DE102010006918A1 - Connection system for releasably connecting two components - Google Patents

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Abstract

The connection system has an outer surface of the cylindrical shaft section with a recess (7), in which an insert element is inserted. The insert element has a projection (6) projecting outwards at its outer surface. A connecting groove (5) extending in peripheral direction is formed in the wall (4a) of the cylindrical receptacle (4). The projection (6) stays in positive engagement with connecting groove in connected position of both the components (1,2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum lösbaren Verbinden zweier Bauteile, wobei das eine Bauteil einen zylindrischen Schaftabschnitt aufweist und das andere Bauteil eine zylindrische Aufnahme umfasst, in welcher der zylindrische Schaftabschnitt festgespannt werden kann.The present invention relates to a connection system for detachably connecting two components, wherein the one component has a cylindrical shaft portion and the other component comprises a cylindrical receptacle in which the cylindrical shaft portion can be tightened.

Verbindungssysteme dieser Art sind bekannt und werden insbesondere als Spannsysteme an Werkzeugmaschinen eingesetzt, um den zylindrischen Schaft eines Werkzeuges wie beispielsweise eines Fräsers oder Bohrers an der entsprechenden Werkzeugmaschine zu befestigen. Die bekannten Spannfutter besitzen eine zentrale Aufnahme, in welcher der Werkzeugschaft eingesetzt und festgespannt werden kann. In einfachster Weise ist das Spannfutter als sogenanntes Warmschrumpffutter ausgebildet, welches im Bereich der Aufnahme erwärmt wird, um den Schaft eines zu spannenden Werkzeuges in die Aufnahme einsetzen zu können, und beim Abkühlen den eingesetzten Schaft durch Presssitz fixiert. Weiterhin sind Dehnspannfutter bekannt. Diese besitzen eine die Aufnahme definierende dünnwandige Dehnbüchse, welche von einem Druckraum umgeben ist, welcher hydraulisch beaufschlagbar ist, um die Dehnbüchse radial nach innen zu verformen und so ein in die Aufnahme eingesetztes Werkzeug zu spannen.Connection systems of this type are known and are used in particular as clamping systems on machine tools in order to fasten the cylindrical shank of a tool such as a milling cutter or drill to the corresponding machine tool. The known chucks have a central receptacle in which the tool shank can be inserted and clamped. In the simplest way, the chuck is designed as a so-called hot shrink chuck, which is heated in the recording area in order to use the shaft of a tool to exciting tool in the recording can, and fixed during cooling the inserted shaft by press fit. Furthermore, expansion chucks are known. These have a recording defining thin-walled expansion sleeve, which is surrounded by a pressure chamber, which is acted upon hydraulically to deform the expansion sleeve radially inwardly and so to tension a tool inserted into the receptacle.

Die bekannten Verbindungssysteme haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass während der Bearbeitung und insbesondere beim Fräsen der Fräser durch zu hohe Bearbeitungskräfte aus der Aufnahme des Spannfutters gezogen wird, was zu Beschädigungen bis zu einer Zerstörung des Werkstückes führen kann.The known connection systems have proven themselves in practice quite well. However, it has been shown that during machining and especially when milling the cutter is pulled by excessive machining forces from the recording of the chuck, which can lead to damage to destruction of the workpiece.

Um dies zu vermeiden, sind bekannte Werkzeughalter, die auch als sogenannte Weldon-Werkzeughalter bezeichnet werden, zusätzlich mit einem Verriegelungselement versehen. Dieses ist in eine radial zu der Aufnahme und in diese mündende Querbohrung eingeschraubt und kann in den Bereich der Aufnahme verstellt werden, um einen in die Aufnahme eingesteckten Werkzeugschaft zusätzlich mit Formschluss festzuklemmen und so gegen ein Herausziehen zu sichern. Dazu sind die Weldon-Werkzeugschäfte an einem Teil ihres Umfangs mit einer Abflachung versehen, an der das Verriegelungselement flächig in Anlage kommt. Solche formschlüssigen Verbindungen können zu Rundlauffehlern führen, da die seitlich eingedrehten Schrauben die Verbindungsteile aus der Achsmitte drücken. Außerdem ist eine radiale Zugänglichkeit der Aufnahme von außen Grundvoraussetzung.To avoid this, known tool holders, which are also referred to as so-called Weldon tool holder, additionally provided with a locking element. This is screwed into a transverse to the recording and opening into this transverse bore and can be adjusted in the recording area to additionally clamp a plugged into the receptacle tool shank with positive locking and so secure against withdrawal. For this purpose, the Weldon tool shanks are provided on a part of its circumference with a flattening on which the locking element comes into surface area. Such form-fitting connections can lead to concentricity errors, since the laterally screwed screws push the connecting parts from the center of the axle. In addition, a radial accessibility of the recording from the outside basic requirement.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungssystem zur lösbaren Verbindung zweier Bauteile der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ohne Beeinflussung des Rundlaufs eine zuverlässige Verbindung der beiden Bauteile mit einer genauen axialen Ausrichtung gewährleistet ist.The object of the invention is to provide a connection system for releasably connecting two components of the type mentioned in such a way that without affecting the concentricity reliable connection of the two components is ensured with a precise axial alignment.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verbindungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts wenigstens eine Ausnehmung oder Einformung aufweist, in welche ein Einsatzelement eingesetzt ist, welches an seiner Außenfläche wenigstens einen nach außen ragenden Vorsprung aufweist, und dass in der Wandung der zylindrischen Aufnahme wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Verbindungsnut ausgebildet ist, mit welcher der wenigstens eine Vorsprung im verbundenen Zustand der beiden Bauteile insbesondere formschlüssig in Eingriff steht.This object is achieved in a connection system of the type mentioned above in that the outer surface of the cylindrical shaft portion has at least one recess or indentation, in which an insert element is inserted, which has on its outer surface at least one outwardly projecting projection, and in that Wall of the cylindrical receptacle is formed at least one extending in the circumferential direction of the connecting groove, with which the at least one projection in the connected state of the two components is in particular a form-fitting engagement.

Der Erfindung liegt damit die Überlegung zugrunde, die beiden Bauteile des Verbindungssystems formschlüssig miteinander zu verbinden. Dazu werden der Vorsprung und die Verbindungsnut miteinander in Eingriff gebracht und die beiden Bauteile anschließend gegeneinander verdreht. Mit anderen Worten wird der Formschluss von der Innenseite der Aufnahme her durch den Eingriff des Vorsprungs in die Verbindungsnut hergestellt. Dabei ist der schaftseitige Vorsprung nicht an dem zylindrischen Schaftabschnitt selbst ausgebildet, sondern an einem Einsatzelement vorgesehen, welches in eine Ausnehmung des zylindrischen Schaftabschnittes eingelegt ist. Eine solche Ausnehmung kann in dem zylindrischen Schaftabschnitt auf einfache Weise hergestellt werden. Insbesondere ist es auch möglich, existierende Bauteile nachträglich mit einer Ausnehmung zu versehen, so dass bestehende Verbindungssysteme mit der Ausnehmung nachgerüstet werden können. Dabei können die erfindungsgemäßen Ausnehmungen auch in keramischen Werkstoffen sowie Sintermaterialien problemlos vorgesehen werden. Schließlich können auch bereits vorhandene Ausnehmungen in dem zylindrischen Schaft genutzt werden. Dies gilt insbesondere für die Ausnehmungen von bestehenden Weldon-Werkzeugschäften, die mit einer seitlichen Mitnahmefläche gemäß DIN 6535 ausgebildet sind.The invention is thus based on the idea of positively connecting the two components of the connection system with one another. For this purpose, the projection and the connecting groove are brought into engagement with each other and then the two components rotated against each other. In other words, the positive connection is made from the inside of the receptacle by the engagement of the projection in the connecting groove. In this case, the shaft-side projection is not formed on the cylindrical shaft portion itself, but provided on an insert member which is inserted into a recess of the cylindrical shaft portion. Such a recess can be made in the cylindrical shaft portion in a simple manner. In particular, it is also possible to subsequently provide existing components with a recess so that existing connection systems can be retrofitted with the recess. The recesses according to the invention can also be provided without problems in ceramic materials and sintered materials. Finally, existing recesses can be used in the cylindrical shaft. This applies in particular to the recesses of existing Weldon tool shanks, with a lateral driving surface according to DIN 6535 are formed.

Grundsätzlich reicht es aus, wenn an dem Einsatzelement ein einziger Vorsprung, der insbesondere radial nach außen ragen kann, ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass an der Außenfläche des Einsatzelements mehrere Vorsprünge vorgesehen sind, die im verbundenen Zustand der beiden Bauteile mit entsprechenden Verbindungsnuten oder Verbindungsnutabschnitten in der Wandung der zylindrischen Aufnahme in Eingriff stehen.In principle, it is sufficient if a single projection, which in particular can protrude radially outward, is formed on the insert element. According to one embodiment of the invention, however, it is provided that a plurality of projections are provided on the outer surface of the insert element, which are in the connected state of the two components with corresponding connecting grooves or Verbindungsnutabschnitten in the wall of the cylindrical receptacle in engagement.

In bevorzugter Weise ist die wenigstens eine Verbindungsnut in der Wandung der zylindrischen Aufnahme gegen die Umfangsrichtung geneigt, d. h. sie besitzt eine Steigung, so dass die beiden Bauteile relativ zueinander axial bewegt werden, wenn sie gegeneinander verdreht werden. Zweckmäßigerweise besitzen die beiden Bauteile axiale Anschlagflächen, wobei dann die Steigung so gewählt ist, dass die beiden Anschlagflächen beim Verdrehen der beiden Bauteile gegeneinander bewegt und insbesondere verspannt werden, um eine axiale Positionierung sicherzustellen. Dabei kann die wenigstens eine Verbindungsnut eine sich ändernde Steigung besitzen. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen werden, dass die Steigung immer kleiner wird, je weiter sich die Bauteile der gewünschten relativen Endposition annähern. Preferably, the at least one connecting groove is inclined in the wall of the cylindrical receptacle against the circumferential direction, ie it has a slope, so that the two components are moved axially relative to each other when they are rotated against each other. Conveniently, the two components have axial abutment surfaces, in which case the pitch is selected so that the two abutment surfaces when rotating the two components are moved against each other and in particular braced to ensure axial positioning. In this case, the at least one connecting groove may have a changing pitch. For example, the arrangement can be made such that the pitch becomes smaller and smaller as the components approach the desired relative end position.

Die formschlüssige Verbindung kann nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein, wobei dann in der Wandung der zylindrischen Aufnahme eine sich in der Längsrichtung der Aufnahme erstreckende Einschubnut ausgebildet ist, durch welche der Vorsprung in die Verbindungsnut geschoben werden kann.The positive connection can be designed in the manner of a bayonet closure, wherein then in the wall of the cylindrical receptacle extending in the longitudinal direction of the receptacle insertion groove is formed, through which the projection can be pushed into the connecting groove.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Vorsprung an der Außenfläche des Einsatzelementes als Gewindezahn oder Außengewindeabschnitt und die Verbindungsnut in der Wandung der zylindrischen Aufnahme als ein korrespondierendes Innengewinde oder als Innengewindeabschnitt ausgebildet ist. In diesem Fall erstreckt sich zweckmäßigerweise das Innengewinde in der Wandung der zylindrischen Aufnahme bis zur Einsetzöffnung, so dass der zylindrische Schaftabschnitt in die Aufnahme eingeschraubt werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, however, it is provided that the projection on the outer surface of the insert element as a thread tooth or external thread portion and the connecting groove in the wall of the cylindrical receptacle is designed as a corresponding internal thread or as an internally threaded portion. In this case, expediently extends the internal thread in the wall of the cylindrical receptacle to the insertion, so that the cylindrical shaft portion can be screwed into the receptacle.

Die Höhe des Vorsprungs kann auch derart bemessen sein, dass der zylindrische Schaftabschnitt mit dem Vorsprung im ungespannten Zustand des Verbindungssystems in die Aufnahme eingeschoben werden kann und die formschlüssige Verbindung hergestellt wird, wenn der Spannvorgang durchgeführt wird und dadurch der Durchmesser der Aufnahme kleiner wird. In diesem Fall kann darauf verzichtet werden, im Falles eines Bajonettverschlusses eine Einschubnut vorzusehen bzw. das Innengewinde bis zur Einsetzöffnung der zylindrischen Aufnahme zu führen.The height of the projection can also be dimensioned such that the cylindrical shaft portion can be inserted with the projection in the untensioned state of the connection system in the receptacle and the positive connection is made when the clamping operation is carried out and thereby the diameter of the receptacle is smaller. In this case, it can be dispensed with, to provide a slot in the case of a bayonet closure or to guide the internal thread to the insertion opening of the cylindrical receptacle.

Wenn der Vorsprung an der Außenfläche des Einsatzelementes in der vorbeschriebenen Weise als Gewindezahn oder Außengewindeabschnitt und entsprechend die Verbindungsnut in der Wandung der zylindrischen Ausnahme als korrespondierendes Innengewinde oder als Innengewindeabschnitt ausgebildet ist, kann das Verbindungssystem auch ohne einen separaten Spannmechanismus eingesetzt werden.When the protrusion on the outer surface of the insert member is formed in the above-described manner as a thread tooth or externally threaded portion and correspondingly the connecting groove in the wall of the cylindrical exception as a corresponding internal thread or as an internally threaded portion, the connection system can also be used without a separate clamping mechanism.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einsatzelement eine an die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts angepasste Zylinderfläche besitzt, von welcher der wenigstens eine Vorsprung nach außen ragt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the insert element has a cylinder surface adapted to the outer surface of the cylindrical shaft section, from which the at least one projection protrudes outwards.

In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass das Einsatzelement eine an die Kontur der Ausnehmung angepasste Innenkontur besitzt, so dass das Einsatzelement in der Ausnehmung sicher gehalten wird.In a preferred manner, it is provided that the insert element has an inner contour adapted to the contour of the recess, so that the insert element is securely held in the recess.

Die Ausnehmung kann durch eine Abflachung gebildet sein, wobei deren Bodenfläche vorzugsweise tangential zu der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes und parallel oder leicht geneigt zu dessen Längsachse verläuft. Dabei kann die Ausnehmung an ihren axialen Endbereichen durch Stirnflächen begrenzt sein, die mit der Futterachse einen Winkel α, β ≤ 140°, insbesondere ≤ 90° einschließen. Wenn der Winkel 90° beträgt, wird das Einsatzelement bei einem Verdrehen der beiden Bauteile gegeneinander nicht beeinflusst, da es sich radial bewegen kann. Ist der Winkel α dagegen kleiner als 90°, kann ein zusätzlicher Spanneffekt erzielt werden, da sich das Einsatzelement wie ein Keil verhält, wenn die axialen Anschlagflächen in Anlage kommen und gegeneinander gespannt werden. Bei einem Winkel α, β > 90° wird eine Art Schwalbenschwanzkontur geschaffen, in die das Einsatzelement eingeschoben werden kann und durch die ein Herausfallen des Einsatzelementes verhindert wird.The recess may be formed by a flattening, wherein the bottom surface is preferably tangent to the outer surface of the cylindrical shaft portion and parallel or slightly inclined to the longitudinal axis thereof. In this case, the recess may be delimited at its axial end regions by end faces which enclose an angle α, β ≦ 140 °, in particular ≦ 90 ° with the chuck axis. If the angle is 90 °, the insert element is not affected by a rotation of the two components against each other, since it can move radially. On the other hand, if the angle α is smaller than 90 °, an additional tightening effect can be obtained because the insert member behaves like a wedge when the axial abutment surfaces come into abutment and are biased against each other. At an angle α, β> 90 °, a kind of dovetail contour is created, in which the insert element can be inserted and prevented from falling out of the insert element.

In bevorzugter Weise ist die Ausnehmung nach Art einer seitlichen Mitnahmefläche eines Zylinderschaftes gemäß DIN 6535 , insbesondere DIN 6535 HB oder DIN 6535 HE ausgebildet.Preferably, the recess is in the manner of a lateral driving surface of a cylindrical shank according to DIN 6535 , especially DIN 6535 HB or DIN 6535 HE educated.

Im Übrigen können die Kanten der wenigstens einen Ausnehmung verrundet sein, um Kerbwirkungen zu minimieren.Incidentally, the edges of the at least one recess may be rounded in order to minimize notch effects.

Schließlich ist es möglich, zwei Ausnehmungen mit darin eingelegten Einsatzelement einander diametral gegenüberliegend in der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes auszubilden. Hierdurch wird eine symmetrische Anordnung erzielt.Finally, it is possible to form two recesses with inserted insert element diametrically opposite in the outer surface of the cylindrical shaft portion. As a result, a symmetrical arrangement is achieved.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen an der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigtWith regard to further advantageous embodiments of the invention, reference is made to the dependent claims and the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows

1 eine Ausführungsform eines Verbindungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt, 1 an embodiment of a connection system according to the present invention in longitudinal section,

2 das Verbindungssystem aus 1 im Schnitt A-A, 2 the connection system 1 on average AA,

3 eine weitere Ausführungsform eines Verbindungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt, 3 a further embodiment of a connection system according to the present invention in longitudinal section,

4 ein Einsatzelement für ein Verbindungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung, 4 an insert element for a connection system according to the present invention in a perspective view,

5 das Einsatzelement aus 4 im Querschnitt, 5 the insert element 4 in cross section,

6 das Einsatzelement aus 4 in Draufsicht, 6 the insert element 4 in plan view,

7 einen Ausschnitt eines mit einer Ausnehmung versehenen Schaftabschnittes des erfindungsgemäßen Spannsystems, 7 a detail of a recess provided with a shaft portion of the clamping system according to the invention,

8 den Schaftabschnitt aus 7 in Draufsicht, 8th the shaft section 7 in plan view,

9 ein als Dehnspannfutter ausgebildetes Verbindungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt, und 9 a trained as a stretch chuck connection system according to the present invention in longitudinal section, and

10 die Einzelheit X aus 9 in vergrößerter Darstellung. 10 the detail X out 9 in an enlarged view.

In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Verbindungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verbindungssystem umfasst zwei Bauteile 1, 2, wobei das eine Bauteil 1 einen zylindrischen Schaftabschnitt 3 aufweist und das andere Bauteil 2 eine zylindrische Aufnahme 4 umfasst, in welcher der zylindrische Schaftabschnitt 3 fixiert werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Bauteile 1, 2 miteinander verschraubt. Hierzu ist in der Wandung 4a der zylindrischen Aufnahme 4 ein Innengewinde 5 ausgebildet, welches sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Aufnahme 4 erstreckt, und an dem zylindrischen Schaftabschnitt 3 sind zu dem Innengewinde 5 korrespondierende Außengewindeabschnitte 6 vorgesehen. Die Außengewindeabschnitte 6 sind nicht unmittelbar an der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes 3 ausgebildet. Vielmehr sind in der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes 3 zwei einander diametral gegenüberliegend positionierte Ausnehmungen 7 vorgesehen, in welche jeweils ein Einsatzelement 8 eingelegt ist, das an seiner Außenfläche jeweils drei als Außengewindeabschnitte ausgebildete Vorsprünge 6 trägt, über die der zylindrische Schaftabschnitt über die Vorsprünge 6 in die Aufnahme 4 geschraubt werden kann.In the 1 and 2 a first embodiment of a connection system according to the present invention is shown. The connection system comprises two components 1 . 2 , wherein the one component 1 a cylindrical shaft portion 3 and the other component 2 a cylindrical receptacle 4 includes, in which the cylindrical shaft portion 3 can be fixed. In the illustrated embodiment, the two components 1 . 2 screwed together. This is in the wall 4a the cylindrical receptacle 4 an internal thread 5 formed, which is substantially over the entire length of the recording 4 extends, and on the cylindrical shaft portion 3 are to the internal thread 5 corresponding external thread sections 6 intended. The external thread sections 6 are not directly on the outer surface of the cylindrical shaft portion 3 educated. Rather, in the outer surface of the cylindrical shaft portion 3 two diametrically opposed recesses positioned 7 provided, in each of which an insert element 8th is inserted, on its outer surface in each case three projections formed as male threaded portions 6 carries over which the cylindrical shaft portion on the projections 6 in the recording 4 can be screwed.

Dabei sind die beiden Bauteile 1, 2 mit axialen Anschlagflächen 9, 10 versehen, die aneinander in Anlage kommen, wenn der zylindrische Schaftabschnitt 3 in die Aufnahme 4 eingeschraubt wird. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Anschlagflächen 9, 10 durch eine radial nach außen ragende Schulter 9, die benachbart zu dem zylindrischen Schaftabschnitt 3 des einen Bauteils 1 ausgebildet ist, und durch eine axiale Stirnfläche 10 des anderen Bauteils 2, welche die Einsetzöffnung 4b der Aufnahme 4 umgibt, gebildet. Wie in der 3 gezeigt ist, ist es auch möglich, in dem Boden der Aufnahme 4 eine Gewindebohrung vorzusehen, in welcher ein Axialanschlag 11 eingeschraubt ist, an dessen in die Aufnahme 4 ragenden Stirnfläche 10 die Stirnfläche 9 des zylindrischen Schaftabschnittes 3 in Anlage kommt.Here are the two components 1 . 2 with axial stop surfaces 9 . 10 provided, which come into contact with each other when the cylindrical shaft portion 3 in the recording 4 is screwed in. At the in 1 illustrated embodiment, the stop surfaces 9 . 10 by a radially outwardly projecting shoulder 9 which is adjacent to the cylindrical shaft portion 3 of a component 1 is formed, and by an axial end face 10 of the other component 2 which the insertion opening 4b the recording 4 surrounds, formed. Like in the 3 is shown, it is also possible in the bottom of the recording 4 to provide a threaded hole in which an axial stop 11 is screwed, in which in the recording 4 protruding face 10 the face 9 of the cylindrical shaft portion 3 comes into contact.

Wie in der Zeichnung gut erkennbar ist, besitzt das Einsatzelement 8 eine an die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes 3 angepasste zylindrische Außenfläche 8a und eine an die Kontur der Ausnehmung 7 angepasste Innenkontur.As can be clearly seen in the drawing, has the insert element 8th one to the outer surface of the cylindrical shaft portion 3 adapted cylindrical outer surface 8a and one to the contour of the recess 7 adapted inner contour.

Die Ausnehmung 7 ist als Einformung bzw. Abflachung in dem zylindrischen Schaftabschnitt 3 ausgebildet und besitzt eine Bodenfläche 7a, die tangential zu der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes 3 und parallel zu dessen Längsachse verläuft. An ihren axialen Endbereichen sind die Ausnehmungen 7 jeweils durch Stirnflächen 7b begrenzt, die mit der Längsachse X an einen Winkel α bzw. β von etwa 45° einschließen. Dabei sind die Kanten der Ausnehmung 7 und insbesondere die Übergänge zwischen der ebenen Bodenfläche 7a und den geneigten Stirnflächen 7b verrundet, um Kerbwirkungen zu minimieren.The recess 7 is as a recess or flattening in the cylindrical shaft portion 3 formed and has a bottom surface 7a tangent to the outer surface of the cylindrical shaft portion 3 and parallel to its longitudinal axis. At their axial end portions are the recesses 7 each through faces 7b limited, which include with the longitudinal axis X at an angle α or β of about 45 °. The edges of the recess are 7 and in particular the transitions between the flat bottom surface 7a and the inclined faces 7b rounded to minimize notch effects.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Winkel α, β, welche die Bodenfläche 7a mit den Stirnflächen 7b einschließen, gleich groß. Sie können jedoch auch voneinander abweichen.In the illustrated embodiment, the angles α, β, which are the floor area 7a with the faces 7b include, same size. However, they may differ.

Im Übrigen können durch geeignete Wahl der Winkel α und β die Spanneigenschaften beeinflusst werden. Bei α = 90° ist eine radiale Bewegung des Einsatzelementes 8 möglich, wodurch eine hohe Spanngenauigkeit erzielt wird. Wenn der Winkel α kleiner wird und gegen 0° geht, wird durch das Einsatzelement 8 im Bereich der Seitenfläche 7b eine Keilwirkung erzielt, durch welche der Schaftabschnitt 3 in der Aufnahme 4 festgeklemmt wird.Incidentally, by suitable choice of the angles α and β, the clamping properties can be influenced. At α = 90 ° is a radial movement of the insert element 8th possible, whereby a high clamping accuracy is achieved. As the angle α becomes smaller and goes to 0 °, it is replaced by the insert element 8th in the area of the side surface 7b achieved a wedge effect, through which the shaft portion 3 in the recording 4 is clamped.

Zusätzlich kann der Schaftabschnitt 3 in der Aufnahme 4 durch einen Schrumpfsitz befestigt werden. Dazu sind der Außendurchmesser des Schaftabschnittes 3 und der Innendurchmesser der Aufnahme 4 nach Art einer Presspassung dimensioniert, wobei das Bauteil 2 im Bereich der Aufnahme vor dem Einschrauben des Schaftsabschnitts 3 erwärmt wird, um die Aufnahme 4 in dem gewünschten Maß aufzuweiten.In addition, the shaft portion 3 in the recording 4 be secured by a shrink fit. These are the outer diameter of the shaft portion 3 and the inner diameter of the receptacle 4 dimensioned in the manner of a press fit, wherein the component 2 in the area of the receptacle before screwing in the shaft section 3 is heated, for the recording 4 widen to the desired extent.

Alternativ ist es möglich, einen Spannmechanismus vorzusehen, um den zylindrischen Schaftabschnitt 3 in der Aufnahme 4 festzuspannen. Grundsätzlich sind hierfür alle im Bereich von Spannfuttern gängigen Spannmechanismen geeignet. In den 9 und 10 ist ein Verbindungssystem der erfindungsgemäßen Art dargestellt, bei dem das eine, zu spannende Bauteil 1 durch den zylindrischen Schaft eines Bohr- oder Fräswerkzeuges 1 und das andere, die Aufnahme 4 aufweisende Bauteil durch den Grundkörper 2 eines Dehnspannfutters gebildet wird. Der Grundkörper 2 des Dehnspannfutters besteht aus einem formsteifen Material, der an seinem linksseitigen Endbereich in an sich bekannter Weise einen Befestigungskonus 2a zur Einspannung einer drehangetriebenen Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine aufweist. An dem anderen Ende des Grundkörpers 2 ist ein Anschlussschaft mit einer zentralen Axialbohrung vorgesehen, in die eine Dehnbüchse 12 eingesetzt ist. Die Dehnbüchse 12 bildet dabei die Aufnahme 4, in die der zylindrische Schaft 3 des Werkzeuges 1 eingeschoben werden kann. Zwischen der Dehnbüchse 12 und dem Grundkörper 2 ist eine Druckkammer 13 ausgebildet, welche die Aufnahme 4 umgibt und koaxial zu dieser ausgerichtet ist.Alternatively, it is possible to provide a clamping mechanism to the cylindrical shaft portion 3 in the recording 4 tighten. Basically, all clamping mechanisms common in the field of chucks are suitable for this purpose. In the 9 and 10 is a connection system of the type according to the invention shown in which the one, to exciting component 1 through the cylindrical shaft of a drilling or milling tool 1 and the other, the recording 4 having component through the body 2 an expansion chuck is formed. The main body 2 The expansion chuck consists of a dimensionally stable material, which at its left-side end region in a conventional manner a fastening cone 2a for clamping a rotationally driven work spindle of a machine tool. At the other end of the body 2 a connection shaft is provided with a central axial bore into which an expansion sleeve 12 is used. The expansion sleeve 12 forms the recording 4 into which the cylindrical shaft 3 of the tool 1 can be inserted. Between the expansion sleeve 12 and the body 2 is a pressure chamber 13 formed, which is the recording 4 surrounds and is aligned coaxially to this.

Zur Aufnahme 4 hin wird die Druckkammer 13 von einer relativ schmalen Innenwand der Dehnbüchse 12 und radial nach außen von der Wandung des Grundkörpers 2, deren Wandstärke um ein Mehrfaches größer als die Wandstärke der Innenwand ist, begrenzt. Die Druckkammer 13 ist mit einem Hydraulikmittel wie beispielsweise Öl gefüllt und steht über einen im Grundkörper 2 ausgebildeten, nicht näher dargestellten Kanal mit einer Hydraulikquelle in Verbindung, durch die sie zum Spannen eines Werkzeuges mit Druck beaufschlagt werden kann.To record 4 there will be the pressure chamber 13 from a relatively narrow inner wall of the expansion sleeve 12 and radially outward from the wall of the body 2 whose wall thickness is several times greater than the wall thickness of the inner wall, limited. The pressure chamber 13 is filled with a hydraulic fluid such as oil and stands over one in the body 2 trained, not shown channel with a hydraulic source in communication, by which they can be applied to tension a tool with pressure.

Wie insbesondere in der 10 gut erkennbar ist, ist in der Wandung 4a der Aufnahme 4 ein Innengewinde 5 ausgebildet, das sich ausgehend von der Einsetzöffnung 46 nahezu über die gesamte Länge der Aufnahme 4 erstreckt, wobei die Gewindegänge zum Teil in dem Grundkörper 2 und zum Teil in der Dehnbüchse 13 ausgebildet sind. Der zylindrische Schaft 3 ist mit einer Ausnehmung 7 versehen, in die ein Einsatzelement 8 eingelegt ist, welches außenseitig Vorsprünge 6 in Form von Außengewindeabschnitten aufweist. Die Ausnehmung 7 und das Einsatzelement 8 sind dabei wie zuvor bereits beschrieben ausgebildet.As in particular in the 10 is clearly recognizable, is in the wall 4a the recording 4 an internal thread 5 formed, which proceeding from the insertion opening 46 almost over the entire length of the recording 4 extends, wherein the threads in part in the body 2 and partly in the expansion box 13 are formed. The cylindrical shaft 3 is with a recess 7 provided in an insert element 8th is inserted, which on the outside projections 6 Having in the form of male threaded sections. The recess 7 and the insert element 8th are designed as previously described.

Wie auch bei der in 3 dargestellten Ausführungsform mündet in den Boden der Aufnahme 4 eine Gewindebohrung, in welche ein Axialanschlag 11 eingeschraubt ist, an dessen in die Aufnahme 4 ragende Stirnfläche 10 die Stirnfläche 9 des zylindrischen Schaftes 3 in Anlage bringbar ist.As with the in 3 embodiment shown opens into the bottom of the recording 4 a threaded hole into which an axial stop 11 is screwed, in which in the recording 4 protruding face 10 the face 9 of the cylindrical shaft 3 can be brought into contact.

Zur Fixierung des Schaftes 3 in dem Dehnspannwerkzeug wird der Schaft 3 in die Aufnahme 4 eingeschraubt, bis er an dem Axialanschlag 11 in Anlage kommt. Anschließend wird der Dehnspannmechanismus betätigt, um den Schaft 3 in der Aufnahme 4 festzuspannen. Damit wird der Schaft 3 in der Aufnahme 4 kraft- und formschlüssig gehalten.For fixing the shaft 3 in the Dehnspannwerkzeug the shaft 3 in the recording 4 screwed in until he hit the axial stop 11 comes into contact. Subsequently, the Dehnspannmechanismus is actuated to the shaft 3 in the recording 4 tighten. This will be the shaft 3 in the recording 4 held positively and positively.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DIN 6535 [0017] DIN 6535 [0017]
  • DIN 6535 HB [0017] DIN 6535 HB [0017]
  • DIN 6535 HE [0017] DIN 6535 HE [0017]

Claims (19)

Verbindungssystem zum lösbaren Verbinden zweier Bauteile, wobei das eine Bauteil (1) einen zylindrischen Schaftabschnitt (3) aufweist und das andere Bauteil (2) eine zylindrische Aufnahme (4) umfasst, in welcher der zylindrische Schaftabschnitt (3) festgespannt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts wenigstens eine Ausnehmung (7) aufweist, in welche ein Einsatzelement (8) eingesetzt ist, welches an seiner Außenfläche (8a) wenigstens einen nach außen ragenden Vorsprung (6) aufweist, und dass in der Wandung (4a) der zylindrischen Aufnahme (4) wenigstens eine sich im Umfangsrichtung erstreckende Verbindungsnut (5) ausgebildet ist, mit welcher der wenigstens eine Vorsprung (6) im verbundenen Zustand der beiden Bauteile (1, 2) insbesondere formschlüssig in Eingriff steht.Connecting system for releasably connecting two components, wherein the one component ( 1 ) a cylindrical shaft portion ( 3 ) and the other component ( 2 ) a cylindrical receptacle ( 4 ), in which the cylindrical shaft portion ( 3 ) can be tightened, characterized in that the outer surface of the cylindrical shaft portion at least one recess ( 7 ) into which an insert element ( 8th ) is used, which on its outer surface ( 8a ) at least one outward protrusion ( 6 ), and that in the wall ( 4a ) of the cylindrical receptacle ( 4 ) at least one circumferentially extending connecting groove ( 5 ) is formed, with which the at least one projection ( 6 ) in the connected state of the two components ( 1 . 2 ) is in particular a form-fitting engagement. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) radial nach außen ragt.Connection system according to claim 1, characterized in that the projection ( 6 ) projects radially outward. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (8a) des Einsatzelements (8) mehrere Vorsprünge (6) vorgesehen sind, die im verbundenen Zustand der beiden Bauteile (1, 2) mit entsprechenden Verbindungsnuten (5) oder Verbindungsnutabschnitten in der Wandung (4) der zylindrischen Aufnahme (4) in Eingriff stehen.Connection system according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer surface ( 8a ) of the insert element ( 8th ) several projections ( 6 ) are provided, which in the connected state of the two components ( 1 . 2 ) with corresponding connecting grooves ( 5 ) or Verbindungsnutabschnitten in the wall ( 4 ) of the cylindrical receptacle ( 4 ) are engaged. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsnut (5) in der Wandung (4a) der zylindrischen Aufnahme (4) gegenüber der Umfangsrichtung geneigt ist, d. h. eine Steigung besitzt.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one connecting groove ( 5 ) in the wall ( 4a ) of the cylindrical receptacle ( 4 ) is inclined relative to the circumferential direction, ie has a slope. Verbindungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Bauteilen (1, 2) axiale Anschlagflächen (9, 10) vorgesehen sind und die Steigung der Verbindungsnut (5) so gewählt ist, dass die Anschlagflächen (9, 10) axial gegeneinander bewegt und insbesondere die beiden Bauteile (1, 2) verspannt werden, wenn die Bauteile gegeneinander verdreht werden.Connection system according to claim 4, characterized in that on the two components ( 1 . 2 ) axial abutment surfaces ( 9 . 10 ) are provided and the slope of the connecting groove ( 5 ) is selected so that the stop surfaces ( 9 . 10 ) axially against each other and in particular the two components ( 1 . 2 ) are tightened when the components are rotated against each other. Verbindungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungsnut (5) eine sich ändernde Steigung besitzt.Connection system according to claim 4 or 5, characterized in that the at least one connecting groove ( 5 ) has a changing slope. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung der zylindrischen Aufnahme eine sich in der Längsrichtung der Aufnahme erstreckende Einschubnut ausgebildet ist, durch welche der Vorsprung in die Verbindungsnut geschoben werden kann.Connecting system according to one of the preceding claims, characterized in that in the wall of the cylindrical receptacle extending in the longitudinal direction of the receptacle insertion slot is formed, through which the projection can be pushed into the connecting groove. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) an der Außenfläche des Einsatzelementes als Gewindezahn oder Außengewindeabschnitt (6) und die Verbindungsnut (5) in der Wandung (4a) der zylindrischen Aufnahme (4) als ein korrespondierendes Innengewinde oder als Innengewindeabschnitt ausgebildet ist.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 6 ) on the outer surface of the insert element as a thread tooth or externally threaded portion ( 6 ) and the connecting groove ( 5 ) in the wall ( 4a ) of the cylindrical receptacle ( 4 ) is formed as a corresponding internal thread or as an internal thread portion. Verbindungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Innengewinde (5) in der Wandung (4a) der zylindrischen Aufnahme (4) bis zu deren Einsetzöffnung erstreckt, so dass der zylindrische Schaftabschnitt (3) in die Aufnahme (4) geschraubt werden kann.Connection system according to claim 8, characterized in that the internal thread ( 5 ) in the wall ( 4a ) of the cylindrical receptacle ( 4 ) extends to its insertion opening, so that the cylindrical shaft portion ( 3 ) into the recording ( 4 ) can be screwed. Verbindungssystem zum lösbaren Verbinden zweier Bauteile, wobei das eine Bauteil (1) einen zylindrischen Schaftabschnitt (3) und das andere Bauteil (2) eine zylindrische Aufnahme (4) mit einem Innengewinde (5) umfasst, in welche der zylindrische Schaftabschnitt (3) eingeschraubt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnittes (3) wenigstens eine Ausnehmung (7) aufweist, in welche ein Einsatzelement (8) eingesetzt ist, welches an seiner Außenfläche (8a) wenigstens einen als Gewindezahn oder als Außengewindeabschnitt ausgebildeten Vorsprung (6) aufweist, über den der zylindrische Schaftabschnitt (3) in die Aufnahme (4) geschraubt werden kann.Connecting system for releasably connecting two components, wherein the one component ( 1 ) a cylindrical shaft portion ( 3 ) and the other component ( 2 ) a cylindrical receptacle ( 4 ) with an internal thread ( 5 ) into which the cylindrical shank portion ( 3 ) can be screwed, characterized in that the outer surface of the cylindrical shaft portion ( 3 ) at least one recess ( 7 ) into which an insert element ( 8th ) is used, which on its outer surface ( 8a ) at least one projection formed as a thread tooth or as a male thread portion ( 6 ), over which the cylindrical shank portion ( 3 ) into the recording ( 4 ) can be screwed. Verbindungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Gewindezahn oder Außengewindeabschnitt ausgebildete Vorsprünge (6) an der Außenfläche (8a) des Einsatzelementes (8) ausgebildet sind, über welche der zylindrische Schaftabschnitt (3) in die Aufnahme (4) geschraubt werden kann.Connection system according to claim 10, characterized in that a plurality of thread teeth or externally threaded portion formed projections ( 6 ) on the outer surface ( 8a ) of the insert element ( 8th ) are formed, via which the cylindrical shaft portion ( 3 ) into the recording ( 4 ) can be screwed. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (8) eine an die Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts (3) angepasste zylindrische Außenfläche (8a) besitzt, von welcher der wenigstens eine Vorsprung (6) nach außen ragt.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the insert element ( 8th ) one to the outer surface of the cylindrical shaft portion ( 3 ) adapted cylindrical outer surface ( 8a ), from which the at least one projection ( 6 ) protrudes outwards. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (8) eine an die Kontur der Ausnehmung (7) angepasste Innenkontur besitzt.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the insert element ( 8th ) one to the contour of the recess ( 7 ) has adapted inner contour. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (7) durch eine Abflachung gebildet wird.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one recess ( 7 ) is formed by a flattening. Verbindungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (7a) der wenigstens einen Ausnehmung (7) tangential zu der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts (3) und insbesondere parallel zu dessen Längsachse (X) verläuft.Connection system according to claim 14, characterized in that the bottom surface ( 7a ) of the at least one recess ( 7 ) tangent to the Outer surface of the cylindrical shaft portion ( 3 ) and in particular runs parallel to its longitudinal axis (X). Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (7) an ihren axialen Endbereichen durch Stirnflächen (7b) begrenzt ist, die mit der Längsachse (X) einen Winkel α, β ≤ 140°, insbesondere ≤ 90° einschließen.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one recess ( 7 ) at their axial end regions by end faces ( 7b ) is limited, which with the longitudinal axis (X) an angle α, β ≤ 140 °, in particular ≤ 90 °. Verbindungssystem nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) nach Art einer seitlichen Mitnahmefläche eines Zylinderschaftes gemäß DIN 6535, insbesondere DIN 6535 HB oder DIN 6535 HE ausgebildet ist.Connection system according to claims 14 to 16, characterized in that the recess ( 7 ) is designed in the manner of a lateral driving surface of a cylindrical shank according to DIN 6535, in particular DIN 6535 HB or DIN 6535 HE. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (7) verrundet ist, um Kerbwirkungen zu minimieren.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one recess ( 7 ) is rounded to minimize notch effects. Verbindungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ausnehmungen (7) mit darin eingelegten Einsatzelementen (8) einander diametral gegenüberliegend in der Außenfläche des zylindrischen Schaftabschnitts (3) ausgebildet sind.Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that two recesses ( 7 ) with inserts inserted therein ( 8th diametrically opposed in the outer surface of the cylindrical shaft portion (FIG. 3 ) are formed.
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