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 PDFInfo
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Abstract
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
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:
Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment
Die in
An der freien Stirnseite des Verstärkungsbundes
Für den stirnseitigen Anschluss eines nicht näher dargestellten kraftbetätigten Spannzeuges an die Spindel
Ferner ist innerhalb der Spindel
Zum Verbindungselement
Ferner besitzen die Fixierbolzen
Zu diesem Zweck besitzen die Klemmbolzen
Schließlich ist zur Arretierung des Verbindungselement
In
Gleichzeitig bewegt sich der Druckmittelzylinder
In
In den
In
Wie in
In
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
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]
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DE102011052546A DE102011052546A1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | 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 |
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Publications (1)
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