DD226492A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC TENSIONING AND LOOSENING OF TOOL CARRIER - Google Patents

DEVICE FOR AUTOMATIC TENSIONING AND LOOSENING OF TOOL CARRIER Download PDF

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DD226492A1
DD226492A1 DD26468884A DD26468884A DD226492A1 DD 226492 A1 DD226492 A1 DD 226492A1 DD 26468884 A DD26468884 A DD 26468884A DD 26468884 A DD26468884 A DD 26468884A DD 226492 A1 DD226492 A1 DD 226492A1
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DD
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push rod
tool carrier
clamping
piston
rod
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DD26468884A
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German (de)
Inventor
Eberhard Bochmann
Guenter Dietz
Klaus Engelmann
Bernhard Koch
Original Assignee
Werkzeugmasch Forschzent
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Spannen und Loesen von Werkzeugtraegern mit konischem Schaft und schraeger Einzugsflaeche am Spannknauf in einer Arbeitsspindel und Werkzeugmaschine, wobei koaxial in der Arbeitsspindel eine laengsachsverschiebbare Zugstange angeordnet ist, die mittels Formelement sowie einer koaxialen laengsachsverschiebbaren Huelse mit konzentrisch um die Zugstange angeordneten Spannhaken mit Klauenenden in Wirkverbindung steht. Das Ziel der Erfindung ist, den Bewegungsmechanismus fuer den Funktionsablauf einer Werkzeugtraegerspanneinrichtung technisch und oekonomisch zu vereinfachen bzw. zu verbessern. Es wird die Aufgabe geloest, die axiale Laengsbewegung fuer das Spannen sowie die dergleichen Verstellbewegung fuer die Sicherung gegen Aufspreizen eines Konstruktionselementes abnutzungsgemindert und ohne hoehere Reibungsverluste in einem zweckmaessigen Bewegungsablauf auszufuehren. Das Wesen der Erfindung kennzeichnet, dass die Zugstange allein die Spannbewegung ausfuehrt und die Verstellbewegung der laengsachsverschiebbaren Huelse eine in der Zugstange angeordnete Schiebestange ueber ein Formelement beeinflusst. Die Fest- und Sicherstellung der Einspannlage des Werkzeugtraegers wird dabei von einem Signalaufnehmer kontrolliert. Fig. 2The invention relates to a device for automatically tensioning and loosening of tool holders with conical shank and schraeger Einzugsflaeche the clamping knob in a work spindle and machine tool, wherein coaxially in the work spindle a longitudinally displaceable pull rod is arranged, by means of mold element and a coaxial longitudinally slidable Hülse with concentric to the pull rod arranged clamping hooks with claw ends is in operative connection. The object of the invention is to simplify and to improve the movement mechanism for the functional sequence of a tool tensioning device technically and economically. It is solved the task of performing the axial Laengsbewegung for clamping and the like adjustment for the protection against spreading of a structural element wear and without high friction losses in a convenient sequence of movements. The essence of the invention indicates that the drawbar alone carries out the tensioning movement and the adjusting movement of the longitudinally displaceable sleeve influences a push rod arranged in the drawbar via a shaped element. The securing and securing of the clamping position of the tool carrier is controlled by a signal sensor. Fig. 2

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen von WerkzeugträgernDevice for automatic clamping and releasing of tool carriers

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen· von Werkzeugträgern mit konischem Schaft und schräger Einzugsfläche am "Spannknauf, in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere zum automatischen Spannen und Lösen derselben aus der bzw. in die Bereitstellungslage eines Werkzeugwechslers, wobei koaxial der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine längsachsverschiebbar eine Zugstange angeordnet ist, die mittels Formelement sowie einer koaxialen längsverschiebbaren Hülse mit konzentrisch um die Zugstange angeordneten Spannhaken mit Klauenenden in Wirkverbindung steht und vorzugsweise durch ein Tellerfedernpaket zugbetätigt die Werkzeugträger in der Arbeitsspindel spannt und festhält.The invention relates to a device for automatically tensioning and loosening · tool carriers with conical shank and oblique feed surface on the "clamping knob, in a work spindle of a machine tool, in particular for automatically tensioning and releasing same from or into the provision position of a tool changer, wherein the work spindle is coaxial the machine tool längsachsverschiebbar a pull rod is arranged, which is in operative connection by means of a molded element and a coaxial longitudinally displaceable sleeve with concentrically arranged around the tie rod clamping hook with jaw ends and preferably zugbetätigt by a Belleville washer clamps the tool carrier in the work spindle and holds.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Eine Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen von Werkzeugträgern mit konischem Schaft und schräger Einzugsfläche am Spannknauf in einer Arbeitsspindel einer Werkzeug-A device for automatically tensioning and releasing tool carriers with conical shank and oblique feed surface on the clamping knob in a work spindle of a tool

nn luv Ad ο / *, j γ α μ.J r*nn luv Ad ο / *, j γ α μ.J r *

maschine ist nach DD WP B 23 Q/254 732 3 vom 12„ 09„ 83 vorgeschlagen und bekannte Entsprechend der Zielstellung dieser Einrichtung, ihre Anwendbarkeit für Werkzeugträger mit schräger Einzugsfläche am Spannknauf zu ermöglichen und ein Aufspreizen der Spannhaken an den Klauenenden durch schräg zur Arbeitsspindelachse gerichtete Kräfte zu vermeiden, ist erfindungsgemäß die Zugstange der Einrichtung an ihrem dem Werkzeugträger abgewandten Ende mit einem Drehantrieb verbunden, am Vorderteil der Zugstange eine schraubenlinienförmige Umfangsnut eingearbeitet, in die ein Formelement eingreift, das in einer Hülse befestigt ist, die wiederum mit ihrem Vorderteil die geschlossenen Spannhaken an den Klauenenden formschlüssig umgreift. Die Hülse ist dabei in einer festen Lagerbuchse angeordnet, die eine längsachsp.arallele Aussparung aufweist, in die das Formelement ragt«Machine is proposed according to DD WP B 23 Q / 254 732 3 of 12 "09" 83 and known According to the objective of this device to allow their applicability for tool carrier with oblique feed surface on the clamping knob and spreading the clamping hooks on the jaw ends by oblique to the work spindle axis directed forces to avoid, according to the invention the drawbar of the device at its end facing away from the tool carrier with a rotary drive, incorporated on the front part of the drawbar a helical circumferential groove in which engages a form element which is fixed in a sleeve, in turn, with its front part closed clamping hook on the jaw ends positively engages around. The sleeve is arranged in a solid bearing bush, which has a längsachsp.arallele recess into which protrudes the mold element «

Mit diesem so vorhandenen Schraubtrieb zwischen der Zugstange und der Hülse ist diese Hülse zum Freigeben der Spannklauen der Spannhaken längsaxial verstellbare Um ein Mitdrehen des Drehantriebes der Zugstange an dem dem Werkzeugträger abgewand« ten Ende der Zugstange auszuschließen, ist die Zugstange zwischen der schraubenlinienförmigen Umfangsnut und dem Drehantrieb kuppelbar ausgeführt und diese kuppelbaren Enden der Zugstange jeweils mit einer Stirnverzahnung ausgerüstet, drehfest verbindbar. Für das Kuppeln und zugleich Zusammendrücken des Tellerfedernpaketes der Zugstange beim Stellen der Hülse ist achsfluchtend zum Drehantrieb am Zugstangenende noch eine Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet« Die Drehbeweglichkeit der Zugstange in bezug zum Tellerfedernpaket unterstützen Axiallager als Auflagerungen der Tellerfederne Die Durchführung einer Drehbewegung an der zur Zugentlastung entgegen dem Tellerfedernpaket unter Druck sich befindenden Zugstange ist nachteilige Höhere Abnutzung gegenüber den der Zugstange anliegenden Konstruktionselementen ist die Folge und ein Drehantrieb mit größerem Drehmoment ist erforderlich, um die höhere Reibung in den Lagerstellen zu überwinden«With this existing screw drive between the pull rod and the sleeve, this sleeve for releasing the clamping jaws of the clamping hook longitudinal axial adjustable To prevent turning of the rotary drive of the drawbar on the tool carrier abgewandten end of the tie rod is the drawbar between the helical circumferential groove and the Rotary drive designed detachable and equipped these detachable ends of the pull rod each with a spur gear, rotatably connected. For the coupling and at the same time compressing the disc spring assembly of the pull rod when placing the sleeve achsfluchtend the rotary drive at Zugstangenende still arranged a piston-cylinder unit «The rotational mobility of the drawbar with respect to the disc spring support axial bearing as Auflagerungen the disc springs e The implementation of a rotational movement of the To Zugentlastung against the disc spring package under pressure tie rod is disadvantageous Higher wear compared to the tension rod adjacent construction elements is the result and a rotary drive with greater torque is required to overcome the higher friction in the bearings «

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, den für den Funktionsablauf in der Werkzeugträgerspanneinrichtung erforderlichen Bewegungsmechanismus in technischer und ökonomischer Hinsicht zu vereinfachen bzw. zu verbessern.The object of the invention is to simplify and improve the required for the operation sequence in the tool carrier clamping device movement mechanism in technical and economic terms.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Ursache für die unter der Charakteristik der bekannten Lösung einer Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen von Werkzeugträgern nach DD WP B 23 Q/254 732 3 genannten Mangel ist begründet in der Zuordnung einer axialen Längsbewegung sowie auch einer dergleichen Drehschwenkbewegung als ein doppelt funktioneller Bewegungsablauf eines bedeutenden Konstruktionselementes, der Zugstange dieser Einrichtung. Der Erfindung liegt damit die Aufgäbe zugrunde, eine solche Einrichtung erfinderisch so weiterzuentwickeln, damit die axiale Längsbewegung für das Spannen sowie die dergleichen Verstellbewegung für die Sicherung gegen das Aufspreizen als doppelt funktioneller Bewegungsablauf eines wesentlichen Konstruktionselementes in einem zweckmäßigen Bewegungsmechanismus abnutzungsgemindert und ohne Verluste durch höhere Reibung in den Lagerstellen auszuführen ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Aufbau und in der Funktion angelehnt an die vorgenannte Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen von Werkzeugträgern, die Zugstange an ihrem dem Werkzeugträger abgewandten und mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit verbundenen Ende hohlzylinderförmig gestaltet ist, in diesem Freiraum, von der Zugstange umfaßt und axial geführt eine Schiebestange angeordnet ist, in die durch eine achsparallele Ausnehmung in der Zugstange hindurch das Formelement eingreift, das in der Hülse befestigt ist, und die Hülse mit ihrem Vorderteil die Spannhaken an den Klauenenden formschlüssig umgreift.The technical reason for the mentioned under the characteristic of the known solution of a device for automatic clamping and releasing tool carriers according to DD WP B 23 Q / 254 732 3 deficiency is due to the assignment of an axial longitudinal movement as well as a similar rotary pivoting movement as a dual functional movement a significant construction element, the drawbar of this device. The invention is thus based on the Aufgäbe to develop such an inventive device so that the axial longitudinal movement for clamping and the like adjustment for securing against spreading as a dual functional movement of a major design element in a convenient movement mechanism wear and without losses due to higher friction is to be executed in the bearings. According to the invention this object is achieved in that the construction and in the function based on the aforementioned device for automatically clamping and releasing tool carriers, the pull rod is designed to be hollow cylindrical at its end facing away from the tool carrier and connected to a hydraulic piston-cylinder unit, in this space, covered by the tie rod and axially guided a push rod is arranged, engages in the through an axially parallel recess in the tie rod through the mold element which is fixed in the sleeve, and the sleeve with its front part, the clamping hooks on the jaw ends positively engages around.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kennzeichnet dabei, daß in .einer ersten Ausführung derselben die Schiebestange mit einem Drehschwenkantrieb verbunden ist und am Vorderteil der Schiebestange eine schraubenlinienförmige Umfangsnut eingearbeitet ist, die das Formelement eingreift^ Weiteres der Drehschwenkantrieb an dem dem Werkzeugträger abgewandten Ende der Schiebestange als ein hydraulischer Drehschwenkkolben gestaltet ist;The device according to the invention is characterized in that in .einer first embodiment, the push rod is connected to a rotary pivot drive and the front part of the push rod a helical circumferential groove is incorporated, which engages the mold element ^ Further, the rotary pivot drive at the end remote from the tool carrier end of the push rod as a hydraulic Turning pivot piston is designed;

Außerdem die Schiebestange sowie die Zugstange gemeinsam achsfluchtend trennbar ausgeführt sind, die Schiebestange dabei zwischen der am Vorderteil der Schiebestange eingearbeiteten Umfangsnut und dem an dem dem Werkzeugträger abgewandten Ende angeordneten Drehschwenkantrieb getrennt, und die Zugstange zwischen desgleichen und dem in bezug zum Werkzeugträger abgewandten Ende der Zugstange angeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit;In addition, the push rod and the pull rod are designed to be axially aligned separable, the push rod between the front part of the sliding rod incorporated circumferential groove and arranged at the end remote from the tool carrier pivot pivot drive disconnected, and the drawbar between the same and with respect to the tool carrier end facing the tie rod arranged hydraulic piston-cylinder unit;

Im Zusammenhang damit die trennbaren Ende der Schiebestange mittels je einer Planverzahnung, vorzugsweise je einem Planverzahnungsring verbindbar sind;In connection therewith, the separable end of the push rod can be connected by means of one respective face toothing, preferably one face gear ring each;

Hierzu der, die schraubenförmige Umfangsnut tragende Teil der Schiebestange aus einem verschleißärmeren Werkstoff besteht, als die Schiebestange selbst sowie die Zugstange; Ausgewählt der Drehschwenkantrieb der Schiebestange, als hydraulischer Drehschwenkkolben ausgeführt, konzentrisch im · Schubkolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit der Zugstange angeordnet ist;For this purpose, the screw-shaped circumferential groove-bearing part of the push rod is made of a material with lower wear, as the push rod itself and the pull rod; Selected the rotary pivot drive of the push rod, designed as a hydraulic rotary pivot piston, concentrically arranged in the thrust piston of the hydraulic piston-cylinder unit of the pull rod;

Letztlich an dem Drehschwenkantrieb als Signalaufnehmer zur Fest- und Sicherstellung der Einspannlage des Werkzeugträgers gegenüber der Arbeitsspindel, ein Endlagenanzeiger angeordnet und befestigt ist0 Finally, arranged on the rotary swivel drive as a signal pickup for securing and securing the chucking position of the tool carrier relative to the work spindle, an end position indicator and is fixed 0

In einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung kennzeichnet dieselbe, daß dabei die Schiebestange mit einem Schubantrieb verbunden ist und am Vorderteil der Schiebestange eine Ausnehmung eingearbeitet ist, in die das Formelement eingreift;In another embodiment of the device according to the invention the same indicates that while the push rod is connected to a linear actuator and at the front part of the push rod a recess is incorporated, in which engages the mold element;

Weiteres der Schubantrieb an dem dem Werkzeugträger abgewandten Ende der Schiebestange als hydraulischer Schubkolben gestaltet ist;Further, the thrust drive is designed on the end remote from the tool carrier end of the push rod as a hydraulic thrust piston;

Außerdem die Schiebestange sowie die Zugstange gemeinsam achsfluchtend trennbar ausgeführt sind, die Schiebestange dabei zwischen der am Vorderteil der Schiebestange eingearbeiteten Ausnehmung und dem an dem dem Werkzeugträger abgewandten Ende der Schiebestange angeordneten Schubantrieb getrennt, und die Zugstange desgleichen und dem in bezug zum Werkzeugträger abgewandten Ende der Zugstange angeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit;In addition, the push rod and the pull rod are designed to be axially aligned separable, the push rod thereby separated between the front of the sliding rod recess and the end remote from the tool carrier end of the push rod shear drive, and the pull rod likewise and with respect to the tool carrier end facing away from Drawbar arranged hydraulic piston-cylinder unit;

Im Zusammenhang damit die Schiebestange in Wirkverbindung mit dem Formelement mittels eines Federelementes, das zwischen der Zugstange und der Hülse angeordnet ist, an den Schubantrieb rückstellbar gestaltet ist;In connection therewith, the push bar is designed to be recoverable in operative connection with the mold element by means of a spring element which is arranged between the pull rod and the sleeve, to the push drive;

Ausgewählt der Schubantrieb der Schiebestange als ein hydraulischer Schubkolben konzentrisch im Schubkolben der hydraulischen Kolben-Zylindereinheit der Zugstange angeordnet ist; Letztlich an dem von dem Schubantrieb trennbaren Ende der Schiebestange ein Annäherungselement und mit der Kolben-Zylinder-Einheit fest verbunden mindestens ein Näherungsinitiator angeordnet sind als Signalaufnehmer zur Fest- und Sicherstellung der Einspannlage des Werkzeugträgers gegenüber der Arbeitsspindel«Selected the thrust drive of the push rod as a hydraulic thrust piston is arranged concentrically in the thrust piston of the hydraulic piston-cylinder unit of the pull rod; Finally, at the separable from the thrust actuator end of the push rod an approaching element and the piston-cylinder unit firmly connected at least one proximity sensor are arranged as a signal sensor for securing and securing the chucking position of the tool carrier relative to the work spindle «

Vorteile·der erfindungsgemäßen Einrichtung sind es, daß die längsaxiale Verstellbewegung der Hülse für das gesicherte Halten von Werkzeugträgern mit schräger Einzugsfläche am Spannknauf in bezug zu den Klauenenden der Spannhaken in Spannstellung der Einrichtung ohne eine Zweitbewegung des wesentlichen Konstruktionselementes Zugstange von dieser selbst durchzuführen ist, nachdem diese zur Zugentlastung von der Wirkung des Spannelementes Tellerfedernpaket von der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit im Gegendruck gehalten ist· Weiteres daß der längsaxialen Verstellbewegung der Hülse in einer ersten Ausführung der Einrichtung ein Drehschwenktrieb und in einer anderen Ausführung auch ein Schubtrieb zu GrundeAdvantages · the device according to the invention are that the longitudinal axial adjustment of the sleeve for the secure holding of tool carriers with oblique feed surface on the clamping knob with respect to the jaw ends of the clamping hooks in clamping position of the device without a secondary movement of the essential construction element pull rod is carried out by itself after This is held by the hydraulic piston-cylinder unit in the counter-pressure to the strain relief of the action of the clamping element Belleville spring packet · Further that the longitudinal axial adjustment of the sleeve in a first embodiment of the device is a rotary swivel drive and in another embodiment, a thrust drive basis

gelegt werden kann. Die Lösekraft für das Freigeben der Werkzeugträger ist in beiden Fällen minimiert.can be placed. The release force for releasing the tool carrier is minimized in both cases.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles in zwei Ausführungsformen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment in two embodiments. In the accompanying drawings show:

Fig. l: den Längsaxialschnitt einer erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung in Spannstellung in einer ersten AusführungsformFig. L: the longitudinal axial section of a tool carrier clamping device according to the invention in the clamping position in a first embodiment

Fig. 2: den Längsaxialschnitt der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung nach Fig. 1 in Bereitschaftsstellung zum Spannen des Werkzeugträgers mit schräger Einzugsfläche am SpannknaufFig. 2: the longitudinal axial section of the tool carrier clamping device according to the invention according to FIG. 1 in the ready position for clamping the tool carrier with an oblique feed surface on the clamping knob

Figö 3: den Längsaxialschnitt der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung entsprechend Fig, 1 jedoch in einer anderen AusführungsformFig ö 3: the longitudinal axial section of the tool carrier clamping device according to the invention according to FIG, 1 but in another embodiment

Fig. 4: den Längsaxialschnitt der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung entsprechend Fig„ 3 in anderer Ausführungsform als nach Fig. 1, in Bereitschaftsstellung zum Spannen des Werkzeugträgers wie nach Fig. 2FIG. 4 shows the longitudinal axial section of the tool carrier clamping device according to the invention corresponding to FIG. 3 in a different embodiment from FIG. 1, in the ready position for clamping the tool carrier as in FIG. 2

Fig. 5: den Längsachsschnitt des Signalaufnehmers der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung in der Ausführungsform nach Fig. 3 bzw» 45 shows the longitudinal axis section of the signal receiver of the tool carrier clamping device according to the invention in the embodiment according to FIG. 3 or »4

In einer Arbeitsspindel 1 einer Werkzeugmaschine ist nach Fig. 1 ein Werkzeugträger 2 mit konischem Schaft und schräger Einzugsfläche am Spannknauf in einer entsprechenden längsaxialen Ausnehmung angeordnet. An diese Ausnehmung schließt sich achsfluchtend eine zylindrische Bohrung an, in der koaxial eine Zugstange 3 längsachsverschiebbar gelagert ist. Die Zugstange 3 weist an dem dem Werkzeugträger 2 zugewandten Ende, konzentrisch um die Zugstange 3 angeordnet, Spannhaken mit an dem einen Ende derselben gestalteten Spannklauen 7 auf,In a work spindle 1 of a machine tool according to Fig. 1, a tool carrier 2 is arranged with a conical shank and oblique feed surface on the clamping knob in a corresponding longitudinal axial recess. At this recess is followed by achsfluchtend a cylindrical bore in which a coaxial pull-rod 3 is mounted längsachsverschiebbar. The pull rod 3 has, at the end facing the tool carrier 2, concentrically arranged around the pull rod 3, clamping hooks with at one end thereof designed clamping jaws 7,

die mit ihrer schrägen Einzugsfläche den Spannknauf an seiner schrägen Einzugsfläche zum Spannen des Werkzeugträgers 2 hintergreifen. An dem dem Werkzeugträger 2 abgewandten und mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 17 verbindbaren Ende ist die Zugstange 3 hohlzylindrisch gestaltet und umfaßt in diesem Freiraum axial geführt eine Schiebestahge 3,1, die längsachsfluchtend dazu einen hydraulischen Drehschwenkantrieb 15 angeordnet hat, der mittels Planverzahnungsringe 16 an die Schiebestange 3O1 koppelbar und mit dieser drehfest verbindbar ist· An dem dem Werkzeugträger 2 zugewandten Ende ist in die Schiebestange 3O1 eine schraubenlinienförmige Nut 10 eingearbeitet in die durch ein achsparalleles Langloch 14 in der Zugstange 3 hindurch ein Formelement 11, hier ein Zylinderstxft, ragt, der in einer längsachsverschiebbaren koaxial angeordneten Hülse 12 befestigt ist. Die Hülse 12 umgreift mit ihrem Vorderteil alle geschlossenen Spannhaken 6 an ihren Spannklauen 7 formschlüssig. 'with their oblique feed surface engage behind the clamping knob on its oblique feed surface for clamping the tool carrier 2. At the tool carrier 2 facing away from and connectable to a piston-cylinder unit 17, the pull rod 3 is designed as a hollow cylinder and comprises in this space axially guided a push rod 3.1, the längsachsfluchtend has arranged a hydraulic rotary swivel drive 15 by means of Planverzahnungsringe 16th to the shift rod 3 O 1 can be coupled and rotationally fixed connectable · on the tool support 2 facing the end of a helical groove in the push rod 3 O 1 10 incorporated into the axis-parallel through a long hole 14 in the pulling rod 3 through a forming element 11, here a Zylinderstxft projects, which is fixed in a längsachsverschiebbaren coaxially arranged sleeve 12. The sleeve 12 engages with its front part all closed clamping hooks 6 on their clamping jaws 7 positively. '

Nach Fig, 2 ist der Werkzeugträger 2 aus der längsaxialen Ausnehmung der Arbeitsspindel 1 gelöst, dabei die Schiebestange 3,1 durch die Planverzahnungsringe 16 mit dem Drehschwenkantrieb 15, hier einem hydraulischen Drehschwenkkolben, verbunden, die Zugstange 3 durch den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 17 nach dem dem Werkzeugträger zugewandten Ende der Zugstange 3 hin vorgeschoben, und in Wirkverbindung mit der mittels des Schraubtriebes längsachsvorgeschobenen Hülse 12 die Spannhaken 6 an den Klauenenden 7 koaxial geöffnet. Nach Fig. 3 bzw. 4 ist in einer anderen Ausführungsform der Werkzeugträgerspanneinrichtung die Schiebestange 3,1 längsachsfluchtend dazu mit einem Schubantrieb 15.1, hier ein Schubkolben, der koaxial im Schubkolben der Kolben-Zylxnder-Einheit 17 gelagert ist, verbindbar angeordnet. An dem dem Werkzeugträger 2 zugewandten Ende ist in die Schiebestange 3,1 eine Ausnehmung 10,1 eingearbeitet, in die durch achsparallele Langlöcher 14 in der Zugstange 3 hindurch ein Formelement 11, hier ein Zylinderstift, ragt, der in der längsachsverschiebbaren koaxial angeordneten Hülse 12 befestigt ist.2, the tool carrier 2 is released from the longitudinal axial recess of the work spindle 1, while the push rod 3.1 by the Planverzahnungsringe 16 with the rotary pivot drive 15, here a hydraulic rotary pivot piston connected, the pull rod 3 by the piston of the piston-cylinder Unit 17 advanced after the tool carrier facing the end of the pull rod 3 down, and in operative connection with the längsachsvorgeschobenen by means of the screw drive sleeve 12, the clamping hooks 6 coaxial to the jaw ends 7. According to Fig. 3 and 4, in another embodiment of the tool carrier clamping device, the push rod 3.1 längsachsfluchtend thereto with a shear drive 15.1, here a thrust piston, which is coaxially mounted in the thrust piston of the piston-cylinder unit 17, arranged connectable. At the end facing the tool carrier 2 a recess 10,1 is incorporated into the push rod 3.1, into which through axial parallel slots 14 in the pull rod 3 through a mold element 11, here a cylindrical pin projects, in the längsachsverschiebbaren coaxially arranged sleeve 12th is attached.

Abgestützt ist diese Hülse 12 mittels eines Federelementes 16.1, hier einer Druckfederwendel an der Zugstange 3 in einem Freiraum, der zwischen der Zugstange 3. und der Hülse 12 angeordnet ist.Supported this sleeve 12 by means of a spring element 16.1, here a compression spring coil on the pull rod 3 in a free space which is arranged between the tie rod 3rd and the sleeve 12.

Nicht dargestellt auf den Zeichnungen, sind die jeweils zur Fest- und Sicherstellung der Einspanhlage des WerkzeugträgersNot shown on the drawings, each for securing and ensuring the Einspanhlage the tool carrier

2 gegenüber der Arbeitsspindel 1 vorhandenen Signalaufnehmer. Bei der Ausführungsform der Werkzeugträgerspanneinrichtung nach Fige l bzw. 2 ist es ein Endlagenanzeiger 18, vorzugsweise ein Näherungsinitiator, der in Wirkverbindung mit dem Drehschwenkantrieb 15 an der Einrichtung angeordnet und befestigt ist.2 with respect to the work spindle 1 existing signal sensor. In the embodiment of the tool holder clamping device according to FIG e l and 2, there is a Endlagenanzeiger 18, preferably a proximity switch which is arranged in operative connection with the rotary drive pivot 15 at the device and fixed.

Bei der Ausführungsform derselben nach Fig. 3 bzw. 4 ist nach Figo 5 als Beispiel dargestellt, daß an dem vom Schubantrieb 15.1 trennbaren Ende der Schiebestange 3.1 ein Annäherungselement 19 angeordnet und fest verbunden mit der Kolben-Zylinder-Einheit 17 mindestens ein Näherungsinitiator 20 vorhanden ist.In the embodiment of the same according to Fig. 3 and 4 o 5 is shown as an example that at the separable from the thrust actuator 15.1 end of the push rod 3.1 an approaching element 19 and fixedly connected to the piston-cylinder unit 17 at least one proximity sensor 20th is available.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung in der Ausführungsform nach Figo ι bzw. 2 ist wie folgt:The operation of the tool holder clamping device according to the invention in the embodiment of FIG o ι and 2 is as follows:

Als Ausgangsstellung wird die Bereitschaftsstellung der Einrichtung zum Spannen nach Fig. 2 angenommen und der Werkzeugwechsler hat den Werkzeugträger 2 mit konischem Schaft und schräger Einzugsfläche am Spannknauf in die entsprechende Ausnehmung in der Arbeitsspindel 1 der Werkzeugmaschine gebracht und hält denselben bis zum Spannen fest. Die Zugstange2, and the tool changer has brought the tool carrier 2 with conical shank and oblique feed surface on the clamping knob in the corresponding recess in the work spindle 1 of the machine tool and holds the same until tightening. The drawbar

3 ist vom Kolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 17 vorgeschoben zur Zugentlastung der Zugstange 3 gegenüber einem nicht näher bezeichneten Tellerfedernpaket und die Spannhaken 6 sind mit den Klauenenden 7 geöffnet. Gemäß einem Steuerbefehl bewegt der hydraulische Drehschwenktrieb 15 die Schiebestange 3.1 um ihre Längsachse, das Formelement 11, der Zylinderstift folgt der schraubenförmigen Nut 10 und verschiebt die Hülse 12 längsachsparallel geführt durch das achsparallele Langloch 14 der Zugstange 3 hindurch in Richtung der Klauenenden 7 der Spannhaken 6.3 is advanced from the piston of the hydraulic piston-cylinder unit 17 to the strain relief of the drawbar 3 against an unspecified cup spring package and the clamping hooks 6 are opened with the jaw ends 7. According to a control command, the hydraulic rotary pivot drive 15 moves the push rod 3.1 about its longitudinal axis, the mold element 11, the cylinder pin follows the helical groove 10 and moves the sleeve 12 längsachsparallel guided by the axially parallel slot 14 of the pull rod 3 in the direction of the jaw ends 7 of the clamping hook. 6 ,

Die Spannhaken 6 schließen sich und die Klauenenden 7 derselben sind formschlüssig von dem vorderen Ende der Hülse umfaßt. Gemäß einem weiteren Steuerbefehl wird die Kolben-Zylinder-Einheit 17 entsprechend beaufschlagt, trennt sich längsachsfluchtend von der Zugstange 3 und entkuppelt zugleich den Drehschwenkantrieb 15 von der Schiebestange 3.1, dabei zieht das nicht näher dargestellte Tellerfedernpaket den Werkzeugträger 2 mit der erforderlichen vom Tellerfedernpaket aufzubringenden Spannkraft in die Arbeitsspindel 1 ein. Der Signalaufnehmer, der Endlagenanzeiger 18 signalisiert die Endstellung des Drehschwenkantriebes 15 in bezug zur Spannstellung der Hülse 12 und davon abgeleitet die Einspannlage des Werkzeugträgers 2·The clamping hooks 6 close and the jaw ends 7 thereof are positively encompassed by the front end of the sleeve. According to another control command, the piston-cylinder unit 17 is acted upon accordingly, separates the longitudinal axis of the pull rod 3 and simultaneously disengages the rotary pivot drive 15 of the push rod 3.1, while the disc spring package not shown pulls the tool carrier 2 with the required applied by the disc spring package clamping force in the work spindle 1 a. The signal sensor, the end position indicator 18 signals the end position of the rotary pivot drive 15 with respect to the clamping position of the sleeve 12 and derived therefrom the clamping position of the tool carrier 2 ·

Bei richtiger Entsprechung durch das abgegebene Signal wird der Prozeßverlauf eingeleitet bzw«, fortgesetzt« Der Bewegungsablauf für das Lösen des Werkzeugträgers 2 läuft in umgekehrt analoger Folge ab.With correct correspondence by the signal output, the process is initiated or "continued" The sequence of movements for the release of the tool carrier 2 runs in reverse analogous sequence.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinrichtung in der Ausführungsform nach Fig. 3 bzw. 4 entspricht in der Folge dergleichen wie nach Fig. 1 bzw, 2 mit den Änderungen, die sich aus den konstruktiven technischen Details ergeben. Dabei wird gemäß einem Steuerbefehl ein hydraulischer Schubantrieb 15.1 beaufschlagt und bewegt in erster Phase der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugträgerspanneinheit die Schiebestange 3,1 und in direkter Wirkverbindung damit das Formelement 11, den Zylinderstift, sowie die Hülse 12 in längsachsparalleler Bewegung in Richtung zu den Klauenenden 7 der Spannhaken 6 hin. Durch einem weiteren Steuerbefehl gemäß Ablauf entsprechend der ersteren Ausführungsform wird auch die Kolben-Zylinder-Einheit 17 beaufschlagt, dabei trennen sich sowohl die Zugstange 3 von der Kolben-Zylinder-Einheit 17 als auch die Schiebestange 3„1 von dem Schubantrieb 15.1 und das Tellerfedernpaket spannt den Werkzeugträger 2 in die Arbeitsspindel 1 hinein. Die Spannstellung der Hülse 12 wird hier über ein Annäherungselement 19, angeordnet an der Schiebestange 3.1, und einem mit der Kolben-Zylinder-Einheit 17 fest verbundenen Näherungsinitiator 20 signalaufgenommen.The mode of operation of the tool carrier clamping device according to the invention in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 corresponds in the sequence to the same as according to FIGS. 1 and 2 with the changes resulting from the structural technical details. In this case, according to a control command, a hydraulic linear actuator 15.1 is acted upon and moved in the first phase of the operation of the tool carrier clamping unit according to the invention, the push rod 3.1 and in direct operative connection therewith the mold element 11, the cylinder pin, and the sleeve 12 in längsachsparalleler movement in the direction of the jaw ends. 7 the tension hook 6 out. By a further control command according to the procedure according to the first embodiment, the piston-cylinder unit 17 is acted upon, both separate the drawbar 3 of the piston-cylinder unit 17 and the push rod 3 "1 of the thrust drive 15.1 and the disc spring package clamps the tool carrier 2 into the work spindle 1. The clamping position of the sleeve 12 is here signaled via an approach element 19, arranged on the push rod 3.1, and a fixedly connected to the piston-cylinder unit 17 proximity sensor 20.

Da die Zugstange 3 sowie die Schiebestange 3d von der Kolben-Zylinder-Einheit 17 respo vom Drehschwenkantrieb 15 bzw. Schubantrieb 15el voneinander getrennt werden, drehen sich die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 17 und der Drehschwenkantrieb 15 bzw, der Schubantrieb 15el beim Bearbeitungsprozeß durch die Werkzeugmaschine mit der Arbeitsspindel nicht mitoSince the pull rod 3 and the push rod 3d are separated from the piston-cylinder unit 17 respo from the rotary pivot drive 15 or shear drive 15 e l, the hydraulic piston-cylinder unit 17 and the rotary pivot drive 15 and 15, the thrust drive rotate e l in the machining process by the machine tool with the work spindle not mito

Claims (8)

Erfindungsanspruchinvention claim 1. Einrichtung zum automatischen Spannen und Lösen von Werkzeugträgern mit konischem Schaft und schräger Einzugsfläche am Spannknauf in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, wobei koaxial in der Arbeitsspindel eine längsverschiebbare Zugstange angeordnet ist, die mittels Formelement sowie einer koaxialen längsverschiebbaren Hülse mit konzentrisch um die Zugstange angeordneten Spannhaken mit Klauenenden in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,1. A device for automatically clamping and releasing tool carriers with conical shank and oblique feed surface on the clamping knob in a work spindle of a machine tool, wherein a longitudinally displaceable drawbar is arranged coaxially in the work spindle, by means of mold element and a coaxial longitudinally displaceable sleeve with concentrically arranged around the tie rod clamping hook are in operative connection with claw ends, characterized daß die Zugstange (3) an ihrem dem Werkzeugträger (2) abgewandten und mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (17) verbindbaren Ende hohlzylinderförmig gestaltet ist, in diesem Freiraum, von der Zugstange (3) umfaßt und axial geführt eine Schiebestange (3el) angeordnet ist, in die durch eine achsparallele Ausnehmung'(14) in der Zugstange (3) hindurch das Formelement (11) eingreift, das in der Hülse (12) befestigt ist, und die Hülse (12) mit ihrem Vorderteil die geschlossenen Spannhaken (6) an den Klauenenden (7) formschlüssig umgreiftethat the pull rod (3) at its the tool carrier (2) facing away and with a hydraulic piston-cylinder unit (17) connectable end is designed as a hollow cylinder, in this space, of the tie rod (3) and axially guided a push rod (3 e l) is arranged, in which by an axially parallel recess' (14) in the drawbar (3) through the mold element (11) engages, which is fixed in the sleeve (12), and the sleeve (12) with its front part the closed clamping hooks (6) on the jaw ends (7) positively embraced 2. Einrichtung nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,2. device according to point 1,
characterized, daß in einer ersten Ausführung der Einrichtung die Schiebestange (2.1) mit einem Drehschwenkantrieb (15) verbunden ist und am Vorderteil der Schiebestange (3el) eine schraubenlinienförmige Umfangsnut (10) eingearbeitet ist, in die das Formelement (11) eingreift«that in a first embodiment of the device, the push rod (2.1) is connected to a rotary pivot drive (15) and on the front part of the push rod (3 e l) a helical circumferential groove (10) is incorporated, in which the mold element (11) engages. 3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,3. device according to point 1 and 2,
characterized, daß der Drehschwenkantrieb an dem dem Werkzeugträger (2) abgewandten Ende der Schiebestange (3.1) als ein hydraulischer Drehschwenkkolben gestaltet ist«that the rotary pivot drive on the end of the push rod (3.1) facing away from the tool carrier (2) is designed as a hydraulic rotary pivot piston « 4β Einrichtung nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,4β device according to point 1,
characterized, daß die Schiebestange (3.1) sowie die Zugstange (3) gemeinsam achsfluchtend trennbar ausgeführt sind, die Schiebestange (3O1) dabei zwischen der am Vorderteil der Schiebestange (3el) eingearbeiteten Umfangsnut (10) und dem an dem dem Werkzeugträger (2) abgewandten Ende angeordneten Drehschwenkantrieb (15) getrennt, und die Zugstange (3) zwischen desgleichen und dem in bezug zum Werkzeugträger (2) abgewandten Ende der Zugstange (3) angeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (17).that the push rod (3.1) and the tie rod (3) are designed to be separated axially aligned, the push rod (3 O 1) between the at the front of the push rod (3 e l) incorporated circumferential groove (10) and on which the tool carrier (2 ) turned away end arranged rotary pivot drive (15), and the pull rod (3) between the same and with respect to the tool carrier (2) facing away from the pull rod (3) arranged hydraulic piston-cylinder unit (17). 5. Einrichtung nach Punkt 1 und 4,
dadurch gekennzeichnet,5. device according to item 1 and 4,
characterized, daß die trennbaren Enden der Schiebestange (3.1) mittels je einer Planverzahnung, vorzugsweise je einem Planverzahnungsring (16) kuppelbar und drehfest verbindbar sind.that the separable ends of the push rod (3.1) by means of a respective planer toothing, preferably each a face gear ring (16) can be coupled and rotatably connected. 6· Einrichtung nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,6 · device according to point 1,
characterized, daß der, die schraubennutförmige Umfangsnut (10) tregende Teil der Schiebestange (3.1) aus einem verschleißärmeren Werkstoff besteht, als die Schiebestange (3„1) selbst sowie die Zugstange (3)e that the, the helical groove-shaped circumferential groove (10) tregende part of the push rod (3.1) consists of a low-wear material, as the push rod (3 "1) itself and the pull rod (3) e 7e Einrichtung nach Punkt Ij 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,7 e device according to point Ij 2 and 3, characterized daß der Drehschwenkantrieb (15) der Schiebestange (3al) als hydraulischer Drehschwenkkolben ausgeführt, konzentrisch im Schubkolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (17) der Zugstange (3) angeordnet ist,that the rotary pivot drive (15) of the push rod (3 a l) designed as a hydraulic rotary pivot piston, concentrically in the thrust piston of the hydraulic piston-cylinder unit (17) of the drawbar (3) is arranged, 8. Einrichtung nach Punkt 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,8. establishment according to items 1 and 2,
characterized, daß an dem Drehschwenkantrieb (15) als Signalaufnehmer zur Fest- und Sicherstellung der Einspannlage des Werkzeugträgers (2) gegenüber der Arbeitsspindel (1), ein Endlagenanzeiger (18) angeordnet und befestigt ist«,in that a limit position indicator (18) is arranged and fastened to the rotary pivot drive (15) as signal receiver for securing and securing the clamping position of the tool carrier (2) relative to the work spindle (1), 9, Einrichtung nach Punkt dadurch gekennzeichnet, daß in einer weiteren Ausführung der Einrichtung die Schiebestange (3.1) mit einem Schubantrieb (Ι5β1) verbunden ist und am Vorderteil der Schiebestange (3,1) eine Ausnehmung (10ol) eingearbeitet ist, in die das Formelement (11) eingreift. 9, device according to point characterized in that in a further embodiment of the device, the push rod (3.1) with a linear actuator (Ι5 β 1) is connected and at the front part of the push rod (3.1) has a recess (10 o l) is incorporated, in which the mold element (11) engages. 10. Einrichtung nach Punkt 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubantrieb (15.1) an dem dem Werkzeugträger (2) abgewandten Ende der Schiebestange (3.1) als hydraulischer Schubkolben gestaltet ist.10. Device according to item 1 and 9, characterized in that the thrust drive (15.1) on the tool carrier (2) facing away from the end of the push rod (3.1) is designed as a hydraulic thrust piston. 11. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebestange (3.1) sowie die Zugstange (3) gemeinsam achsfluchtend trennbar ausgeführt sind, die Schiebestange (3.1) dabei zwischen der am Vorderteil der Schxebestange (3.1) eingearbeiteten Ausnehmung (10.1) und dem an dem dem Werkzeugträger (2) abgewandten Ende der Schiebestange (3.1) angeordneten Schubantrieb (15.1) getrennt, und die Zugstange (3) desgleichen und dem in bezug zum Werkzeugträger (2) abgewandten Ende der Zugstange (3.) angeordneten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (17).11. The device according to item 1, characterized in that the push rod (3.1) and the pull rod (3) are designed to be separated axially aligned, the push rod (3.1) between the front of the Schxebestange (3.1) incorporated recess (10.1) and the on the tool carrier (2) facing away from the end of the push rod (3.1) arranged shear drive (15.1) separated, and the pull rod (3) likewise and with respect to the tool carrier (2) end facing the pull rod (3rd) arranged hydraulic piston-cylinder Unit (17). .12. Einrichtung nach Punkt 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebestänge (3.1) in Wirkverbindung mit dem Formelement (11) mittels eines Federelementes (16.1), das zwischen der Zugstange (3) und der Hülse (12) angeordnet ist, an den Schubantrieb (15.1) rückstellbar gestaltet ist..12. Device according to items 1 and 9, characterized in that the sliding rod (3.1) in operative connection with the mold element (11) by means of a spring element (16.1) which is arranged between the drawbar (3) and the sleeve (12), to the thrust drive (15.1) is designed to be recoverable. 13. Einrichtung nach Punkt Ii 9 und 10, dadurch gekennzeichnet,13. Device according to item Ii 9 and 10, characterized daß der Schubantrieb (15»1) der Schiebestange (3O1) als ein hydraulischer Schubkolben konzentrisch im Schubkolben der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (17) der Zugstange (3) angeordnet ist.in that the thrust drive (15 »1) of the push rod (3 O 1) is arranged concentrically in the thrust piston of the hydraulic piston-cylinder unit (17) of the pull rod (3) as a hydraulic thrust piston. 14„ Einrichtung nach Punkt 1 und 9,
dadurch gekennzeichnet,14 "device according to items 1 and 9,
characterized, daß an dem von dem Schubantrieb (15»1) trennbaren Ende der Schiebestange (3O1) ein Ännäherungselement (19) und mit der Kolben-Zylinder-Einheit (17) fest verbunden mindest ein Näherungsinitiator (20) angeordnet sind als Signalaufnehmer zur Fest- und Sicherstellung der Einspannlage des Werkzeugträgers (2) gegenüber der Arbeitsspindel (1) .that at the separable from the thrust drive (15 »1) end of the push rod (3 O 1) a Nänäherungselement (19) and the piston-cylinder unit (17) fixed at least one proximity sensor (20) are arranged as a signal pickup for hard - And ensuring the clamping position of the tool carrier (2) relative to the work spindle (1). - Hierzu 5 Blatt Zeichnungen -- For this 5 sheets drawings -
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0292022A2 (en) * 1987-05-22 1988-11-23 ENTWICKLUNGSZENTRUM FÜR ZERSPANUNGSTECHNIK GMBH & CO. KG Actuating device
DE3735447A1 (en) * 1987-10-20 1989-05-11 Heyligenstaedt Gmbh & Co Kg Device for clamping a component

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