DE102011052546A1 - Device for quick changing power-operated clamping tool i.e. collet chuck, to spindle of machine tool, has clamping sleeve moved during clamping operation, and clamping bolt radially moved, so that bolt is in engagement with pins or ring - Google Patents

Device for quick changing power-operated clamping tool i.e. collet chuck, to spindle of machine tool, has clamping sleeve moved during clamping operation, and clamping bolt radially moved, so that bolt is in engagement with pins or ring Download PDF

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Abstract

The device has a connecting element for connecting a clamping tool to a front side of a spindle (1) by using a spindle flange (10) that is attached to the device. Radially displaceable clamping pins are mounted at the spindle flange and cooperated with a clamping sleeve (23) that is coupled to the spindle such that the clamping sleeve is moved during the clamping operation. A clamping bolt is radially moved, so that the clamping bolt is in engagement with fixed locating pins or stationary fixing ring. The spindle flange includes an axial circular passage having an inner tooth.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schnellwechseln eines kraftbetätigten Spannzeuges an einer Spindel einer Werkzeugmaschine, welches durch eine in der Spindel geführte und durch einen Druckmittelzylinder betätigbare Spannstange spannbar ist, während das Spannzeug selber über ein einrastbares Verbindungselement stirnseitig an die Spindel anschließbar ist. The invention relates to a device for quick change of a power-operated clamping tool on a spindle of a machine tool, which can be tensioned by a guided in the spindle and actuated by a pressure medium cylinder clamping rod, while the clamping device itself is connectable via a latchable connection element frontally to the spindle.

Definitionendefinitions

Unter dem Begriff Spannzeug soll hier ein Spannfutter zum Spannen von Werkzeugen oder Werkstücken verstanden werden, wobei die Einrichtung sowohl bei einer horizontalen als auch bei einer hängenden, sogenannten vertikalen Spindelanordnung vorgesehen sein kann.The term gripping is to be understood here as a chuck for clamping tools or workpieces, wherein the device can be provided both in a horizontal and in a hanging, so-called vertical spindle assembly.

Stand der TechnikState of the art

Für eine bessere Auslastung von Werkzeugmaschinen bei einer häufig sich ändernden Fertigung, ist es von Vorteil, wenn die jeweiligen Spannzeuge gewechselt werden können. Bei herkömmlichen derartigen Einrichtungen ist es daher in der Regel erforderlich, dass dieser Wechsel handwerklich durch Fachkräfte vorgenommen werden muss, die nicht nur Erfahrung haben, sondern auch körperlich kräftig sein müssen, um die zum Teil schweren Spannzeuge richtig handhaben zu können. Notfalls müssen Kran- oder Hebeeinrichtungen zur Hilfe genommen werden.For a better utilization of machine tools in a frequently changing production, it is advantageous if the respective grips can be changed. In conventional such devices, it is therefore usually required that this change must be made by skilled craftsmen, who not only have experience, but also need to be physically strong in order to handle the sometimes heavy grips properly. If necessary, crane or lifting equipment must be used.

Bei den bekannten Ausführungsformen, insbesondere bei Vertikaleinrichtungen ist vorgesehen, dass Hebe- und Kraneinrichtungen angeordnet sind, die das Spannzeug zur Spindel hinführen. Um die Unfallgefahr zu vermeiden ist es erforderlich, dass entsprechende Sicherheitseinrichtungen angeordnet werden, die ein ungewolltes Lösen des Spannzeuges verhindern.In the known embodiments, in particular in vertical devices is provided that lifting and crane devices are arranged, which lead the gripper to the spindle. To avoid the risk of accidents, it is necessary that appropriate safety devices are arranged to prevent unwanted loosening of the gripping tool.

Der Wechsel eines Spannzeuges ist damit sehr aufwendig. The change of a gripping tool is very expensive.

In diesem Zusammenhang sind daher bereits Einrichtungen zum Schnellwechseln von kraftbetätigten Spannzeugen bekannt geworden, die das Wechseln eines Spannzeuges zwar erleichtern, aber dafür Spannzeuge erfordern, die von der Norm abweichen. In this context, therefore, facilities for quick change of power-operated grips are already known that facilitate the change of a gripping tool, but require it for gripping tools that deviate from the norm.

So ist beispielsweise aus der DE 38 13 982 C1 eine Einrichtung zum Aufspannen eines kraftbetätigten Spannzeuges für Werkstücke oder Werkzeuge auf einer hohlen Werkzeugmaschinenspindel bekannt, in der eine mit dem Antriebsglied des jeweils aufgespannten Spannzeuges kuppelbare, von einem am hinteren Ende der Spindel befestigten Druckmittelzylinder betätigbare Spannstange angeordnet und an deren vorderen Stirnseite ein Zwischenring befestigt ist, an dem der Spannzeugkörper mittels mindestens zweier Spannbolzen befestigbar ist. Bei diesem Verbindungselement sind diese Spannbolzen axial ausgerichtet am Spannzeugkörper vorgesehen und jeweils mit einer eine Anzugsfläche bildenden Nut versehen, in die ein Keil einer verschiebbaren im Zwischenring geführten Keilstange einfahrbar ist. Hierbei greift mindestens eine Keilstange mittels einer Verzahnung in eine Außenverzahnung eines verdrehbar, aber axial unverschiebbar am vorderen Ende der Spannstange gelagerten Bajonettringes ein, der mit einem am Antriebsglied des jeweiligen Spannzeuges ausgebildeten Bajonettflansches zusammenwirkt, sodass mit dem Spannen des Spannzeuges durch die vom Druckmittelzylinder betätigte Spannstange gleichzeitig das Verbindungselement einrastet, wodurch der Spannzeugkörper mit der Werkzeugmaschinenspindel fest verbunden wird.For example, from the DE 38 13 982 C1 a device for clamping a power-operated clamping tool for workpieces or tools on a hollow machine tool spindle known, in which an engageable with the drive member of each clamped clamping device, actuated by a fixed to the rear end of the spindle pressure cylinder locking bar arranged and attached to the front end side of an intermediate ring to which the clamping body can be fastened by means of at least two clamping bolts. In this connecting element, these clamping bolts are axially aligned on the clamping body provided and each provided with a Anzugsfläche forming groove into which a wedge of a displaceable guided in the intermediate ring wedge rod is retracted. Here engages at least one wedge rod by means of a toothing in an external toothing of a rotatable, but axially immovable mounted on the front end of the tie rod bayonet ring, which cooperates with a formed on the drive member of the respective clamping jaw bayonet flange, so with the tensioning of the clamping tool by the pressure medium cylinder actuated tension rod at the same time the connecting element engages, whereby the clamping body is firmly connected to the machine tool spindle.

Eine derartige Einrichtung für einen Schnellwechsel von kraftbetätigten Spannzeugen erfordert jedoch speziell ausgebildete Spannzeuge, bei denen der Spannmechanismus mit dem Mechanismus des Verbindungselementes kombiniert ist, was wiederum eine relativ aufwendige Konstruktion bedeutet. Für eine vertikale Anordnung ist diese Art von Einrichtung nicht geeignet.However, such a device for a quick change of power-operated grips requires specially trained grips, in which the clamping mechanism is combined with the mechanism of the connecting element, which in turn means a relatively complicated construction. For a vertical arrangement, this type of device is not suitable.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für ein Schnellwechsel von kraftbetätigten Spannzeugen zu schaffen, das eine leichte Handhabung des Spannzeugs, insbesondere beim Wechsel und auch bei der Anwendung in Vertikaleinrichtung, erlaubt.The invention is therefore an object of the invention to provide a device for a quick change of power-operated grips that allows easy handling of the gripping device, especially when changing and also when used in vertical device.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, dass das Ankuppeln des Spannzeuges an die Spindel in einfacher Weise ebenfalls hydraulisch erfolgen kann, und zwar entweder unabhängig vom eigentlichen Spannvorgang des Spannzeuges oder mit diesem gemeinsam. The basic idea of the invention thus lies in the fact that the coupling of the clamping tool to the spindle can likewise be effected hydraulically in a simple manner, either independently of the actual clamping operation of the clamping tool or together therewith.

Ferner kann mit einer derartigen erfindungsgemäßen Einrichtung vor allem die Rüstzeit reduziert werden und man erhält mit dieser aufgrund der relativ flachen und kurzen Baulänge mehr Arbeitsraum. Nach Maßgabe der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Spannzeug an seiner zur Spindel zeigenden Stirnfläche mit dem Spindelflansch verbunden und mit diesem über die einrastbaren Verbindungselemente an der Spindel befestigbar ist. Der eigenständige Spindelflansch kann dabei lediglich mit dem Spannzeug in geeigneter Weise vorher beispielsweise verschraubt werden, sodass dessen eigentlicher beispielsweise genormter Spannmechanismus dadurch nicht verändert werden muss.Furthermore, with such a device according to the invention, especially the set-up time can be reduced and one obtains with this due to the relatively flat and short length more working space. According to the invention, it is advantageous when the gripping device is connected to the spindle flange at its end face facing the spindle and can be fastened to the spindle by means of the latchable connecting elements. The independent spindle flange can only be screwed in, for example, with the gripping device in a suitable manner, so that its actual, for example, standardized clamping mechanism does not have to be changed thereby.

Der Spindelflansch besitzt zweckmäßigerweise einen axialen im Wesentlichen runden Durchgang, in den eine mit der Zugstange koaxial verbundene Spannhülse greift, wobei konzentrisch um den Durchgang mehrere Bohrungen beziehungsweise Ausnehmungen in dem Spindelflansch vorgesehen sind. Die Bohrungen sind derart bemessen, dass diese von Fixierbolzen durchdrungen werden können, die wiederum dazu dienen, den Spindelflansch mit dem Spannzeug an der Spindel zu fixieren. Hierzu weisen die Fixierbolzen Ringnuten auf, die in die Klemmbolzen eingreifen, die an dem Spindelflansch verschieblich gelagert sind. Die Fixierbolzen sind mit Gewindezapfen an der Stirnseite der Spindel eingeschraubt. The spindle flange expediently has an axial, substantially round passage into which a clamping sleeve coaxially connected to the drawbar engages, wherein a plurality of bores or recesses are provided concentrically around the passage in the spindle flange. The holes are dimensioned such that they can be penetrated by fixing bolts, which in turn serve to fix the spindle flange with the clamping tool on the spindle. For this purpose, the fixing bolts on annular grooves which engage in the clamping bolts, which are mounted displaceably on the spindle flange. The fixing bolts are screwed with threaded pins on the front side of the spindle.

Dieses Zusammenwirken der verschiebbaren zylindrischen Klemmbolzen mit der Spannhülse kann zum einen dadurch ermöglicht werden, in dem die Spannhülse im Bereich ihres Durchtritts durch den Durchgang des Spindelflansches umfangseitig mehrere im gleichen Abstand zueinander vorgesehene keilförmige Nasen besitzt, die in entsprechende in der Innenfläche des Durchgangs vorgesehenen Aussparungen beidseitig geführt sind, wobei die keilförmigen Nasen jeweils eine Anzugsfläche besitzen, die mit der Achse der Spannhülse einen spitzen Winkel einschließen. Zum anderen besitzen die sich innerhalb des Spindelflansches befindenden zylindrischen Klemmbolzen an ihrer Unterseite zumindest halbseitig entsprechend der spitzwinkeligen Keilform der Nasen der Spannhülse hierfür eine abgeflachte Auflauffläche, während deren obere Seite kegelstumpfförmig ausgebildet ist, um jeweils in die trichterförmigen Ringnuten der Schraubbolzen für eine feste Verbindung einrasten zu können.This cooperation of the displaceable cylindrical clamping bolt with the clamping sleeve can be made possible by the fact that the clamping sleeve in the region of its passage through the passage of the spindle flange circumferentially has a plurality of equally spaced wedge-shaped projections provided in corresponding provided in the inner surface of the passage recesses are guided on both sides, wherein the wedge-shaped lugs each have a tightening surface, which form an acute angle with the axis of the clamping sleeve. On the other hand, located within the spindle flange cylindrical clamping bolt on its underside at least half-way corresponding to the acute-angled wedge shape of the lugs of the clamping sleeve for this purpose a flattened ramp surface, while the upper side is frusto-conical, each engage in the funnel-shaped annular grooves of the bolts for a firm connection to be able to.

Ferner ist es möglich, die zylindrischen Klemmbolzen jeweils mit einer in ihrer Länge begrenzten achsparallelen Nut zu versehen, in die dann senkrecht zu dieser in den Spindelflansch eingesetzte Führungsstifte eingreifen können, um dadurch die axiale Beweglichkeit der Bolzen zu begrenzen.Furthermore, it is possible to provide the cylindrical clamping bolts each with a limited in their length axially parallel groove into which then can engage perpendicular to this inserted into the spindle flange guide pins, thereby limiting the axial mobility of the bolt.

Auch ist es zweckmäßig, dass die Spindel mindestens einen durch ein Druckmittel beaufschlagten Kolben besitzt, mit dem ein senkrecht zu dieser angeordneter Arretierungsbolzen verschoben und das eingerastete Verbindungselement in ihrer Lage fixiert, das heißt gesichert werden kann. Zu diesem Zweck ist es möglich, die Zugstange der Spindel mit einem Anschlag und/oder einer Aussparung zu versehen, an den oder in die der Arretierungsbolzen im Falle einer Verriegelung das Verbindungselement anschlagen oder eingreifen kann.It is also expedient that the spindle has at least one piston acted upon by a pressure medium, with which a locking pin arranged perpendicularly to the latter is displaced and the latched connecting element fixed in position, that is to say secured. For this purpose it is possible to provide the drawbar of the spindle with a stop and / or a recess, to which or in which the locking bolt in the case of a lock, the connecting element can strike or engage.

Schließlich ist es für die Druckmittelversorgung der einzelnen Druckmittelzylinder zweckmäßig, wenn diese über einen an der Spindel vorgesehenen Druckverteiler erfolgt.Finally, it is expedient for the pressure medium supply of the individual pressure cylinder when it takes place via a pressure distributor provided on the spindle.

Eine alternative Ausführung sieht vor, einen Fixierring zu verwenden, der ortsfest an der Einrichtung angeordnet ist. Der Fixierring ist derart gestaltet, dass er auf seiner Innenseite eine umlaufende Nut aufweist, in die die an dem Spindelflansch angeordneten und radial und vorzugsweise nach aussen verschiebbaren Klemmbolzen zum Verspannen des Spannzeugs eingreifen.An alternative embodiment provides to use a fixing ring which is fixedly arranged on the device. The fixing ring is designed such that it has on its inside a circumferential groove into which engage the arranged on the spindle flange and radially and preferably displaceable outwardly clamping bolt for clamping the gripping tool.

Die Spannhülse ist derart gestaltet, dass beim Aufstecken des Spindelflansches zunächst die Innenverzahnung der Spannhülse von dem Spindelflansch übergriffen wird und soweit verschoben wird, dass die Spannhülse den Spindelflansch hintergreift. Durch eine Verdrehung der Spannhülse wird eine erste Sicherung des Spindelflansches mit dem darauf angeordneten Spannzeug erreicht. Durch ein weiteres Verspannen der Spannhülse in Richtung der Einrichtung wird dann erreicht, dass die Nasen der Verzahnung mit dem Klemmbolzen des Spindelflansches korrespondieren und beim weiteren Hereinziehen die Nasen auf dem Klemmbolzen abgleiten, derart, dass diese radial nach aussen gedrängt werden. Die freien Enden der Klemmbolzen greifen dann die Nuten des Fixierrings ein, sodass eine Verriegelung erreicht wird.The clamping sleeve is designed such that when attaching the spindle flange initially the internal toothing of the clamping sleeve is overlapped by the spindle flange and moved so far that the clamping sleeve engages behind the spindle flange. By a rotation of the clamping sleeve, a first securing of the spindle flange is achieved with the gripping device arranged thereon. By further tightening the clamping sleeve in the direction of the device is then achieved that the lugs of the toothing correspond to the clamping bolt of the spindle flange and slide on further pulling the lugs on the clamping bolt, such that they are urged radially outwards. The free ends of the clamping bolts then engage the grooves of the fixing ring, so that a lock is achieved.

Um ein Lösen eines bereits fixierten Spannzeuges an der Spindel zu erreichen, wird die Spannhülse zuerst von der Einrichtung weggeführt, sodass die Klemmbolzen ausser Eingriff mit dem Fixierring gelangen. Anschliessend erfolgt eine Verdrehung um einige Winkelgrade, sodass die Verzahnung frei durch den Spindelflansch hindurchgeführt werden kann, um das Spannzeug mit dem Spindelflansch zusammen von der Spindel zu entnehmen. In order to achieve a release of an already fixed clamping tool on the spindle, the clamping sleeve is first led away from the device, so that the clamping bolt out of engagement with the fixing ring. Subsequently, a rotation takes place by a few degrees, so that the teeth can be passed freely through the spindle flange to remove the clamping tool together with the spindle flange of the spindle.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert.Further details and advantages of the invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawing and explained.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschinenspindel, 1 a top view of a machine tool spindle according to the invention,

2 eine Seitenansicht auf die Spindel gemäß 1 (von rechts), 2 a side view of the spindle according to 1 (from the right),

3 eine perspektivische Darstellung einer Spannhülse, die in die Spindel gemäß 1 eingesetzt ist, 3 a perspective view of a clamping sleeve, in the spindle according to 1 is used,

4 einen teilweise aufgebrochen vertikalen Längsschnitt durch die Spindel gemäß 1, 4 a partially broken vertical longitudinal section through the spindle according to 1 .

5 einen teilweisen aufgebrochen horizontalen Längsschnitt durch die Spindel gemäß 1 in einem gespannten Zustand und 5 a partially broken horizontal longitudinal section through the spindle according to 1 in a tense state and

6 einen Längsschnitt gemäß 5, jedoch in einem ungespannten Zustand; 6 a longitudinal section according to 5 but in an untensioned state;

7 eine erste schematische Darstellung im Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Vorrichtung, nämlich Aufbringen des Spindelflansches mit dem Spannzeug auf die Spindel; 7 a first schematic representation in longitudinal section of a further embodiment of the inventive device, namely applying the spindle flange with the clamping tool on the spindle;

8 eine weitere schematische Darstellung des weiteren Ausführungsbeispieles gemäss 7, nämlich Spannen und Verriegeln des auf der Spindel angeordneten Spindelflansches mit dem Spannzeug; 8th a further schematic representation of the further embodiment according to 7 namely, clamping and locking of the spindle flange arranged on the spindle with the clamping device;

9 eine dritte schematische Darstellung des weiteren Ausführungsbeispieles gemäss 7, nämlich Verspannen des Spindelflansches mit dem Spannwerkzeug. 9 a third schematic representation of the further embodiment according to 7 , namely bracing the spindle flange with the clamping tool.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Die in 1 in einer Draufsicht dargestellte Werkzeugmaschinenspindel (nachfolgend lediglich Spindel mit dem Bezugszeichen 1 genannt) ist aus mehreren zylindrischen Teilen zusammengesetzt, und zwar einem lang gestreckten Spindelkörper 2 mit einem Verstärkungsbund 3, dem sich antriebseitig ein Flanschring 4 und 5 sowie ein zylinderförmiger Druckzylinderkörper 6 anschließen, wobei letzterer über achsparallele Schrauben 7 (4) mit dem Flanschring 5 und der wiederum über Schrauben 8 mit dem Flanschring 4 verbunden ist. Schließlich schließt sich noch an den Druckzylinderkörper 6 ein Druckverteiler 9 an.In the 1 in a plan view shown machine tool spindle (hereinafter only spindle with the reference numeral 1 called) is composed of several cylindrical parts, namely an elongate spindle body 2 with a reinforcing collar 3 , on the drive side, a flange ring 4 and 5 and a cylinder-shaped pressure cylinder body 6 connect, the latter via axially parallel screws 7 ( 4 ) with the flange ring 5 and in turn about screws 8th with the flange ring 4 connected is. Finally, it is still close to the pressure cylinder body 6 a pressure distributor 9 at.

An der freien Stirnseite des Verstärkungsbundes 3 des Spindelkörpers 2 ist ein rotationssymmetrischer Spindelflansch 10 mit einer diesen verstärkenden und konzentrisch ausgebildeten Schulter 11 vorgesehen, der gemäß 2 einen axialen runden Durchgang 12 mit einer Art Innenverzahnung 13 und mehrere Bohrungen 14 besitzt. Die Bohrungen 14 sind konzentrisch zu dem Durchgang 12 angeordnet und können Fixierbolzen 15 (4) aufnehmen, welche mit ihren einem Ende in die Stirnfläche des Verstärkungsbundes 3 des Spindelkörpers 2 mittels eines abgesetzten Gewindezapfens 16 geschraubt sind. Diese Fixierbolzen 15 sind ein wesentlicher Bestandteil des später noch näher zu beschreibenden, insgesamt mit dem Bezugszeichen 17 (insbesondere in 4 dargestellt) bezeichneten Verbindungselements.At the free end of the reinforcing collar 3 of the spindle body 2 is a rotationally symmetrical spindle flange 10 with a reinforcing and concentric shoulder 11 provided in accordance with 2 an axial round passage 12 with a kind of internal toothing 13 and several holes 14 has. The holes 14 are concentric to the passage 12 arranged and can fixation bolts 15 ( 4 ), which with their one end in the end face of the reinforcing collar 3 of the spindle body 2 by means of a stepped threaded pin 16 are screwed. These fixing bolts 15 are an essential part of the later to be described in more detail, in total with the reference numeral 17 (especially in 4 shown) designated connecting element.

Für den stirnseitigen Anschluss eines nicht näher dargestellten kraftbetätigten Spannzeuges an die Spindel 1, wie beispielsweise ein hierfür übliches genormtes Spannfutter, dient der Spindelflansch 10, an den wiederum das Spannzeug in bekannter Weise befestigt, wie geschraubt wird, wobei sich in dem Spindelflansch 10 ein Teil des Verbindungselements 17 befindet. Das Spannzeug selbst wird in bekannter Weise durch eine im Inneren der Spindel 1 sich befindende geeignete Spannstange 18 betätigt, und zwar mit Hilfe eines ersten Druckmittelzylinders 19, wobei die axiale Bewegung der Spannstange 18 und somit ein ungewolltes Öffnen des Spannzeuges durch in diese einrastbare Sicherheitsbolzen 20 sichergestellt wird.For the frontal connection of a non-illustrated power-operated clamping tool to the spindle 1 , Such as a standard for this purpose chuck, serves the spindle flange 10 to which, in turn, the gripping fixture is fastened in a known manner, as screwed, being in the spindle flange 10 a part of the connecting element 17 located. The gripping itself is in a known manner by an inside the spindle 1 There are suitable tension rod 18 operated, with the aid of a first pressure medium cylinder 19 , wherein the axial movement of the tension rod 18 and thus unintentional opening of the gripping device by latching into this safety bolt 20 is ensured.

Ferner ist innerhalb der Spindel 1 koaxial zu der Spannstange 18 des Spannzeuges erfindungsgemäß zusätzlich eine Zugstange 21 vorgesehen, die über einen zweiten Druckmittelzylinder 22 betätigbar ist und mit welcher der Spindelflansch 10 mit der Spindel 1 über das einrastbare Verbindungselement 17 in und außer Eingriff bringbar ist.Furthermore, inside the spindle 1 coaxial with the tie rod 18 the gripping device according to the invention additionally a pull rod 21 provided, which via a second pressure medium cylinder 22 is operable and with which the spindle flange 10 with the spindle 1 via the latchable connection element 17 into and out of engagement.

Zum Verbindungselement 17 gehört auch eine Spannhülse 23 (3), welche am freien Ende der Zugstange 21 mit dieser koaxial verbunden ist und endseitig an ihrem Umfang mehrere im gleichen Abstand zueinander vorgesehene keilförmige Nasen 24 besitzt, die in die Innenverzahnung 13 des Durchgangs 12 des Spindelflansches 10 eingreifen. Die keilförmigen Nasen 24 besitzen jeweils eine Anzugsfläche 25, die mit der Achse der Spannhülse 23 einen spitzen Winkel einschließt.To the connecting element 17 also includes a clamping sleeve 23 ( 3 ), which at the free end of the drawbar 21 is coaxially connected to this end and at its periphery a plurality of equally spaced wedge-shaped lugs 24 owns, which in the internal toothing 13 of the passage 12 of the spindle flange 10 intervention. The wedge-shaped noses 24 each have a suiting surface 25 connected to the axis of the clamping sleeve 23 includes an acute angle.

Ferner besitzen die Fixierbolzen 15 (4) mittig eine trichterförmige Ringnut 26 und als Einschraubhilfe eine Innensechskant 27, wobei sich die Ringnuten 26 der Fixierbolzen 15 innerhalb des Spindelflansches 10 im Bereich der Bohrungen 14 befinden, welche jeweils durch innerhalb des Spindelflansches 10 radial durchgehend verlaufende Bohrungen 28 gekreuzt werden, in die unterhalb der Ringnuten 26 begrenzt verschiebbare Klemmbolzen 29 eingesetzt sind, die mit den Nasen 24 der Spannhülse 23 zusammenwirken.Furthermore, have the fixing bolts 15 ( 4 ) in the middle a funnel-shaped annular groove 26 and as Einschraubhilfe a hexagon socket 27 , where the annular grooves 26 the fixing bolt 15 within the spindle flange 10 in the field of drilling 14 which are each through within the spindle flange 10 radially continuous holes 28 be crossed, in the below the annular grooves 26 limited displaceable clamping bolt 29 are used with the noses 24 the clamping sleeve 23 interact.

Zu diesem Zweck besitzen die Klemmbolzen 29 an ihrer Unterseite entsprechend der spitzwinkligen Keilform der Nasen 24 der Spannhülse 23 eine abgeflachte Auflauffläche 30, während deren obere Seite als ein Kegelstumpf 31 ausgebildet ist, um jeweils in die trichterförmigen Ringnuten 26 der Fixierbolzen 15 für eine feste Verbindung zentriert einrasten zu können. Radial geführt werden die Klemmbolzen 29 jeweils durch axial zum Spindelflansch 10 ausgerichtete Führungsstifte 32, die in diesen eingesetzt sind und in eine Nut 33 des Klemmbolzens 29 eingreifen, welche in diesem achsparallel vorgesehen ist. Hiermit kann die Längsbewegung der Klemmbolzen 29 begrenzt werden.For this purpose, have the clamping bolts 29 on its underside corresponding to the acute-angled wedge shape of the noses 24 the clamping sleeve 23 a flattened ramp surface 30 while its upper side as a truncated cone 31 is formed to each in the funnel-shaped annular grooves 26 of the Bolt Fixing 15 to be centered for a fixed connection. The clamping bolts are guided radially 29 each through axial to the spindle flange 10 aligned guide pins 32 which are inserted in these and into a groove 33 of the clamping bolt 29 engage, which is provided in this paraxial. This can be the longitudinal movement of the clamping bolt 29 be limited.

Schließlich ist zur Arretierung des Verbindungselement 17 und damit der Zugstange 21, senkrecht zu dieser ein durch ein Druckmittel beaufschlagbarer Kolben 34 (6) vorgesehen, mit dem ein Arretierungsbolzen 35 derart verschoben werden kann, dass dieser in eine in der Zugstange 21 vorgesehene Aussparung 36 einrastet und somit eine Verriegelung des Verbindungselement 17 erhalten wird.Finally, for locking the connecting element 17 and thus the drawbar 21 , perpendicular to this one acted upon by a pressure medium piston 34 ( 6 ) provided with a locking pin 35 can be moved so that this in a drawbar 21 provided recess 36 engages and thus a locking of the connecting element 17 is obtained.

In 5 ist die erfindungsgemäße Spindel 1 in einem betriebsbereiten Zustand gezeigt, bei dem der Druckmittelzylinder 22 seine axial hinterste Stellung eingenommen hat, wodurch die Zugstange 21 entsprechend zurückgefahren ist, sodass das Verbindungselement 17 eingerastet wurde. Bei dem Zurückfahren der Zugstange 21 gleiten jeweils die Anzugsflächen 25 der Spannhülse 23 auf den diesen jeweils parallel gegenüberstehenden Auflaufflächen 30 der Klemmbolzen 29 auf, sodass die Klemmbolzen 29 in den Radialbohrungen 28 des Spindelflansches 10 mit ihrem Kegelstumpf 31 in die trichterförmigen Ringnuten 26 der Schraubbolzen 15 zentriert einrasten. Hierdurch wird in einfacher Weise ein festes Verbindungselement 17 erhalten, das dann durch ein Verschieben des Kolbes 34 und somit des Arretierungsbolzens 35 in die Ausnehmung 36 der Zugstange 21 gesichert wird.In 5 is the spindle according to the invention 1 shown in an operable state, in which the pressure cylinder 22 its axially rearmost position has taken, causing the drawbar 21 has moved back accordingly, so that the connecting element 17 was engaged. When returning the drawbar 21 each slide the attraction areas 25 the clamping sleeve 23 on each of these parallel opposing ramp surfaces 30 the clamping bolt 29 on so that the clamping bolts 29 in the radial bores 28 of the spindle flange 10 with her truncated cone 31 in the funnel-shaped annular grooves 26 the bolt 15 engage in a centered position. As a result, in a simple manner, a solid connection element 17 then, by moving the Kolbes 34 and thus the locking pin 35 into the recess 36 the drawbar 21 is secured.

Gleichzeitig bewegt sich der Druckmittelzylinder 19 in seine axial vorderste Stellung, um dadurch das mit der Spannstange 18 gekuppelte nicht näher dargestellte Spannzeug mit zu betätigen, wobei am Ende dieser Längsbewegung die Spannstange 18 durch die Sicherheitsbolzen 20 gesichert wird.At the same time the pressure cylinder moves 19 in its axially forwardmost position, thereby the with the tension rod 18 coupled to operate clamping not shown, with at the end of this longitudinal movement, the tension rod 18 through the safety bolts 20 is secured.

In 6 ist gezeigt, wie ein schneller Wechsel des Spannflansches 10 erreicht wird, und zwar in dem zuerst der Arretierungsbolzen 35 gelöst und dann der Druckmittelzylinder 22 in seine vorderste oder bei hängender Anordnung unterste Stellung gebracht wird. Dabei wird die Spannhülse 23 aus dem Spindelflansch 10 mit seinem Nasenkranz herausgefahren, wodurch das Verbindungselement 17 wieder ausrastet und den Spindelflansch 10 wieder frei gibt, sodass dieser von den Schraubbolzen 15 leicht abgezogen werden kann, um einen anderen entsprechend ausgebildeten Spindelflansch zu installieren. Ein derartiger Wechsel kann somit in kürzester Zeit erfolgen, wodurch die Kosten für die jeweilige Rüstzeit vorteilhaft reduziert werden können. Auch eine Anordnung in vertikaler Richtung ist mit dieser Einrichtung möglich. In 6 is shown as a quick change of the clamping flange 10 is reached, in the first of the locking pin 35 dissolved and then the pressure cylinder 22 placed in its foremost or hanging position lowest position. This is the clamping sleeve 23 from the spindle flange 10 pulled out with his nose wreath, causing the fastener 17 again disengages and the spindle flange 10 free again, so this of the bolts 15 can be easily pulled off to install another appropriately trained spindle flange. Such a change can thus take place in a very short time, whereby the cost of the respective set-up time can be advantageously reduced. An arrangement in the vertical direction is possible with this device.

In den 7 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schnellwechselsystems für Spannzeuge dargestellt. Es unterscheidet sich von der bisher aufgezeigten Ausführung dadurch, dass eine alternative Verspannung des Spindelflansches 10 gezeigt ist. In the 7 to 9 is another embodiment of a quick change system for grips shown. It differs from the previously indicated embodiment in that an alternative clamping of the spindle flange 10 is shown.

In 7 wird der Spindelflansch 10 auf die Spindel 1 aufgeführt, indem die Spannhülse 23 ausgefahren ist. Die Innenverzahnung 13 des Spindelflansches 10 wird von den Nasen 25 der Spannhülse 23 durchdrungen, sodass die Spannhülse 23 im Querschnitt über den Spindelflansch 10 hinausragt. Der Spindelflansch 10 wird bis zu einer definierten Tiefe an die Spindel 1 angefahren. Vorzugsweise dient ein Fixierring 115 als Anschlag. Der Fixierring 115 ist ortsfest an der Spindel 1 angeordnet. In 7 becomes the spindle flange 10 on the spindle 1 listed by the collet 23 is extended. The internal toothing 13 of the spindle flange 10 is from the noses 25 the clamping sleeve 23 penetrated so that the clamping sleeve 23 in cross section over the spindle flange 10 protrudes. The spindle flange 10 is up to a defined depth to the spindle 1 approached. Preferably, a fixing ring is used 115 as a stop. The fixation ring 115 is stationary on the spindle 1 arranged.

Wie in 8 dargestellt, erfolgt anschliessend ein Verriegeln des Spindelflansches 10, indem die Spannhülse 23 in Richtung des Drehpfeiles um einen definierten Winkel verdreht wird. Dadurch wird bewirkt, dass die Nasen 24 der Spannhülse 23 die Innenverzahnung 13 des Spindelflansches 10 vollständig hintergreifen. Ein Loslösen des Spindelflansches 10 von der Spindel 1 ist nun nicht mehr möglich. As in 8th shown, then followed by locking the spindle flange 10 by removing the clamping sleeve 23 is rotated in the direction of the rotary arrow by a defined angle. This causes the noses 24 the clamping sleeve 23 the internal toothing 13 of the spindle flange 10 completely behind. A release of the spindle flange 10 from the spindle 1 is no longer possible.

In 9 wird anschliessend der letzte Schritt dargestellt. Es erfolgt das Verspannen des Spindelflansches 10 auf der Spindel 1, indem die Spannhülse 23 in Richtung des Verschiebepfeiles gemäss 8 verschoben wird. Aufgrund dessen gleiten an den Nasen 24 der Spannhülse 23 die an dem Spindelflansch 10 gelagerten Klemmbolzen 29 ab und werden radial nach aussen verschoben. Die freien Enden der Klemmbolzen 29 greifen nun in die innerhalb des Fixierringes 115 vorgesehene Fixiernut 116 ein und verspannen den Spindelflansch 10 mit dem darauf angeordneten Spannzeug radial. In 9 the last step is then displayed. There is the bracing of the spindle flange 10 on the spindle 1 by removing the clamping sleeve 23 in the direction of the shift arrow according to 8th is moved. Because of that, slide on the noses 24 the clamping sleeve 23 at the spindle flange 10 mounted clamping bolt 29 from and are moved radially outward. The free ends of the clamping bolts 29 Now grab the inside of the fixation ring 115 provided fixing groove 116 and brace the spindle flange 10 with the gripping thereon radially.

Damit ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Schnellwechselsystem bereitgestellt worden, das ohne jegliche Handbedienung auskommt. Insbesondere eignet sich diese Ausführungsform für eine vertikale Anordnung, da die Spindel die Eigenschaft erhält, sich das Spannzeug von einem Palletiersystem abzugreifen und an die Spindel heranzuführen und dort zu verspannen beziehungsweise zu fixieren. Thus, a quick change system has been provided in this embodiment, which manages without any manual operation. In particular, this embodiment is suitable for a vertical arrangement, since the spindle is given the property to tap the gripping of a palletizing system and bring it to the spindle and to brace or fix there.

Um diese Wechselvorgänge zu beschleunigen, sind die Druckmittelzylinder 19, 22 und der Kolben 34 doppelseitig wirkend ausgebildet und werden über nicht näher dargestellte Druckmittelleitungen mit Druckmittel versorgt, die sich im Bereich der Spindel 1 befinden und an dem stillstehenden Druckverteiler 9 angeschlossen sind.To accelerate these changes, the pressure cylinder 19 . 22 and the piston 34 formed double-acting and are supplied via pressure medium lines not shown with pressure medium, located in the spindle 1 located and at the stationary pressure distributor 9 are connected.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Spindel spindle
22
Spindelkörper spindle body
33
Verstärkungsbund reinforcing collar
44
Flanschring flange
55
Flanschring flange
66
Druckzylinderkörper Pressure cylinder body
77
Schraube screw
88th
Schraube screw
99
Druckverteiler pressure distributor
1010
Spindelflansch spindle flange
1111
Schulter shoulder
1212
Durchgang passage
1313
Innenverzahnung internal gearing
1414
Bohrung drilling
1515
Fixierbolzen Bolt Fixing
1616
Gewindezapfen threaded pin
1717
Verbindungselement connecting element
1818
Spannstange tension rod
1919
erster Druckmittelzylinder first pressure medium cylinder
2020
Sicherheitsbolzen safety pins
2121
Zugstange pull bar
2222
zweiter Druckmittelzylinder second pressure cylinder
2323
Spannhülse clamping sleeve
2424
Nase nose
2525
Anzugsfläche attracting face
2626
Ringnut ring groove
2727
Innensechskant Allen
2828
Radialbohrung radial bore
2929
Klemmbolzen clamping bolts
3030
Auflauffläche ramp surface
3131
Kegelstumpf truncated cone
3232
Führungsstift guide pin
3333
Nut groove
3434
Kolben piston
3535
Arretierungsbolzen locking bolt
3636
Aussparung recess
115115
Fixierring fixing
116116
Fixiernut fixing groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3813982 C1 [0007] DE 3813982 C1 [0007]

Claims (10)

Einrichtung zum Schnellwechseln eines kraftbetätigten Spannzeuges an einer Spindel (1) einer Werkzeugmaschine, wobei das Spannzeug über ein Verbindungselement (17) stirnseitig an die Spindel (1) anschliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den stirnseitigen Anschluss des Spannzeuges an die Spindel (1) ein Spindelflansch (10) vorgesehen ist, der stirnseitig auf die Einrichtung aufsetzbar ist, wobei an dem Spindelflansch (10) radial verschiebbare Klemmbolzen (29) gelagert sind, die mit einer mit der Spindel (1) gekoppelten Spannhülse (23) zusammenwirken, derart, dass beim Spannvorgang die Spannhülse (23) verfahren wird, derart dass die Klemmbolzen (29) radial verschoben werden, sodass diese in Eingriff mit ortsfesten Fixierbolzen (15) oder einem ortsfesten Fixierring (115) gelangen.Device for quick change of a power-operated clamping device on a spindle ( 1 ) of a machine tool, wherein the gripping device via a connecting element ( 17 ) frontally to the spindle ( 1 ) is connectable, characterized in that for the frontal connection of the clamping tool to the spindle ( 1 ) a spindle flange ( 10 ) is provided, which is frontally mounted on the device, wherein on the spindle flange ( 10 ) radially displaceable clamping bolt ( 29 ) are mounted with one with the spindle ( 1 ) coupled clamping sleeve ( 23 ) cooperate in such a way that during clamping the clamping sleeve ( 23 ) is moved, so that the clamping bolt ( 29 ) are moved radially, so that they are in engagement with fixed fixing bolts ( 15 ) or a fixed fixing ring ( 115 ) reach. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierbolzen (15) radial an der Einrichtung angeordnet sind und im montierten Zustand Bohrungen (14) des Spindelflansches (10) zumindest teilweise durchdringen.Device according to claim 1, characterized in that the fixing bolts ( 15 ) are arranged radially on the device and in the mounted state holes ( 14 ) of the spindle flange ( 10 ) at least partially penetrate. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelflansch (10) einen axialen kreisförmigen Durchgang (12) mit einer Innenverzahnung (13) besitzt.Device according to claim 2, characterized in that the spindle flange ( 10 ) an axial circular passage ( 12 ) with an internal toothing ( 13 ) owns. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (23) im Bereich ihres Durchtritts durch den Durchgang (12) des Spindelflansches (10) umfangseitig die Nasen (24) besitzt, die mit der Innenverzahnung (13) des Durchgangs (12) korrespondieren.Device according to claim 3, characterized in that the clamping sleeve ( 23 ) in the region of their passage through the passage ( 12 ) of the spindle flange ( 10 ) around the nose ( 24 ), which with the internal toothing ( 13 ) of the passage ( 12 ) correspond. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (24) keilförmig mit einer Anzugsfläche (25) ausgebildet sind, welche mit der Achse der Spannhülse (23) einen spitzen Winkel einschließen. Device according to claim 4, characterized in that the noses ( 24 ) wedge-shaped with a tightening surface ( 25 ) are formed, which with the axis of the clamping sleeve ( 23 ) enclose an acute angle. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich innerhalb des Spindelflansches (10) befindenden zylindrischen Klemmbolzen (29) auf ihrer der Spannhülse (23) zugewandten Seite zumindest halbseitig entsprechend der spitzwinkligen Keilform der Nasen (24) der Spannhülse (23) mit einer abgeflachten Auflauffläche (30) ausgebildet sind, wogegen auf deren anderen Seite jeweils ein mit den Ringnuten (26) der Schraubbolzen (15) korrespondierender Kegelstumpf (31) vorgesehen ist.Device according to claim 5, characterized in that within the spindle flange ( 10 ) cylindrical clamping bolt ( 29 ) on its the clamping sleeve ( 23 ) facing side at least half-way according to the acute-angled wedge shape of the noses ( 24 ) of the clamping sleeve ( 23 ) with a flattened ramp surface ( 30 ) are formed, whereas on the other side in each case one with the annular grooves ( 26 ) of the bolts ( 15 ) corresponding truncated cone ( 31 ) is provided. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Klemmbolzen (29) eine achsparallele Nut (33) besitzen, in die senkrecht zu dieser eine in den Spindelflansch (10) eingesetzter Führungsstift (32) eingreift.Device according to claim 6, characterized in that the cylindrical clamping bolts ( 29 ) an axially parallel groove ( 33 ) in which perpendicular to this one in the spindle flange ( 10 ) inserted guide pin ( 32 ) intervenes. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (1) mindestens einen durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (34) besitzt, mit dem ein senkrecht zu der Spindel (1) angeordneter Arretierungsbolzen (35) verschiebbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle ( 1 ) at least one acted upon by a pressure medium piston ( 34 ), with which a perpendicular to the spindle ( 1 ) arranged Arretierungsbolzen ( 35 ) is displaceable. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (21) der Spindel (1) einen Anschlag und/oder eine Aussparung (36) besitzt, an den oder in die der Arretierungsbolzen (35) im Falle einer Verriegelung das Verbindungselement (17) anschlägt oder einrastet.Device according to claim 8, characterized in that the drawbar ( 21 ) of the spindle ( 1 ) a stop and / or a recess ( 36 ), on or in the locking bolt ( 35 ) in case of locking the connecting element ( 17 ) strikes or locks. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierring (115) an der Einrichtung ortsfest angeordnet ist, und auf seiner Innenseite eine zu den Klemmbolzen (29) hinweisende umlaufenden Fixiernut (116) hat.Device according to claim 1, characterized in that the fixing ring ( 115 ) is fixedly arranged on the device, and on its inside a to the clamping bolt ( 29 ) indicative circumferential fixing groove ( 116 ) Has.
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