时终止，以便创建不中断的足够的密封区域。该密封区域是必要的，使得冷却润滑剂不会意外地通过螺旋凹槽从刀具保持器的内部逸出。

在本发明的另一个有利的实施例中，张紧销具有截头圆锥形的尖端。附加地或替代地，张紧销也可以具有相对于张紧销的外螺纹偏心布置的尖端。该尖端可以是截头圆锥形或圆柱形的。于是，张紧销作为偏心张紧销起作用。

在下面的附图、其具体实施方式和权利要求书中可以找到本发明的其他优点和有利的实施例。附图中描述的所有特征、其具体实施方式和权利要求书无论是单独地还是彼此任意组合对于本发明都是必不可少的。

附图说明

在附图中：

图1a：示出了通过根据本发明的具有筒夹保持器的刀具保持器的截面E-E，其没有筒夹并且没有张紧螺母；

图1b：示出了通过根据本发明的具有筒夹保持器的刀具保持器的截面E-E，其具有筒夹和张紧螺母；

图2：示出了图1b中的刀具保持器的立体图；

图3：示出了图1b的侧视图；

图4：示出了根据本发明的来自图6、图7和图8的具有刀具适配器的刀具保持器的立体图；

图5：示出图6、图7和图8的侧视图；

图6：示出了通过具有刀具适配器的刀具保持器的截面G-G(旋转的)；

图7：示出了通过具有刀具适配器的刀具保持器的截面F-F，其具有处于张紧位置中的张紧销210；

图8：示出了通过具有刀具适配器的刀具保持器的截面FF，其具有处于释放位置中的张紧销210；

图9：示出了来自图6、图7、图8的具有刀具适配器的刀具保持器的分解图；

图10：示出了驱动的成角度的刀具安装座，其具有具有3个刀具保持器，一次配备有根据图1b的筒夹，并且两次配备有根据图6、图7和图8的刀具适配器；

图11：示出了具有刀具保持器的驱动的笔直刀具安装座，并且其配备有根据图6、图7和图8的刀具适配器；

图12：示出了具有刀具保持器的驱动的笔直刀具安装座，并且其配备有根据图1b的筒夹以及张紧螺母；

图13：示出了根据本发明的具有刀具保持器的刀具适配器，这里示出为具有筒夹保持器的示例；

图14：示出了根据本发明的具有集成的切削刀具的刀具适配器，在此示例性地示出为钻头；

图15：示出了设计为塞的刀具适配器；

图16示出了根据本发明的刀具适配器，其具有用于车削操作的可转位插件保持器；

图17：示出了根据本发明的刀具安装座，这里示出为具有集成的刀具保持器的方形凹部，其配备有用于可转位插件的刀具适配器；

图18：示出了根据本发明的两个刀具安装座，这里示出为具有集成的刀具保持器的圆柱形容器，其一次配备有图13的刀具适配器，并且一次配备有图16的刀具适配器；

图19：示出了根据本发明的用于在刀具适配器上扭矩传递的多边形；以及

图20：示出了根据本发明的刀具适配器上的扭矩传递的另一实施例；

图21：以横截面示出了在根据图21的本发明的刀具适配器和根据本发明的筒夹保持器上的扭矩传递的相互作用；

图22：以纵向截面示出了根据本发明的具有用于张紧刀具的筒夹保持器以及刀具和主轴的刀具适配器；

图23：以两种视图示出了主轴；

图24：通过具有处于张紧位置的张紧销210的另一个实施例示出了类似于图7的截面；和

图25：示出类似于图24的截面，其中张紧销210进行刀具适配器的压紧。

具体实施方式

图1a、图1b、图2和图3示出了根据本发明的集成在主轴100中的筒夹保持器300的实施例。主轴100可以例如被集成在根据图10、图11和图12的驱动的刀具安装座中。使用驱动的刀具安装座，主轴可旋转地安装在刀具安装座中，并在加工期间旋转。

替代地，主轴也可以被在固定的刀具安装座中或者被设计为固定的刀具安装座，如参考图17和图18图示，并且将在下文更详细地说明。

实际的筒夹保持器300在图1a和图1b中位于主轴100的左端。根据本发明的筒夹保持器300包括内锥体310、平坦表面311和外螺纹230。内锥体310可以对应于DIN ISO 15488，使得在根据本发明的筒夹保持器300中可以使用标准化的筒夹400。

张紧螺母401以公知的方式拧到主轴100的外螺纹230上(见图1b)。当张紧螺母401被拧紧时，其将筒夹400(见图1b)压入内锥体310中。因此，带有其圆柱柄的刀具(图1-图3中未示出)张紧在筒夹400中。

内锥体310具有前端312和后端313。在图1a和图1b中，前端312布置在左侧。内锥体310在前端312处具有其最大直径D_max。

内锥体在后端313处具有其最小直径D_min。在该示例性实施例中，内锥体310在313处并入圆柱形孔314中。可选的圆柱形孔314使得可以在圆柱形孔314的方向上将张紧在筒夹400中的刀具的柄推动通过筒夹400。因此，可以设置刀具的切削刃与平坦表面311之间的轴向距离。目的是保持该距离尽可能小，以便实现刀具的最大刚性的可能张紧。这提高了加工精度、可能的切削性能和刀具的使用寿命。在图1至图3所示的配置中，仅在机床的工作空间中可以设置刀具的切削刃与平坦表面311之间的轴向距离。这不是期望的，因为这会导致机床的较长的非生产性停机时间，并且设置的可重复性低。

外螺纹230具有的公称直径D_公称显著大于内锥体310的前端312处的直径D_max。实际上，如果外螺纹230的公称直径D_公称相比于内锥体310的最大直径D_max至少大1.4倍，则证明是有利的。于是外螺纹230和内锥体310之间的壁厚度足以提供径向或对角延伸的内螺纹315，螺塞402或张紧销210可以被拧入该内螺纹315中。内螺纹在其径向外端处具有截头圆锥形的埋头孔(无附图标记)。

作为示出的径向走向的替代，内螺纹315也可以倾斜地延伸(未示出)，使得内锥体310和内螺纹315的纵向轴线围成大于90°，优选105°或120°的角度α。

当筒夹400和张紧螺母401用于张紧刀具时，锁定螺钉402拧入内螺纹315中。

锁定螺钉402具有截头圆锥形的上端，该上端与内螺纹315的锥形埋头孔一起密封内螺纹315。这防止了冷却润滑剂通过内螺纹315以不受控制的方式进入到环境中，该冷却润滑剂被供应到张紧在筒夹400中的刀具。此外，内螺纹315通过螺塞402来防止损坏或污染。

在图2和图3中，以不同的视图示出了主轴。在图2中可以清楚地看出螺塞402。在图2中未图示出外螺纹230。反之，仅圆柱形表面设置有附图标记230。主轴100的根据本发明的筒夹保持器300在图1b至图3所示的配置中起作用，其类似于根据DIN ISO 15488的带有张紧螺母的常规的筒夹保持器。

在图4至图9中以不同的视图示出了第二配置。在该配置中，代替筒夹400和张紧螺母401，根据本发明的刀具适配器500插入筒夹保持器300的内锥体310中。

图9以分解视图示出了此配置。张紧销210插入到筒夹保持器300的内螺纹315中。在图示的实施例中，内螺纹315被径向地布置。这意味着内螺纹315的纵向轴线径向且正交于主轴100的纵向轴线延伸。内螺纹315的纵向轴线与主轴100的纵向轴线之间的角度α也可以不同于90°。例如，如图9所示，该角度不能是90°，而为105°或120°。

在该示例性实施例中，张紧销210在一端具有截锥体316。在张紧销210的相对端处形成有用于螺丝刀的驱动器。在图9中的主轴100的左端处，平坦表面311是清晰可见的。平坦表面311与刀具适配器500的轴环321相互作用。

在平坦表面311和轴环321中均形成有凹槽221和223，其也可以称为凹部。在该示例性实施例中，凹槽221和223径向延伸，并且布置成使得当将刀具适配器500插入主轴100中时，凹槽221和223彼此相对。

因为在平坦表面311和轴环321上都没有突起，所以可以非常简单且精确地制造轴环321和平坦表面311。例如，两个表面可以通过磨削来制造，以便完全平坦并且与主轴100或刀具适配器500的纵向轴线成直角。还可以使用中空磨削来提供平坦表面311和/或与其相互作用的轴环321的接触表面。因此，轴环321和平坦表面311之间的接触区域减小成环形区域，并且沿着轴向方向在主轴100和刀具适配器500之间具有一定的弹性，使得：通过抵抗由于轻微的弹性变形而产生的预负荷而拧紧张紧销210，刀具适配器500在轴向方向上被拉入内锥体310中。

如果释放张紧销210以释放刀具适配器和筒夹保持器300之间的连接，则刀具适配器500再次弹回并且该连接被释放。该轴向变形通常小于0.03mm。

根据本发明的驱动器环220设置在主轴100和适配器500之间。驱动器环220包括两个形状锁定元件222，该两个形状锁定元件222与平坦表面311中的凹槽221和轴环321中的凹槽223相配。在该上下文中的相配是指：当将驱动器环220放置在主轴100上并且将刀具适配器500插入到刀具保持器或主轴100中时，形状锁定元件222陷入凹槽221和凹槽223这两者中。

驱动器环220包括管状部分224，该管状部分224将形状锁定元件222连接到彼此，并且还用作外螺纹230的覆盖件。在管状部分224中形成通孔225。通孔225被定位成使得：当驱动器环220的形状锁定元件222插入主轴100或筒夹保持器300的凹槽221中时，其位于内螺纹315或张紧销210上方。如果主轴100仅具有内螺纹315和仅一个张紧销210，则凹槽221.1和221.2在例如宽度或深度上不同是特别有利的。以相应的方式，形状锁定元件222.1和222.2则具有不同的宽度或深度(也见图23及其描述)。这确保了驱动器环220只能安装在一个位置中，并且安装成使得通孔225位于内螺纹315或张紧销210上方。

这同样适用于形状锁定元件222.1和222.2以及轴环321中的凹槽223.1、223.2。在图9中仅一个凹槽223.1是可见的。相对布置的凹槽223.2被轴环321覆盖。

图4和5示出了处于组装状态的如图9所示的示例性实施例。从图4清楚地看出，驱动器环220覆盖主轴100的外螺纹230或筒夹保持器300。通孔225将张紧销210释放到这种程度：可以将螺丝刀(未示出)插入张紧销210的驱动元件并且可以旋转张紧销210。

图5示出了根据图4的构造的侧视图。

图6示出了沿着穿过主轴100、根据本发明的刀具适配器500和驱动器环220的线G-G的截面。在该图示中，在形状锁定元件222的辅助下，可以清楚地看出主轴100和刀具适配器500之间的形状锁定。

在该示例性实施例中，刀具适配器500承载具有外螺纹和张紧螺母的小的筒夹保持器。这可以使具有小的柄直径的刀具张紧在筒夹中。另外，可以在机床外面精确地设置张紧刀具的切削刃与筒夹保持器300的平坦表面311之间的轴向距离。

图7示出了张紧销210被拧入到刀具适配器500的外锥体320中的凹部317中的情况。

从图7和8可以看出，凹部317是截头圆锥形的。凹部317的锥角和张紧销210上的截锥体316的锥角是相同的。从图7和图8可以看出，张紧销210或内螺纹225的中心轴线从凹部317的中心轴线略微偏移(见张紧销210和凹部317在轴向方向上略微偏移的点划线的中心线)。该偏移被选择成使得：通过将张紧销210拧入凹部317中，刀具适配器500的外锥体320被拉入内锥体310中。因此，刀具适配器500的轴环321抵靠着平坦表面311被拉动。因此，刀具适配器500以非常小的公差和很大的可重复性对准在主轴100或内锥体310和平坦表面311中。换句话说：张紧在刀具适配器500中的刀具的同心度和跳动度很好。

但是，也可以存在这样的设计，其中刀具适配器500的轴环321不与主轴100的平坦表面311接触。然后，将刀具适配器定位在锥体之上并使其居中。

因为凹部317是截头圆锥形的，但是在任何情况下都是相对于中心轴线旋转对称的，所以不仅可以沿轴向方向(即沿主轴10的旋转轴线的方向)的张紧力可以通过张紧销210和凹部317传递，而且扭矩(即，力)可以沿周向方向传递。另外，可以在刀具适配器的外锥体320中形成凹部317；因此，其不需要任何额外的安装空间。

图8示出了张紧销210从凹部317中被拧出，使得可以从内锥体310移除刀具适配器500的情形。

在图8中还可以清楚地看出，驱动器环220用作滚销210的捕获装置。由于张紧销210抵靠驱动器环220，所以张紧销210不能完全从内螺纹上拧下。

如果将驱动器环220中的孔225设计为阶梯孔，如图8所示，则张紧销210不能完全拧出，并且同时不能将驱动器环220从主轴100或刀具保持器300上移除，这是由于通过张紧销210阻止了驱动器环，因此张紧销210用作驱动器环的捕获装置。

在任何情况下，张紧销210都可以旋转得足够远，使得截锥体316不再伸入刀具适配器500的凹部317中。

当以形状锁定的方式以高重复性和非常低的径向跳动偏差和轴向跳动偏差将刀具适配器500至504容纳在筒夹保持器300中时，根据本发明的接口具有显著的优点。

另外，即使在有限的空间内也可以容易且快速地使用和更换根据本发明的刀具适配器。

可以设计根据本发明的接口没有驱动器环且没有在平坦表面311或轴环321中的凹槽221和223。然后，通过至少一个张紧销210进行正扭矩传递。

替代地，也可以在内锥体310或筒夹保持器300的后端313处实施刀具适配器500和主轴100之间的正扭矩传递。出于该目的，下面结合图19、图20和图21进一步描述示例性实施例。

图10示出了根据本发明的接口的应用示例。其是具有三个主轴的驱动的成角度的刀具安装座600。这种刀具安装座600例如用于瑞士式自动车床中。车削直径较小的工件在那里被加工。工作区域中具有很小的空间来更换刀具适配器或张紧在筒夹中的刀具。

具有对应于图1至图3中的示例性实施例的张紧螺母401的筒夹400被插入第一主轴。容易想到，在这些有限的空间中，刀具的插入以及在刀具的切削刃与筒夹保持器300之间的轴向距离的精确设置是困难且耗时的。

根据图4至图9的刀具适配器500被插入另外两个主轴中。具有通孔225的驱动器环220和位于后面的张紧销210是清晰可见的。

图10还清楚地示出了张紧销210的附接元件可以用螺丝刀通过驱动器环220的通孔225容易地进入。

因为可以用螺丝刀容易地从侧面到达张紧销210，所以即使在这些受限的安装条件下，根据本发明的刀具适配器500也可以容易地被更换。不需要第二工具和机器操作员的第二只手来支撑它。

图11和12示出了根据本发明的刀具安装座600的第二示例性实施例。在该实施例中，只有一个主轴。在图11中，具有驱动器环220的刀具适配器500布置在主轴上。

在图12中，具有与图1至图3相对应的张紧螺母401的筒夹用于同一刀具安装座中。

在图13至图16中作为示例示出了刀具适配器500至504的各个示例性实施例。图13再次示出了具有根据图4至图9的筒夹的刀具适配器。

在根据图14的示例性实施例中，切削刀具(在此示出为钻头)和刀具适配器502一体地形成。例如，这可以通过将硬质金属钻头焊接到实际的刀具适配器502中来完成。

图15示出了具有密封塞功能的刀具适配器503。在不需要主轴时总是使用该刀具适配器503，以便防止该主轴的内锥体311变脏和/或冷却润滑剂以不受控制的方式通过所述内锥体逸入机房。

图16示出了刀具适配器504，其中刀具适配器承载车削刀具。该车削刀具可以被封闭在固定的刀具安装座700中(见图17和图18)。车削刀具也可以插入驱动的刀具安装座中。然后，它具有切割机的功能，可以用其钻出内孔。

在图17中示意性地示出了非驱动的刀具安装座700。这里，非驱动的刀具安装座700在一端处具有方柄和根据本发明的接口。例如，可以将刀具适配器501插入根据本发明的该接口。可以借助于张紧销210将刀具适配器501连接到刀具安装座700。然后，该固定的刀具适配器700可以用作车削刀具。根据要求，可以使用其他刀具适配器，例如504(参见图16)。

图18示出了并排布置的两个固定的刀具安装座700(这里具有圆柱形柄和张紧表面)。前述的车削刀具504张紧在刀具安装座700中。借助于具有筒夹的刀具适配器500，钻头505张紧在另一个刀具安装座中。

刀具安装座700又张紧在引导件中，该引导件是瑞士式自动车床或另一机床的一部分。

图19和图20示出了如何能够实现在根据本发明的刀具适配器500的内锥体310的后端或外锥体320的后端处的正扭矩传递的两个示例。

在图19所示的示例性实施例中，多边形322形成在外锥体320的后端处。互补的多边形形成在相关的筒夹保持器300(未示出)中。因此，扭矩可以从筒夹保持器300传递到刀具适配器500-504。

在图20和图21所示的示例性实施例中，在外圆锥320的后端处形成有分布在圆周上的多个径向突起323。互补的轴向凹槽325在相关的筒夹保持器300中是可见的(见图21)。扭矩可以通过突起323和轴向凹槽325从筒夹保持器300传递到刀具适配器500-504。

图22示出了根据本发明的具有用于张紧刀具505(这里是麻花钻头)的筒夹保持器340的刀具适配器500和根据本发明的具有筒夹保持器300的主轴100的纵向截面。从该图示清楚地看出，可以通过刀具505以其圆柱形轴或多或少地被推入筒夹保持器中来将刀具505的轴向位置相对于刀具适配器500进行调整，其中刀具的。该调整过程非常精确地在机床外部进行，并且不会使机床停顿。

如果将根据本发明的具有预调刀具的这种刀具适配器500插入位于机床的工作空间中的刀具安装座的筒夹保持器300中，则这仅需要松开张紧销210，插入预调刀具适配器500并拧紧张紧销210。这非常快，并且还能够由没有资格的机器操作者无误地执行。

图23示出了如何以简单的方式确保仅将刀具适配器500-504插入筒夹保持器300中，使得刀具适配器500-504上的凹部与筒夹保持器300的张紧销210相互作用。从图23中的视图可以看出，筒夹保持器300中的凹槽221.1和221.2的宽度X，Y可以不同。相应地，这同样适用于刀具适配器500(图23中未示出)的轴环321上的凹槽223.1和223.2的宽度并且适用于根据发明的驱动器环220(图23中未示出)的形状锁定元件222.1和222.2的宽度。

如果凹槽221.1和221.2的深度V、W不同，则可以实现相同的效果。相应地，这同样适用于刀具适配器500(图23中未示出)的轴环321上的凹槽223.1和223.2的深度并且适用于根据发明的驱动器环220(图23中未示出)的形状锁定元件222.1和222.2的高度。因此，在结构上预先确定这样的位置，即在该位置中，刀具适配器可以插入到筒夹保持器中。

就制造技术而言，根据本发明的接口非常容易控制。根据本发明的接口的另一个优点可以在以下事实中看出：可以像普通筒夹一样在第一步骤中使用接口。然后用螺钉402封闭在内螺纹315中。

如果稍后需要对根据本发明的接口配备刀具适配器500、501、502、503或504，则此时可以获得并使用必要的刀具适配器500、501、502、503或504。如果最初仅使用筒夹，则根据本发明的接口因此提供最小的投资成本。同时，根据本发明的方案的“向上相容性”确保了根据本发明的刀具适配器可以在以后的时间点被购买和使用，而不必转变驱动的刀具安装座。现有技术中已知的接口没有提供这些优点。

图24和图25示出了驱动器环220的实施例，其中张紧销210还用于压开刀具适配器500-504。这是通过在驱动器环220的通孔225的内侧上设置倒角的或截头圆锥形的埋头孔318来实现的。该埋头孔318的中心优选地布置成相对于张紧销210或内螺纹315的纵向轴线略微偏移。在图24和图25中，埋头孔318的中心相对于张紧销210或内螺纹315的纵向轴线向右偏移。该偏移在图24和25中由“V”来标识。

如果要从内锥体310中移除张紧在内锥体310中的刀具适配器500-504，则在该示例性实施例中，张紧销210也从凹部317中旋转出。如果张紧销210在其已经到达偏移布置的截头圆锥形的埋头孔318之后进一步从凹部317中旋转出(见图25)，则力在轴向方向上作用在驱动器环220上(图25的左侧)。该轴向力经由形状锁定元件222传递到刀具适配器500-504的轴环321并将其从内锥体310中压出。

为了减小截头圆锥形的埋头孔318和张紧销210之间的表面压力，可以将倒角319或倒圆附接到张紧销210。

驱动器环220的通孔225还可以被设计为阶梯孔(见图7和图8)，并且两个孔直径之间的过渡部可以被设计为截头圆锥形的埋头孔318。在图中未示出该变型。它们的操作模式对应于根据图24和图25的示例性实施例的操作模式。

“V”功能取决于埋头孔318和内螺纹315或张紧销210的纵向轴线之间的偏移“V”。

可以将通孔225布置成与内螺纹315的纵向轴线同轴或与埋头孔3318同轴。在第一种情况下，由于张紧销210在通孔225中居中，因此对用户具有略微“更好”的外观。在第二种情况下，制造要更容易一些。

附图标记列表

100 主轴

101 笔直驱动刀具

102 成角度的驱动刀具

103 具有刀具保持器的用于旋转的方柄

104 具有刀具保持器的主轴或圆柄

200 刀具安装座中的刀具保持器

210 张紧销

220 具有形状锁定元件的驱动器环

221 刀具安装座中的凹槽

222 形状锁定元件

223 刀具适配器中的凹槽

224 圆柱形截面

225 通孔

230 外螺纹

300 筒夹保持器

310 筒夹保持器的内锥体

311 筒夹保持器上的平坦表面/平坦系统

312 前端

313 后端

314 圆柱形孔

315 内螺纹

316 截锥体

317 凹部

318 截头圆锥形的埋头孔

319 张紧销210上的倒角

320 刀具适配器上的外锥体

321 刀具适配器上的轴环/平坦表面

322 多边形

323 突起

325 轴向凹槽

326 凹槽

330 清孔

340 刀具适配器上的刀具保持器

400 筒夹

401 张紧螺母

402 螺塞

500 具有切削刀具保持器的刀具适配器

501 作为车削刀具的刀具适配器

502 具有集成的切削刀具的刀具适配器

503 作为密封塞的刀具适配器

504 作为钻杆刀具的刀具适配器

505 麻花钻头

600 驱动的刀具安装座

700 固定的刀具安装座

Claims (23)

1.一种在筒夹保持器(300)和刀具适配器(500-504)之间的接口，所述筒夹保持器(300)包括内锥体(310)、平坦表面(311)和用于张紧螺母(401)的外螺纹(230)，其中，所述刀具适配器(500-504)包括与所述内锥体(310)互补的外锥体(320)，并且所述筒夹保持器(300)具有用于所述刀具适配器(500-504)的紧固装置，其中，所述紧固装置独立于所述外螺纹(230)和所述张紧螺母(401)，

其特征在于，

所述紧固装置包括一个或多个径向或对角布置的内螺纹(315)和在每个内螺纹(315)中的张紧销(210)，并且在于，在所述刀具适配器(500-504)中具有与所述张紧销(210)相互作用的一个或多个凹部(317)。

2.根据权利要求1所述的接口，其特征在于，所述刀具适配器(500-504)具有轴环(321)，并且在于，所述刀具适配器(500-504)和所述筒夹保持器(300)能够以形状锁定的方式在所述平坦表面(311)和所述轴环(321)的区域中彼此连接。

3.根据权利要求2所述的接口，其特征在于，所述筒夹保持器(300)具有在所述平坦表面(311)的区域中的一个或多个凹槽(221、221.1、221.2)，在于，所述刀具适配器(500-504)具有在所述轴环(321)的区域中的一个或多个凹槽(223、223.1、223.2)，并且在于，所述接口包括驱动器环(220)，在于，所述驱动器环(220)具有至少一个形状锁定元件(222)，所述至少一个形状锁定元件(222)与在所述平坦表面(311)的区域中和在所述轴环(321)的区域中的所述凹槽(221、221.1、221.2、223、223.1、223.2)相配。

4.根据权利要求3所述的接口，其特征在于，在所述平坦表面(311)的区域中的所述凹槽(221、221.1、221.2)和在所述轴环(321)的区域中的所述凹槽(223、223.1、223.2)具有不同的尺寸、形状和/或位置。

5.根据权利要求3或4所述的接口，其特征在于，所述驱动器环(220)覆盖所述筒夹保持器(300)的所述外螺纹(230)。

6.根据权利要求3、4或5所述的接口，其特征在于，所述驱动器环(220)具有至少一个径向或倾斜的通孔(225)，并且在于，所述至少一个通孔(225)定位成使得其允许用螺丝刀接近所述张紧销(210)。

7.根据权利要求6所述的接口，其特征在于，所述通孔(225)的最小直径(D_min)如此大以至于用于拧紧和松开所述至少一个张紧销(210)的螺丝刀能够插入所述通孔(225)中，并且在于，所述通孔(225)的所述最小直径(D_min)小于所述至少一个张紧销(210)的公称直径。

8.根据权利要求6或7中的一项所述的接口，其特征在于，所述至少一个通孔(225)被设计为阶梯孔，所述阶梯孔在所述驱动器环(220)的内侧上具有比在所述驱动器环(220)的外侧上更大的直径，并且所述驱动器环(220)的内侧上的直径大于所述张紧销(210)的所述公称直径。

9.根据权利要求6至8中的一项所述的接口，其特征在于，所述至少一个通孔(225)在所述驱动器环(220)的内侧上具有倒角的、倒圆的或截头圆锥形的埋头孔(318)。

10.根据权利要求2所述的接口，其特征在于，所述筒夹保持器(300)具有在所述平坦表面(311)的区域中的一个或多个突起，并且所述刀具适配器(500-504)在所述轴环(321)的区域中具有与所述突起互补的一个或多个凹部。

11.根据权利要求2所述的接口，其特征在于，所述刀具适配器(500-504)具有在所述轴环(321)的区域中的一个或多个突起，并且所述筒夹保持器(300)在所述平坦表面(311)的区域中具有与所述突起互补的凹部。

12.根据权利要求10或11所述的接口，其特征在于，在所述平坦表面(311)的区域中的所述突起或凹部以及在所述轴环(321)的区域中的所述凹部或突起具有不同的尺寸、形状和/或位置。

13.根据前述权利要求中的一项所述的接口，其特征在于，所述刀具适配器(500-504)和所述筒夹保持器(300)能够在所述内锥体(310)的与所述平坦表面相对的端部处以形状锁定的方式彼此连接。

14.根据权利要求13所述的接口，其特征在于，所述刀具适配器(500-504)和所述筒夹保持器(300)能够通过多边形连接以形状锁定的方式彼此连接。

15.根据权利要求13所述的接口，其特征在于，形状锁定连接以爪形联接的方式被设计。

16.根据权利要求13至15中的一项所述的接口，其特征在于，在所述筒夹保持器(300)和所述轴环(321)的区域中和/或在所述内锥体(310)的与所述平坦表面(311)相对的端部处的所述形状锁定连接在构造上预先确定所述刀具适配器(500-504)和所述刀具保持器(300)的相对位置，使得所述至少一个凹部(317)和所述至少一个张紧销(210)彼此相互作用。

17.根据权利要求13至16中的一项所述的接口，其特征在于，在所述筒夹保持器(300)和所述轴环(321)的区域中的所述形状锁定连接具有比在所述内锥体(310)的与所述平坦表面(311)相对的端部处的所述形状锁定连接大的旋转游隙。

18.根据权利要求13至16中的一项所述的接口，其特征在于，在所述筒夹保持器(300)和所述轴环(321)的区域中的所述形状锁定连接具有比在所述内锥体(310)的与所述平坦表面(311)相对的端部处的所述形状锁定连接小的旋转游隙。

19.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其特征在于，所述外螺纹(230)的公称直径(D_公称)比所述内锥体(310)的最大直径(D_max)大至少1.4倍、优选大1.5至1.8倍。

20.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其特征在于，所述筒夹保持器(300)被集成在尤其用于瑞士式自动车床的驱动的刀具安装座(600)或固定的刀具安装座(700)中。

21.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其特征在于，在所述刀具适配器(500-504)的所述外锥体(320)上存在一个或多个凹槽(326)。

22.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其特征在于，所述张紧销(210)具有截头圆锥形的尖端(316)。

23.根据前述权利要求中任一项所述的接口，其特征在于，所述张紧销(210)具有尖端，所述尖端相对于所述张紧销(210)的外螺纹偏心地布置。

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