DE102022107025A1

DE102022107025A1 - Tool holder

Info

Publication number: DE102022107025A1
Application number: DE102022107025.5A
Authority: DE
Inventors: auf Antrag nicht genannt. Erfinder
Original assignee: Albrecht Praez & Co KG GmbH; Albrecht Prazision & Co KG GmbH
Current assignee: Albrecht Praez & Co KG GmbH; Albrecht Prazision & Co KG GmbH
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2023-09-28

Abstract

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter (10) dient dazu, ein Werkzeug in einer Spannzange (20) zu spannen, wobei die Spannzange (20) mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, ohne, dass beim Spannen eines Werkzeugs radiale Kraftkomponenten, die von einer Drehvorrichtung (58) auf einen Spannrotor (35) eingeleitet werden, auf die Spannzange (20) übertragen werden. Hierfür weist der Werkzeughalter (10) einen Spannapparat (25) mit einem Spannrotor (35) und einem Koppelmittel (30) auf, durch das die Spannzange (20) und der Spannrotor (35) in einer Radialrichtung entkoppelt sind. Das Koppelmittel (30) entkoppelt den Spannrotor (35) und die Spannzange (20) in Radialrichtung, um zu verhindern, dass die Spannzange (20) durch den Spannrotor (35) in eine schräge Ausrichtung gezwungen wird. Die Ausrichtung der Spannzange (20) wird so ausschließlich von der konischen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung in Abhängigkeit von der Axialposition der Spannzange (20) in der Spannzangenaufnahmeöffnung (13) beeinflusst. Dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der Rundlaufeigenschaften des Werkzeughalters (10).The tool holder (10) according to the invention is used to clamp a tool in a collet chuck (20), the collet chuck (20) being subjected to an axial force without radial force components being generated by a rotating device (58) when clamping a tool a clamping rotor (35) are introduced and transferred to the collet chuck (20). For this purpose, the tool holder (10) has a clamping device (25) with a clamping rotor (35) and a coupling means (30), through which the collet chuck (20) and the clamping rotor (35) are decoupled in a radial direction. The coupling means (30) decouples the clamping rotor (35) and the collet (20) in the radial direction to prevent the collet (20) from being forced into an oblique orientation by the clamping rotor (35). The alignment of the collet chuck (20) is influenced exclusively by the conical inner surface of the collet chuck receiving opening depending on the axial position of the collet chuck (20) in the collet chuck receiving opening (13). This leads to a significant improvement in the concentricity properties of the tool holder (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter zum Spannen von Werkzeugen, insbesondere zur spanenden Werkzeugbearbeitung mit drehenden Werkzeugen.The invention relates to a tool holder for clamping tools, in particular for machining tools with rotating tools.

Werkzeuge wie insbesondre Bohrer, Fräser und dergleichen, werden typischerweise von einem Werkzeughalter aufgenommen und dabei drehfest sowie axial festgespannt. Der Werkzeughalter ist dabei mit einer Schnittstelle versehen, die zur Verbindung mit einer Maschinenspindel dient. Solche Werkzeughalter werden beispielsweise mit in sogenannten Werkzeugmagazinen bereitgestellten Werkzeugen bestückt und mittels einer Werkzeugwechselvorrichtung in die Arbeitsspindel einer Bearbeitungsmaschine ein und ausgewechselt.Tools such as drills, milling cutters and the like are typically held in a tool holder and are clamped in a rotationally fixed and axial manner. The tool holder is provided with an interface that is used to connect to a machine spindle. Such tool holders are, for example, equipped with tools provided in so-called tool magazines and are inserted and replaced in the work spindle of a processing machine using a tool changing device.

In der DE 10 2018 111 044 A1 ist ein solcher Werkzeughalter zum Spannen von Werkzeugen offenbart, der einen Spannrotor zur Axialkraftbeaufschlagung einer Spannzange vorsieht. Dabei ist der Spannrotor in einem Grundkörper des Werkzeughalters untergebracht, mit dem ein Spannzangenaufnahmekörper verbunden ist, der die Spannzange aufnimmt. Der Spannrotor steht mit einer Drehvorrichtung in Verbindung, um gezielt vor- und rückwärts gedreht und in Drehpositionen arretiert zu werden. Die Drehvorrichtung kann in der DE 10 2018 111 044 A1 beispielsweise als ein Schneckengetriebe ausgeführt sein. Der Spannrotor weist eine Verzahnung auf, die mit einer quer zum Spannrotor orientierten Schneckenwelle in Eingriff steht, sodass eine Rotation der Schneckenwelle zu einer Rotation des Spannrotors führt, wobei die Drehachse des Spannrotor zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Schneckenwelle um steht.In the DE 10 2018 111 044 A1 Such a tool holder for clamping tools is disclosed, which provides a clamping rotor for applying axial force to a collet. The clamping rotor is housed in a base body of the tool holder, to which a collet receiving body is connected, which receives the collet. The tensioning rotor is connected to a rotating device so that it can be specifically rotated forwards and backwards and locked in rotating positions. The rotating device can be in the DE 10 2018 111 044 A1 for example, be designed as a worm gear. The tensioning rotor has teeth which engage with a worm shaft oriented transversely to the tensioning rotor, so that a rotation of the worm shaft leads to a rotation of the tensioning rotor, the axis of rotation of the tensioning rotor being at least substantially perpendicular to the axis of rotation of the worm shaft.

Durch den Zahneingriff zwischen der Schneckenwelle und der Verzahnung des Spannrotors wirkt jedoch beim Spannen auch eine Radialkraftkomponente auf den Spannrotor, wodurch die Außenumfangsfläche des Spannrotors an der gegenüberliegenden Seite der Schneckenwelle gegen die entsprechende radialen Lagerstellen des Spannrotors am Grundkörper gedrückt wird. Dies führt dazu, dass die Drehachse des Spannrotors aus der normalerweise mit der Hauptachse des Werkzeughalters fluchtenden Ausrichtung heraus gekippt wird. Die Ausrichtung der Längsachse des Spannrotors hat allerdings Auswirkungen darauf, in welche Richtung die Kraft wirkt, mit der die Spannzange von dem Spannrotor beaufschlagt wird. Bei einer Schrägstellung der Längsachse des Spannrotors wird die Spannzange beim Spannen eines Werkzeugs nicht mit einer reinen Axialkraft beaufschlagt. Die Richtung, in der die Kraft zum Spannen der Spannzange wirkt, ist relativ zur Hauptachse gekippt.However, due to the tooth engagement between the worm shaft and the teeth of the clamping rotor, a radial force component also acts on the clamping rotor during clamping, as a result of which the outer peripheral surface of the clamping rotor on the opposite side of the worm shaft is pressed against the corresponding radial bearing points of the clamping rotor on the base body. This causes the axis of rotation of the clamping rotor to be tilted out of the alignment that would normally be aligned with the main axis of the tool holder. However, the orientation of the longitudinal axis of the clamping rotor has an impact on the direction in which the force applied to the collet by the clamping rotor acts. If the longitudinal axis of the clamping rotor is tilted, the collet chuck is not subjected to a pure axial force when clamping a tool. The direction in which the force to clamp the collet acts is tilted relative to the main axis.

Die Spannzange und damit auch das in der Spannzange gespannte Werkzeug werden so in eine Schrägstellung gezwungen, was insbesondere bei schlanken und langen Werkzeughaltern negative Auswirkungen auf den Rundlauf des Werkzeugs haben kann. Bei der Fertigung von Werkstücken sind jedoch in der Praxis mitunter mikrometergenaue Rundlaufanforderungen an das Werkzeug bzw. den Werkzeughalter anzutreffen. Vor allem bei lang auskragenden Werkzeughaltern mit einer schlanken Außenkontur können schon scheinbar geringe Schrägstellungen der Achse, beispielsweise von 0,03° oder kleiner, zu negativen Auswirkungen auf den Rundlauf des Werkzeughalters bzw. des darin gespannten Werkzeugs und damit auf die erreichbare Präzision des Bearbeitungsergebnisses im Werkstück haben.The collet chuck and thus also the tool clamped in the collet chuck are forced into an inclined position, which can have a negative impact on the concentricity of the tool, especially with slim and long tool holders. However, in practice, when producing workpieces, micrometer-precise concentricity requirements are sometimes encountered on the tool or tool holder. Especially with long cantilevered tool holders with a slim outer contour, even seemingly small inclinations of the axis, for example of 0.03° or smaller, can have negative effects on the concentricity of the tool holder or the tool clamped in it and thus on the achievable precision of the machining result Have workpiece.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Werkzeughalter bereitzustellen, mit dem die Nachteile des Stands der Technik überwunden und insbesondere verbesserte Rundlaufeigenschaften erreicht werden.Proceeding from this, it is the object of the invention to provide an improved tool holder with which the disadvantages of the prior art are overcome and, in particular, improved concentricity properties are achieved.

Diese Aufgabe wird mit dem Werkzeughalter nach Anspruch 1 gelöst:This task is solved with the tool holder according to claim 1:

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter weist einen Grundkörper mit einem an dem Grundkörper befestigten Spannzangenaufnahmekörper auf, der eine Spannzangenaufnahmeöffnung mit einer konischen Innenfläche enthält. Der Werkzeughalter weist außerdem eine Spannzange mit einem Spannzangenkörper auf, der eine konische Außenfläche und eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Werkzeugaufnahmeöffnung enthält. Die Außenfläche der Spannzange kann durch Aussparung wie Schlitze, Auswuchtbohrungen oder dergleichen unterbrochen sein. Die Werkzeugaufnahmeöffnung dient dazu, einen Werkzeugschaft aufzunehmen und diesen fest in der Spannzange zu spannen. Der Werkzeughalter weist einen Spannapparat zur Axialkraftbeaufschlagung der Spannzange auf, der zumindest teilweise in dem Grundkörper des Werkzeughalters untergebracht ist. Der Spannapparat weist einen um eine Drehachse mittels einer Drehvorrichtung drehbar gelagerten Spannrotor auf. Außerdem weist der Spannapparat ein Koppelmittel auf, das mit dem Spannrotor drehfest, jedoch radialbeweglich verbunden ist. Beim Spannen eines Werkstücks werden so gut wie keine Radialkomponenten von dem Spannrotor auf die Spannzange übertragen, sodass nur die Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung als eine Führungsfläche für die konische Außenfläche des Spannzangenkörpers dient. Der Spannrotor kann vorzugsweise zumindest im Wesentlichen hohlzylindrisch geformt sein und mit entsprechenden axialen Lagerstellen an einer Unterseite des Spannrotors an dem Grundkörper und an einer Oberseite des Spannrotors an dem Spannzangenaufnahmekörper gelagert sein.The tool holder according to the invention has a base body with a collet receiving body attached to the base body, which contains a collet receiving opening with a conical inner surface. The tool holder also has a collet with a collet body that includes a conical outer surface and an at least substantially cylindrical tool receiving opening. The outer surface of the collet can be interrupted by recesses such as slots, balancing holes or the like. The tool holder opening is used to hold a tool shank and clamp it firmly in the collet. The tool holder has a clamping device for applying axial force to the collet, which is at least partially housed in the base body of the tool holder. The clamping device has a clamping rotor which is rotatably mounted about an axis of rotation by means of a rotating device. In addition, the clamping device has a coupling means which is connected to the clamping rotor in a rotationally fixed but radially movable manner. When clamping a workpiece, virtually no radial components are transferred from the clamping rotor to the collet, so that only the inner surface of the collet receiving opening serves as a guide surface for the tapered outer surface of the collet body. The clamping rotor can preferably be at least essentially hollow cylindrical in shape and with corresponding axial bearing points on an underside of the clamping rotor on the base body and on an upper side of the Clamping rotor can be mounted on the collet receiving body.

Das Koppelmittel kann vorzugsweise an einem der Spannzange zugewandten Ende ein Innengewinde aufweisen, mit dem ein Außengewinde eines Spannzapfens in Eingriff stehen kann. Eine Drehung des Spannrotors kann so zu einer Drehung des Koppelmittels führen, wodurch die Spannzange am Spannzapfen mit einer Kraft in Axialrichtung beaufschlagt wird.The coupling means can preferably have an internal thread at one end facing the collet, with which an external thread of a clamping pin can engage. A rotation of the clamping rotor can thus lead to a rotation of the coupling means, as a result of which the collet chuck on the clamping pin is subjected to a force in the axial direction.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Werkzeughalters liegt in dem Koppelmittel, durch das die Spannzange und den Spannrotor in einer Radialrichtung entkoppelt sind. Beim Spannen des Werkzeugs kann hierdurch eine Schrägstellung der Längsachse der Spannzange vermieden werden, wodurch die Rundlaufeigenschaften des Werkzeughalters verbessert werden. Die Ausrichtung der Spannzange wird so ausschließlich von der konischen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung in Abhängigkeit von der Axialposition der Spannzange in der Spannzangenaufnahmeöffnung beeinflusst. Radiale Kräfteeinflüsse von dem Spannrotor auf die Spannzange werden von dem Koppelmittel nicht weitergegeben.A special feature of the tool holder according to the invention lies in the coupling means through which the collet and the clamping rotor are decoupled in a radial direction. When clamping the tool, an inclination of the longitudinal axis of the collet chuck can be avoided, thereby improving the concentricity properties of the tool holder. The alignment of the collet is thus influenced exclusively by the conical inner surface of the collet receiving opening depending on the axial position of the collet in the collet receiving opening. Radial force influences from the clamping rotor to the collet are not passed on by the coupling agent.

In einer ersten Ausführungsform ist das Koppelmittel mittels einer Kupplungseinrichtung mit dem Spannrotor drehfest, jedoch pendelbeweglich verbunden, wodurch ein Drehmoment von dem Spannrotor über die Kupplungseinrichtung auf das Koppelmittel übertragen wird.In a first embodiment, the coupling means is connected to the tensioning rotor in a rotationally fixed but pendular manner by means of a coupling device, whereby a torque is transmitted from the tensioning rotor to the coupling means via the coupling device.

Vorzugsweise ist das Koppelmittel als ein Koppelelement mit einem ersten der Spannzange zugewandten Ende ausgebildet. An dem ersten Ende des Koppelelements ist insbesondere ein Innengewinde ausgebildet, mit dem ein Spannzapfen in Eingriff steht. Dies führt dazu, dass eine auf das Koppelelement übertragene Drehung in eine Axialkraftbeaufschlagung der Spannzange gewandelt wird. Unter einem Ende des Koppelelements kann vorzugsweise ein Endbereich des Koppelelements verstanden werden. Das Koppelelement ist vorzugsweise hohlschaftförmig ausgestaltet, wodurch Kühlschmiermittel oder dergleichen von dem Koppelelement nicht blockiert wird.Preferably, the coupling means is designed as a coupling element with a first end facing the collet. At the first end of the coupling element, in particular, an internal thread is formed, with which a clamping pin engages. This results in a rotation transmitted to the coupling element being converted into an axial force applied to the collet. An end of the coupling element can preferably be understood as meaning an end region of the coupling element. The coupling element is preferably designed as a hollow shaft, so that cooling lubricant or the like is not blocked by the coupling element.

Vorzugsweise weist das Koppelelement ein zweites von der Spannzange abgewandtes Ende auf, an welchem die Kupplungseinrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist das Koppelelement radialbeweglich sowie axialbeweglich mit der Kupplungseinrichtung verbunden. Hierdurch ist der Spannrotor drehfest mit dem zweiten Ende des Koppelelements verbunden, wobei jedoch ein Spiel in axialer und radialer Richtung zwischen beidem besteht. Ein Verspannen des Spannrotors durch die von der Schneckenwelle eingeleitete Radialkraft wird so von dem Koppelelement nicht an die Spannzange weitergegeben.The coupling element preferably has a second end facing away from the collet, on which the coupling device is arranged. In particular, the coupling element is connected to the coupling device in a radially movable and axially movable manner. As a result, the clamping rotor is connected in a rotationally fixed manner to the second end of the coupling element, although there is play in the axial and radial directions between the two. Any tensioning of the clamping rotor caused by the radial force introduced by the worm shaft is not passed on to the collet chuck by the coupling element.

Es wird bevorzugt, dass der Spannapparat eine Gelenkeinrichtung aufweist, die eine Schwenkbewegung zwischen Koppelelement und Spannrotor zulässt.It is preferred that the clamping device has a joint device that allows a pivoting movement between the coupling element and the clamping rotor.

An dem zweiten Ende des Koppelelements ist so vorzugsweise eine Art Kugelgelenkaufhängung geformt, die einen gewissen Freiheitsgrad an diesem Ende des Koppelelements einführt.A type of ball joint suspension is preferably formed at the second end of the coupling element, which introduces a certain degree of freedom at this end of the coupling element.

Vorzugsweise weist die Gelenkeinrichtung ein Gelenkpfannenelement auf, das unter Axialdruckbeaufschlagung der Gelenkeinrichtung in einer relativ zum Spannrotor festen Radial- und Axialposition angeordnet. Beim Spannen eines Werkzeugs wird so keine feste Richtung von dem Spannrotor auf das Koppelelement Übertragen. Insbesondere weist die Gelenkeinrichtung ein Gelenkkopfelement auf, das unter Axialdruckbeaufschlagung der Gelenkeinrichtung vorzugsweise in einer relativ zum Koppelelement festen Radialposition und Axialposition angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Gelenkkopfelement relativ zum Spannrotor radialbeweglich ausgebildet. Die Gelenkeinrichtung ermöglicht so vorzugsweise eine zweiachsige Drehung zwischen dem Spannrotor und dem Koppelelement.Preferably, the joint device has a joint socket element which is arranged in a fixed radial and axial position relative to the clamping rotor when the joint device is subjected to axial pressure. When clamping a tool, no fixed direction is transferred from the clamping rotor to the coupling element. In particular, the joint device has a joint head element, which is preferably arranged in a fixed radial position and axial position relative to the coupling element when the joint device is subjected to axial pressure. Preferably, the joint head element is designed to be radially movable relative to the clamping rotor. The joint device thus preferably enables a two-axis rotation between the clamping rotor and the coupling element.

Insbesondere weist das Koppelelement einen Vorsprung mit einer Anschlagfläche auf, gegen die sich das Gelenkkopfelement stützt, wenn durch die Spannzange durch das Koppelelement mit einer Axialkraftbeaufschlagt wird. Der Spannrotor kann insbesondere ein Sicherungselement, wie einen Sicherungsring, aufwiesen, das bzw. der das Gelenkpfannenelement relativ zum Spannrotor positioniert, wenn durch die Spannzange durch das Koppelelement mit einer Axialkraftbeaufschlagt wird.In particular, the coupling element has a projection with a stop surface against which the joint head element is supported when an axial force is applied to it by the collet through the coupling element. The clamping rotor can in particular have a securing element, such as a securing ring, which positions the joint socket element relative to the clamping rotor when an axial force is applied to it by the coupling element through the collet.

Vorzugsweise weist das Gelenkpfannenelement eine dem Gelenkkopfelement zugewandte Gelenkpfannenfläche auf, die wie folgt ausgestaltet ist:

- konkav; oder
- eben und relativ zu einer Hauptachse des Werkzeughalters um einem vorbestimmten Winkel (konzentrisch) geneigt. Der vorbestimmte Winkel der Gelenkpfannenfläche kann insbesondere im zwischen 15° und 85°, vorzugsweise zwischen 25° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 40° und 60° liegen.

The joint socket element preferably has a joint socket surface facing the joint head element, which is designed as follows:

- concave; or
- flat and inclined relative to a main axis of the tool holder by a predetermined angle (concentric). The predetermined angle of the joint socket surface can in particular be between 15° and 85°, preferably between 25° and 75°, particularly preferably between 40° and 60°.

Insbesondere weist das Gelenkkopfelement eine dem Gelenkpfannenelement zugewandte Gelenkkopffläche auf, die wie folgt ausgestaltet ist:

- konvex; oder
- eben und relativ zu einer Hauptachse des Werkzeughalters um einem vorbestimmten Winkel (konzentrisch) geneigt. Der vorbestimmte Winkel der Gelenkkopffläche kann insbesondere im zwischen 15° und 85°, vorzugsweise zwischen 25° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 40° und 60° liegen.

In particular, the joint head element has a joint head surface facing the joint socket element, which is designed as follows:

- convex; or
- flat and inclined relative to a main axis of the tool holder by a predetermined angle (concentric). The predetermined angle of the joint head surface can in particular be between 15° and 85°, preferably between 25° and 75°, particularly preferably between 40° and 60°.

Es wird bevorzugt, dass die Gelenkkopffläche eine Umfangsfläche eines Kugelsegments definiert, wobei die Gelenkpfannenfläche des Gelenkpfannenelements auch eine Umfangsfläche des Kugelsegments definiert und an die Gelenkkopffläche angepasst ist.It is preferred that the joint head surface defines a peripheral surface of a spherical segment, wherein the joint socket surface of the joint socket element also defines a peripheral surface of the spherical segment and is adapted to the joint head surface.

Vorzugsweise sind das Gelenkkopfelement und das Gelenkpfannenelement ringförmig ausgestaltet und konzentrisch zu einer Längsachse des Koppelelements zwischen dem Koppelelement und dem Spannrotor angeordnet.Preferably, the joint head element and the joint socket element are annular and arranged concentrically to a longitudinal axis of the coupling element between the coupling element and the clamping rotor.

Es wird bevorzugt, dass die Kupplungseinrichtung mehrere Kupplungsräume aufweist, die durch mehrere radiale Aussparungen an einer Außenfläche des Koppelelements und mehrere jeweils gegenüberliegend angeordneten Spannrotoraussparungen an einer Innenfläche des Spannrotors ausgebildet sind, in denen Kupplungselemente angeordnet sind. Die Kupplungselemente können vorzugsweise stiftförmig ausgestaltet sein. Die Abmessungen der durch die radialen Aussparungen und der Spannrotoraussparungen geformten Mitnehmerräume sind insbesondere derart ausgestaltet, dass eine zumindest geringfügige Bewegung in Radial- und Axialrichtung möglich ist, wobei dennoch eine Übertragung eines Drehmoments von dem Spannrotor auf das Koppelelement stattfindet.It is preferred that the coupling device has a plurality of coupling spaces, which are formed by a plurality of radial recesses on an outer surface of the coupling element and a plurality of tension rotor recesses, each arranged opposite one another, on an inner surface of the tension rotor, in which coupling elements are arranged. The coupling elements can preferably be designed in the shape of a pin. The dimensions of the driver spaces formed by the radial recesses and the clamping rotor recesses are in particular designed such that at least slight movement in the radial and axial directions is possible, while a torque is still transmitted from the clamping rotor to the coupling element.

Es wird bevorzugt, dass die Spannzangenaufnahmeöffnung einen unteren Bereich aufweist, in welchem das Koppelelement, zumindest teilweise, untergebracht ist, wobei der Innenradius der Spannzangenaufnahmeöffnung in diesem Bereich größer als ein Außenradius des Koppelelements ist.It is preferred that the collet receiving opening has a lower region in which the coupling element is, at least partially, accommodated, the inner radius of the collet receiving opening in this area being larger than an outer radius of the coupling element.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Koppelmittel als eine aus dem Spannrotor monolithisch geformte Koppelhülse mit einem Innengewinde dar, die drehfest, jedoch radialbeweglich relativ zum restlichen Teil des Spannrotors ausgestaltet ist, wobei das Innengewinde mit dem Spannzapfen der Spannzange in Eingriff steht. Die Koppelhülse ist vorzugsweise konzentrisch zu der Drehachse des Spannrotors innerhalb des Spannrotors angeordnet, wobei zwischen der Koppelhülse und dem Spannrotor ein zur Drehachse des Spannrotors konzentrischer Spalt geformt. Insbesondere weist der Spannrotor einen Spannrotorzapfen auf, in welchem die Koppelhülse geformt ist.In a further embodiment, the coupling means is a coupling sleeve that is monolithically formed from the clamping rotor and has an internal thread, which is designed to be non-rotatable but radially movable relative to the remaining part of the clamping rotor, the internal thread being in engagement with the clamping pin of the collet chuck. The coupling sleeve is preferably arranged concentrically to the axis of rotation of the clamping rotor within the clamping rotor, with a gap concentric to the axis of rotation of the clamping rotor being formed between the coupling sleeve and the clamping rotor. In particular, the clamping rotor has a clamping rotor pin in which the coupling sleeve is formed.

Eine solche Ausgestaltung des Koppelmittels ist insbesondere bei kurz auskragenden Werkzeughaltern vorteilhaft. Die Koppelhülse weist vorzugsweise einen gewissen Grad an Elastizität auf, sodass auch bei sehr kurzen Werkzeughaltern eine Entkopplung bzw. Weichheit zwischen dem Spannrotor und der Spannzange in radialer Richtung erreicht werden kann. Vorzugsweise entspricht die Wanddicke der Koppelhülse zumindest im Wesentlichen der Wanddicke des Spannzapfens oder des Spannrotors. Wenn ein Spannrotorzapfen vorgesehen ist, entspricht insbesondere auch die Wanddicke der Koppelhülse der Wanddicke des Spannrotorzapfens. Dies führt dazu, dass die Koppelhülse ein Federelement bildet, wodurch die Spannzange zumindest in Radialrichtung federnd gegenüber dem Spannrotor gelagert ist.Such a design of the coupling means is particularly advantageous for short-protruding tool holders. The coupling sleeve preferably has a certain degree of elasticity, so that decoupling or softness between the clamping rotor and the collet in the radial direction can be achieved even with very short tool holders. Preferably, the wall thickness of the coupling sleeve corresponds at least substantially to the wall thickness of the clamping pin or the clamping rotor. If a clamping rotor pin is provided, the wall thickness of the coupling sleeve also corresponds in particular to the wall thickness of the clamping rotor pin. This results in the coupling sleeve forming a spring element, whereby the collet is resiliently mounted relative to the clamping rotor, at least in the radial direction.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Weiterbildungen oder Details der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, der Beschreibung sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters in schematisierter Längsschnittdarstellung,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters in einer schematisierten Längsschnittdarstellung, sowie
3 eine Detailansicht eines Werkzeughalters und einer Spannzange mit einem darin eingeführtem Werkzeug in einer schematisierten Längsschnittdarstellung.

Further details of advantageous developments or details of the invention can be found in the drawings, the description and the subclaims. Show it:

1 an exemplary embodiment of the tool holder in a schematic longitudinal section view,
2 a further exemplary embodiment of the tool holder in a schematic longitudinal sectional view, as well as
3 a detailed view of a tool holder and a collet with a tool inserted therein in a schematic longitudinal section.

1 veranschaulicht einen Werkzeughalter 10, der zur Aufnahme eines Werkzeugs 19 eingerichtet ist, das in 3 symbolisch anhand seines Schafts 17 erkennbar ist. Das Werkzeug 19 kann in dem Werkzeughalter 10 axial unverschiebbar und dabei drehfest gehalten werden. Zur Aufnahme des Werkzeugs 19 dient eine Spannzange 20. Der Schaft 17 des Werkzeugs 19 kann in eine Werkzeugaufnahmeöffnung 23 in der Spannzange 20 eingeführt werden. 1 illustrates a tool holder 10, which is set up to hold a tool 19, which is in 3 can be recognized symbolically by its shaft 17. The tool 19 can be held in the tool holder 10 in an axially immovable and rotationally fixed manner. A collet chuck 20 is used to hold the tool 19. The shaft 17 of the tool 19 can be inserted into a tool receiving opening 23 in the collet chuck 20.

Der Werkzeughalter 10 weist an seinem dem Werkzeug 19 gegenüberliegenden Ende eine Maschinenspindel-Schnittstelle 41 auf, die beispielsweise als Hohlkegelschaft ausgebildet ist. Mit dieser Maschinenspindel-Schnittstelle 41 ist der Werkzeughalter 10 mit einer genormten Werkzeughalteraufnahme einer Maschinenspindel, d.h. einer drehend angetriebenen Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, verbindbar. Zum Ein- und Auswechseln des Werkzeughalters 10 in eine solche Arbeitsspindel dienen nicht weiter veranschaulichte Werkzeugwechsler. Eine an dem Werkzeughalter 10 ausgebildete sogenannte Greifscheibe 42 dient dem Werkzeughalter zur Ankupplung und temporären Aufnahme, um den Werkzeughalter 10 zwischen einem Werkzeugmagazin und der Arbeitsspindel hin und her zu transportieren sowie in die Arbeitsspindel einzusetzen und aus dieser herauszuführen.The tool holder 10 has, at its end opposite the tool 19, a machine spindle interface 41, which is designed, for example, as a hollow conical shaft. With this machine spindle interface 41, the tool holder 10 can be connected to a standardized tool holder holder of a machine spindle, ie a rotationally driven work spindle of a machine tool. Tool changers (not illustrated further) are used to change the tool holder 10 in and out of such a work spindle. A so-called gripping disk 42 formed on the tool holder 10 is used for coupling and temporarily holding the tool holder in order to hold the tool holder 10 between a tool magazine and the work spindle to be transported back and forth and to be inserted into and removed from the work spindle.

Die Maschinenspindel-Schnittstelle 41 und die Greifscheibe 42 sind vorzugsweise Teile eines Grundkörpers 11, der einen zentralen Durchgang 43 aufweist. Dieser führt in einen Spannzangenaufnahmekörper 12, der sich axial an den Grundkörper 11 anschließt und der eine kegelstumpfförmige Spannzangenaufnahmeöffnung 13 mit einer konischen Innenfläche 14 aufweist. Die Spannzangenaufnahmeöffnung 13 ist konzentrisch zu einer Hauptachse H des Werkzeughalters 10 angeordnet, die zugleich die Dreh- und Mittelachse des Werkzeugs 19 sowie der nicht weiter veranschaulichten Arbeitsspindel ist.The machine spindle interface 41 and the gripping disk 42 are preferably parts of a base body 11 which has a central passage 43. This leads into a collet receiving body 12, which axially adjoins the base body 11 and which has a frustoconical collet receiving opening 13 with a conical inner surface 14. The collet receiving opening 13 is arranged concentrically to a main axis H of the tool holder 10, which is also the rotation and central axis of the tool 19 and the work spindle, which is not further illustrated.

Der Grundkörper 11 weist eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Grundform auf. Zu dem Grundkörper 11 gehört außer der konzentrisch zu der Hauptachse H angeordneten Maschinenspindel-Schnittstelle 41 und der ebenfalls konzentrisch zu der Hauptachse H angeordneten Greifscheibe 42, ein Rohrfortsatz 44, der an der der Maschinenspindel-Schnittstelle 41 gegenüberliegenden Seite konzentrisch zu der Hauptachse H angeordnet ist. Dieser Rohrfortsatz 44 weist einen geringeren Durchmesser auf als der Außendurchmesser des Spannzangenaufnahmekörpers 12. An seinem grundkörperseitigen Ende schließt er an eine Planfläche 45 des Grundkörpers an, an der der Spannzangenaufnahmekörper 12 mit seiner dem Grundkörper 11 zugewandten Stirnseite fest anliegt.The base body 11 has a substantially rotationally symmetrical basic shape. In addition to the machine spindle interface 41, which is arranged concentrically to the main axis H, and the gripping disk 42, which is also arranged concentrically to the main axis H, the base body 11 also includes a tubular extension 44, which is arranged concentrically to the main axis H on the side opposite the machine spindle interface 41 . This tubular extension 44 has a smaller diameter than the outer diameter of the collet receiving body 12. At its end on the base body side, it connects to a flat surface 45 of the base body, on which the collet receiving body 12 rests firmly with its end face facing the base body 11.

In dem Werkzeughalter 10 ist ein Spannapparat 25 vorgesehen, der einen Spannrotor 35 und ein Koppelmittel 30 aufweist, wobei der Spannrotor 35 über das Koppelmittel 30 mit der Spannzange 20 gekoppelt ist. Das Koppelmittel 30 entkoppelt den Spannrotor 35 und die Spannzange 20 in Radialrichtung. Die Ausrichtung der Spannzange 20 wird so ausschließlich von der konischen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 in Abhängigkeit von der Axialposition der Spannzange 20 in der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 beeinflusst. Dies stellt erhöhte Anforderung an die Genauigkeit des Außenkonus der Spannzange 20 und der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 (dem Innenkonus) im Spannzangenaufnahmekörpers 12.A clamping device 25 is provided in the tool holder 10, which has a clamping rotor 35 and a coupling means 30, the clamping rotor 35 being coupled to the collet chuck 20 via the coupling means 30. The coupling means 30 decouples the clamping rotor 35 and the collet chuck 20 in the radial direction. The alignment of the collet chuck 20 is influenced exclusively by the conical inner surface of the collet receiving opening 13 depending on the axial position of the collet chuck 20 in the collet receiving opening 13. This places increased demands on the accuracy of the outer cone of the collet chuck 20 and the collet chuck receiving opening 13 (the inner cone) in the collet chuck receiving body 12.

In 3 ist eine Detailansicht des Werkzeughalters 10 und der Spannzange 20 mit einem darin eingeführtem Werkzeug 19 in einer schematisierten Längsschnittdarstellung veranschaulicht. Der Spannzangenaufnahmekörper 12 weist anschießend an der Planfläche 45 eine Zentrierfläche 60 auf. Die Zentrierfläche 60 ist vorzugsweise konusförmig ausgebildet und erstreckt sich vorzugsweise konzentrisch zu einer Mittelachse des Spannzangenaufnahmekörpers 12, zu der auch der Innenkonus der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 im Spannzangenaufnahmekörpers 12 konzentrisch ausgebildet ist. Die Zentrierfläche 60 und die Spannzangenaufnahmeöffnung 13 stehen so in einem festen, präzise konzentrischen Bezug zu der Mittelachse des Spannzangenaufnahmekörpers. Wenn der Spannzangenaufnahmekörper 12 auf den Grundkörper 11 des Werkzeughalters 10 aufgeschraubt ist, fluchtet die Mittelachse des Spannzangenaufnahmekörpers 12 mit der Hauptachse H des Werkzeughalters 10. Durch die Zentrierfläche 60 kann beispielsweise beim Schleifen der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 (des Innenkonus) in den Spannzangenaufnahmekörper 12, der Spannzangenaufnahmekörper 12 in eine feste, reproduzierbare Ausrichtung gebracht werden, wodurch eine präzise konzentrische Ausrichtung der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 im Spannzangenaufnahmekörper 12 erreicht wird.In 3 is a detailed view of the tool holder 10 and the collet chuck 20 with a tool 19 inserted therein illustrated in a schematic longitudinal section. The collet receiving body 12 has a centering surface 60 on the flat surface 45. The centering surface 60 is preferably conical and preferably extends concentrically to a central axis of the collet receiving body 12, to which the inner cone of the collet receiving opening 13 in the collet receiving body 12 is also designed concentrically. The centering surface 60 and the collet receiving opening 13 are thus in a fixed, precisely concentric relationship to the central axis of the collet receiving body. When the collet receiving body 12 is screwed onto the base body 11 of the tool holder 10, the central axis of the collet receiving body 12 is aligned with the main axis H of the tool holder 10. The centering surface 60 can be used, for example, when grinding the collet receiving opening 13 (the inner cone) into the collet receiving body 12, the collet receiving body 12 are brought into a fixed, reproducible alignment, whereby a precise concentric alignment of the collet receiving opening 13 in the collet receiving body 12 is achieved.

Zusätzlich kann, wie in 3 veranschaulicht, die Spannzange 20 an einer im montierten Zustand dem Koppelmittel 30 zugewandten Unterseite, an der ein Spannzapfen 15 mit einem Außengewinde vorgesehen ist, eine Fase 24 im der Spannzangenkörper 21 vorgesehen sein. Die Fase 24 kann sich entlang des äußeren Umfangs des Spannzangenkörpers 21 konzentrisch zu einer Mittelachse des Spannzangenkörpers 21 erstrecken, zu der auch der Außenkonus des Spannzangenkörpers 21 konzentrisch ausgebildet ist. Die Fase 24 ist vorzugsweise konusförmig ausgestaltet. Die Fase 24 und die der Außenkonus des Spannzangenkörpers 21 stehen so in einem festen, präzise konzentrischen Bezug zu der Mittelachse der Spannzange 20. Wenn die Spannzange 20 in die Spannzangenausnahmeöffnung 13 eingeführt ist, fluchtet die Mittelachse der Spannzange 20 mit der Hauptachse H des Werkzeughalters 10. Durch die Fase 24 kann beispielsweise beim Schleifen des Außenkonus im Spannzangenkörper 21, der Spannzangenkörper 21 in eine feste, reproduzierbare Ausrichtung gebracht werden, wodurch eine präzise konzentrische Ausrichtung des Spannzangenkörpers 21 und des Spannzapfens 15 erreicht wird.Additionally, as in 3 Illustrated, the collet 20 can be provided on an underside facing the coupling means 30 in the assembled state, on which a clamping pin 15 with an external thread is provided, and a chamfer 24 can be provided in the collet body 21. The chamfer 24 can extend along the outer circumference of the collet chuck body 21 concentrically to a central axis of the collet chuck body 21, to which the outer cone of the collet chuck body 21 is also designed concentrically. The chamfer 24 is preferably conical. The chamfer 24 and the outer cone of the collet chuck body 21 are thus in a fixed, precisely concentric relationship to the central axis of the collet chuck 20. When the collet chuck 20 is inserted into the collet chuck opening 13, the central axis of the collet chuck 20 is aligned with the main axis H of the tool holder 10 Through the chamfer 24, for example when grinding the outer cone in the collet body 21, the collet body 21 can be brought into a fixed, reproducible alignment, whereby a precise concentric alignment of the collet body 21 and the collet pin 15 is achieved.

Der Rohrfortsatz 44 des Grundkörpers 11 ist mit einem Außengewinde 46 versehen, mit dem der Spannzangenaufnahmekörper 12, der ein entsprechendes Innengewinde aufweist, fest verschraubbar ist. Das Gewinde kann zusätzlich verklebt sein, um ein unbeabsichtigtes Lösen des Spannzangenaufnahmekörpers 12 von dem Grundkörper 11 zu vermeiden. Es ist aber auch möglich, das Gewinde lösbar zu lassen, um den Spannzangenaufnahmekörper 12 bedarfsweise auswechseln zu können, beispielsweise zu Wartungszwecken, Reparaturzwecken oder zu Anpassungszwecken.The tubular extension 44 of the base body 11 is provided with an external thread 46 with which the collet receiving body 12, which has a corresponding internal thread, can be firmly screwed. The thread can also be glued in order to avoid unintentional loosening of the collet receiving body 12 from the base body 11. However, it is also possible to leave the thread detachable in order to be able to replace the collet receiving body 12 if necessary, for example for maintenance purposes, repair purposes or for adjustment purposes.

Im Zusammenhang damit ist es möglich, einen Satz verschiedener Spannzangenaufnahmekörper 12 bereitzustellen, die sich durch mindestens eine Eigenschaft voneinander unterscheiden. Beispielsweise können die verschiedenen Spannzangenaufnahmekörper verschiedene Außendurchmesser und/oder verschiedene Spannzangenaufnahmeöffnungen 13 und/oder verschiedene axiale Längen aufweisen.In connection with this, it is possible to provide a set of different collet receiving bodies 12 which differ from one another in at least one property. For example, the different collet receiving bodies can have different outside diameters and/or different collet receiving openings 13 and/or different axial lengths.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 10 weist einen Spannzangenaufnahmekörper 12 auf, der eine vergleichsweise lang auskragende und schlanke Außenkontur aufweist.This in 1 The exemplary embodiment of the tool holder 10 shown has a collet receiving body 12, which has a comparatively long and slim outer contour.

An seinem dem Grundkörper 11 zugewandten Ende weist der Spannzangenaufnahmekörper 12 eine Stirnfläche 48 auf, die als Lagersitz für ein Axialdrucklager 47 dient. Das Axialdrucklager 47 wird beispielsweise durch einen Gleitring gebildet, der als Flachring mit zwei zueinander parallelen ebenen Flachseiten ausgebildet sein kann.At its end facing the base body 11, the collet receiving body 12 has an end face 48, which serves as a bearing seat for an axial thrust bearing 47. The axial thrust bearing 47 is formed, for example, by a sliding ring, which can be designed as a flat ring with two flat sides that are parallel to one another.

Das durch den Gleitring gebildete Axialdrucklager 47 dient zur axialen Abstützung eines Spannrotors 35 beim Spannen. An einer dem Spannzangenaufnahmekörper 12 zugewandten Seite des Spannrotors 35 ist eine Ringschulter mit einer vorzugsweise ebenen ringförmigen Lagerfläche 49 ausgebildet, an der sich der Spannrotor 35 an einer der ebenen Flachseiten des Axialdrucklagers 47 abstützt.The axial thrust bearing 47 formed by the sliding ring serves to axially support a clamping rotor 35 during clamping. On a side of the clamping rotor 35 facing the collet receiving body 12, an annular shoulder with a preferably flat annular bearing surface 49 is formed, on which the clamping rotor 35 is supported on one of the flat flat sides of the axial thrust bearing 47.

Der Spannrotor 35 ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung im Anschluss an die Stirnfläche 48 in eine entsprechende Bohrung des Grundkörpers 11 hinein.The clamping rotor 35 is preferably hollow cylindrical and extends in the axial direction following the end face 48 into a corresponding bore in the base body 11.

An einem unteren Ende des Spannrotors 35 weist dieser an seinem Außenumfang eine Verzahnung auf, die mit einer Schneckenwelle 59 in Eingriff steht. Die Schneckenwelle 59 ist in dem Grundkörper 11 um eine quer zu der Hauptachse H orientierte Drehachse drehbar gelagert und von außen her zugänglich (nicht abgebildet). Sie ist durch ein Werkzeug drehbar. Zum Ansatz eines Werkzeugs kann die Schneckenwelle 59 stirnseitig mit einer polygonalen Sackbohrung beispielsweise einer Sechsecköffnung oder einem anderen Werkzeugansatzprofil versehen sein.At a lower end of the clamping rotor 35, it has a toothing on its outer circumference, which is in engagement with a worm shaft 59. The worm shaft 59 is rotatably mounted in the base body 11 about an axis of rotation oriented transversely to the main axis H and is accessible from the outside (not shown). It can be rotated using a tool. To attach a tool, the worm shaft 59 can be provided on the front side with a polygonal blind hole, for example a hexagonal opening or another tool attachment profile.

Durch Drehen der Schneckenwelle 59 wird der Spannrotor 35 mit entsprechender Untersetzung gedreht. Die Verzahnung und die Schneckenwelle 59 bilden somit eine Drehvorrichtung 58 für den Spannrotor 35.By turning the worm shaft 59, the clamping rotor 35 is rotated with the appropriate reduction. The teeth and the worm shaft 59 thus form a rotating device 58 for the clamping rotor 35.

Bei dem in 1 gezeigten Werkzeughalter 10 wird der Spannrotor 35 über ein Koppelmittel 30 mit der Spannzange 20 gekoppelt. Das Koppelmittel 30 ist in diesem Beispiel als ein Koppelelement 31 ausgebildet. Das Koppelelement 31 ist zumindest im Wesentlichen hohlzylindrisch mit einem ersten Ende 36 und einem zweiten Ende 37 ausgebildet.At the in 1 In the tool holder 10 shown, the clamping rotor 35 is coupled to the collet chuck 20 via a coupling means 30. The coupling means 30 is designed as a coupling element 31 in this example. The coupling element 31 is at least essentially hollow cylindrical with a first end 36 and a second end 37.

Der Innenradius des Spannrotors 35 ist größer als der Außenradius des Koppelelements 31. Das Koppelelement 31 erstreckt sich von der Spannzange 20 bis in dem Spannrotor 35 hinein, sodass das zweite Ende 37 innerhalb des Spannrotors 35 angeordnet ist. Zwischen dem Spannrotor 35 und dem Koppelelement 31 ist eine Gelenkeinrichtung 32 angeordnet.The inner radius of the clamping rotor 35 is larger than the outer radius of the coupling element 31. The coupling element 31 extends from the collet chuck 20 into the clamping rotor 35, so that the second end 37 is arranged within the clamping rotor 35. A joint device 32 is arranged between the clamping rotor 35 and the coupling element 31.

Die Gelenkeinrichtung 32 weist ein Gelenkpfannenelement 34 auf, das vorzugsweise ringförmig ausgestaltet ist. Das ringförmig ausgestaltete Gelenkpfannenelement 34 weist eine dem Spannzangenaufnahmekörper 12 zugewandte Gelenkpfannenplanfläche 53 auf, die an einem Sicherungsring 54, der vorzugsweise als ein Flachring ausgebildet ist, anliegt.The joint device 32 has a joint socket element 34, which is preferably annular. The ring-shaped joint socket element 34 has a joint socket flat surface 53 facing the collet receiving body 12, which rests on a locking ring 54, which is preferably designed as a flat ring.

Das Gelenkpfannenelement 34 liegt außerdem in radialer Richtung, vorzugsweise plan an eine Innenwand des Spannrotors 35 an. Unter Druckbelastung ist so die axiale wie auch radiale Position des Gelenkpfannenelements 34 relativ zu dem Spannrotor 35 festgelegt.The joint socket element 34 also rests in the radial direction, preferably flat, against an inner wall of the clamping rotor 35. Under pressure, the axial and radial position of the joint socket element 34 is determined relative to the clamping rotor 35.

An einer dem Spannzangenaufnahmekörper 12 abgewandten Seite des Gelenkpfannenelements 34 weist das Gelenkpfannenelement 34 eine Gelenkpfannenfläche 52 auf, die eine Umfangsfläche eines Kugelsegments K definiert. An die Gelenkpfannenfläche 52 schließt das Gelenkkopfelement 33 mit einer Gelenkkopffläche 50 an. Die Gelenkkopffläche 50 ist an die Gelenkpfannenfläche 52 angepasst, so dass auch diese eine Umfangsfläche des Kugelsegments K definiert.On a side of the joint socket element 34 facing away from the collet receiving body 12, the joint socket element 34 has a joint socket surface 52, which defines a peripheral surface of a spherical segment K. The joint head element 33 adjoins the joint socket surface 52 with a joint head surface 50. The joint head surface 50 is adapted to the joint socket surface 52, so that this also defines a peripheral surface of the spherical segment K.

An einer der Gelenkkopffläche 50 abgewandten Seite des Gelenkkopfelements 33 weist dieses eine Gelenkkopfplanfläche 51 auf, an der eine vorzugsweise ebene Anlagefläche einer Ringschulter 55 des Koppelelements 31 anliegt. In radialer Richtung liegt das Gelenkkopfelement 33 eben an einer Außenwand des Koppelelements 31 an, sodass das Gelenkkopfelement 33 eine feste Axial- und Radialposition relativ zum Koppelelement 31 aufweist. Die Gelenkeinrichtung 32 bildet eine Kugelgelenk- bzw. Schwenkgelenkaufhängung des zweiten Endes 37 des Koppelelements 31 an dem Spannrotor 35 aus.On a side of the joint head element 33 facing away from the joint head surface 50, this has a joint head flat surface 51, against which a preferably flat contact surface of an annular shoulder 55 of the coupling element 31 rests. In the radial direction, the joint head element 33 lies flat against an outer wall of the coupling element 31, so that the joint head element 33 has a fixed axial and radial position relative to the coupling element 31. The joint device 32 forms a ball joint or swivel joint suspension of the second end 37 of the coupling element 31 on the clamping rotor 35.

Zwischen dem Koppelelement 31 und dem Spannrotor 35 ist außerdem eine Drehmomentübertagungseinrichtung 56 ausgestaltet. Die Drehmomentübertagungseinrichtung 56 ist vorzugsweise dadurch ausgebildet, dass das Koppelelement 31 mehrere radiale Aussparungen 38 und der Spannrotor 35 an seiner Innenfläche jeweils gegenüberliegend zu den radialen Aussparungen 38 mehrere radiale Spannrotoraussparungen 26 aufweist.A torque transmission device 56 is also designed between the coupling element 31 and the clamping rotor 35. The torque ment transmission device 56 is preferably designed in that the coupling element 31 has a plurality of radial recesses 38 and the clamping rotor 35 has a plurality of radial clamping rotor recesses 26 on its inner surface, each opposite the radial recesses 38.

Die radialen Aussparungen 38 und die radialen Spannrotoraussparungen 26 bilden paarweise gemeinsame Mitnehmerräume 27, in denen je ein Mitnehmerelement 28 angeordnet ist. Die Mitnehmerelemente 28 sind vorzugsweise als Mitnehmerstifte ausgebildet. Die Drehmomentübertagungseinrichtung 56 weist ein Radialspiel auf, so dass hierdurch keine starre Verbindung in Radialrichtung zwischen Spannrotor 35 und Koppelelement 31 entsteht.The radial recesses 38 and the radial clamping rotor recesses 26 form common driver spaces 27 in pairs, in each of which a driver element 28 is arranged. The driver elements 28 are preferably designed as driver pins. The torque transmission device 56 has a radial play, so that this does not create a rigid connection in the radial direction between the clamping rotor 35 and the coupling element 31.

Die Spannzange 20 weist an seiner Unterseite einen Spannzapfen 15 mit einem Außengewinde auf. An dem ersten Ende 36 ist das Koppelelement 31 mit einem Innengewinde versehen, das mit dem Außengewinde des Spannzapfens 15 in Eingriff steht. Der Spannzapfen 15 weist ein Durchmesser auf, der geringer ist als der am Ende ihres konischen Abschnitts zu messende Durchmesser der Spannzange 20.The collet 20 has a clamping pin 15 with an external thread on its underside. At the first end 36, the coupling element 31 is provided with an internal thread which engages with the external thread of the clamping pin 15. The clamping pin 15 has a diameter that is smaller than the diameter of the collet chuck 20 to be measured at the end of its conical section.

Der Kraftschluss der Spannkraft, mit der die Spannzange 20 festgespannt wird, führt von dem Spannzapfen 15 der Spannzange 20 über das Koppelelement 31, von dem Koppelelement 31 über das Gelenkkopfelement 33 auf das Gelenkpfannenelement 34, und von dort über den Sicherungsring 54 auf den Spannrotor 35, der wiederum mit dem Axialdrucklager 47 sich gegen den Spannzangenaufnahmekörper 12 abstützt, wodurch der Kraftschlusskreis der Spannkraft geschlossen ist.The adhesion of the clamping force with which the collet chuck 20 is clamped leads from the clamping pin 15 of the collet chuck 20 via the coupling element 31, from the coupling element 31 via the joint head element 33 to the joint socket element 34, and from there via the locking ring 54 to the clamping rotor 35 , which in turn is supported with the axial thrust bearing 47 against the collet receiving body 12, whereby the frictional circuit of the clamping force is closed.

An einer der Spannzange 20 abgewandten Seite des Koppelelements 31 ist außerdem ein vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildetes Abstützelement 57 angeordnet, gegen das sich das Koppelelement 31 beim Lockern der Spannzange 20 in Axialrichtung abstützen kann.On a side of the coupling element 31 facing away from the collet chuck 20, a preferably hollow cylindrical support element 57 is also arranged, against which the coupling element 31 can be supported in the axial direction when the collet chuck 20 is loosened.

Wie bereits zuvor erwähnt kann der Spannzangenaufnahmekörper 12 verschiedene axiale Längen aufweisen. Dementsprechend kann das Koppelelement 31 ab die axiale Länge des Spannzangenaufnahmekörpers 12 angepasst sein und auch verschiedene axiale Längen aufweisen.As already mentioned before, the collet receiving body 12 can have different axial lengths. Accordingly, the coupling element 31 can be adapted to the axial length of the collet receiving body 12 and can also have different axial lengths.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeughalters 10 in einer schematisierten Längsschnittdarstellung veranschaulicht. Für das zweite Ausführungsbeispiel gilt die vorige Beschreibung unter Zugrundelegung der bereits eingeführten Bezugszeichen entsprechend. Ergänzend gilt:In 2 a further exemplary embodiment of the tool holder 10 according to the invention is illustrated in a schematic longitudinal sectional view. For the second exemplary embodiment, the previous description applies accordingly based on the reference numbers already introduced. In addition:

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Koppelmittel 30 als eine Koppelhülse 39 ausgebildet ist, die in dem Spannrotor 35 angeordnet ist. Die Koppelhülse 39 ist monolithisch aus dem Spannrotor 35 geformt.The second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the coupling means 30 is designed as a coupling sleeve 39 which is arranged in the clamping rotor 35. The coupling sleeve 39 is monolithically formed from the clamping rotor 35.

In diesem Beispiel weist der Spannrotor 35 einen Spannrotorzapfen 29 auf, in welchem vorzugsweise die Koppelhülse 39 geformt ist. Zwischen einer Außenwand 57 des Spannrotorzapfens 29 weist der Spannrotor 35 einen Spalt 40 auf, der sich von einer der Spannzange 20 zugewandten Innenseite des Spannrotors 35 in axialer Richtung in den Spannrotorzapfen 29 hinein erstreckt. Der Spalt 40 ist konzentrisch zu einer Mittelachse des Spannrotors 35 angeordnet. Die Koppelhülse 39 weist außerdem ein Innengewinde auf, das mit dem Außengewinde des Spannzapfens 15 in Eingriff steht.In this example, the clamping rotor 35 has a clamping rotor pin 29, in which the coupling sleeve 39 is preferably formed. Between an outer wall 57 of the clamping rotor pin 29, the clamping rotor 35 has a gap 40 which extends in the axial direction into the clamping rotor pin 29 from an inside of the clamping rotor 35 facing the collet chuck 20. The gap 40 is arranged concentrically to a central axis of the clamping rotor 35. The coupling sleeve 39 also has an internal thread that engages with the external thread of the clamping pin 15.

Die Koppelhülse 39 weist ein gewisses Maß an Elastizität in Radialrichtung auf, so dass die Spannzange 20 mit einer gewissen Weichheit in Radialrichtung bzw. radialspielbehaftet in dem Spannrotor 35 von der Koppelhülse 39 aufgenommen wird.The coupling sleeve 39 has a certain degree of elasticity in the radial direction, so that the collet chuck 20 is received by the coupling sleeve 39 with a certain softness in the radial direction or with radial play in the clamping rotor 35.

Der insoweit beschriebene Werkzeughalter wird zum Spannen und Lösen von Rundschäften von Werkzeugen wie folgt eingesetzt:The tool holder described so far is used for clamping and loosening round shafts of tools as follows:

Zum Spannen wird ein Werkzeugschaft in die zylindrische Werkzeugaufnahmeöffnung 23 bis in die gewünschte Tiefe, zum Beispiel vollständig eingeschoben. An der Spannzange 20 können Sicherungsmittel vorgesehen sein, um den Schaft des Werkzeuges in der Spannzange 31 axial fest zu arretieren. Dazu können beispielsweise Radial- oder Querstifte dienen, die mit entsprechenden Ausnehmungen des Werkzeugschafts zusammenwirken und in der Spannzange gehalten sind. Außerdem kann in dem Spannzapfen 15 der Spannzange 20 Axialanschlagelement, wie eine Feder, eine Schraube oder dergleichen, angeordnet sein, die das Werkzeug mit einer axial nach außen gerichteten Kraft gegen das entsprechende Axialanschlagelement spannt oder die als Tiefenanschlag dient, um ein Eindrücken des Werkzeugschafts in die Spannzange 31 zu verhindern.For clamping, a tool shank is inserted into the cylindrical tool receiving opening 23 to the desired depth, for example completely. Securing means can be provided on the collet chuck 20 in order to axially firmly lock the shaft of the tool in the collet chuck 31. For example, radial or transverse pins can be used for this purpose, which interact with corresponding recesses in the tool shank and are held in the collet chuck. In addition, an axial stop element, such as a spring, a screw or the like, can be arranged in the clamping pin 15 of the collet 20, which clamps the tool with an axially outwardly directed force against the corresponding axial stop element or which serves as a depth stop in order to prevent the tool shaft from being pressed in to prevent the collet 31.

Das Einsetzen des Werkzeugs 19 in die Spannzange 20 kann innerhalb des Werkzeughalters 10 erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, das Werkzeug 19 und die Spannzange 20 außerhalb des Werkzeughalters 10 miteinander in Eingriff zu bringen und, falls Axialanschlagelemente vorgesehen sind, diese anzubringen bzw. zu aktivieren.The tool 19 can be inserted into the collet chuck 20 within the tool holder 10. However, it is also possible to bring the tool 19 and the collet chuck 20 into engagement with one another outside the tool holder 10 and, if axial stop elements are provided, to attach or activate them.

Zum eigentlichen Spannen des Werkzeugs in dem Werkzeughalter 10 befindet sich das Gewinde des Spannzapfens 15 in Eingriff mit dem Innengewinde des Koppelmittels 30. Dieses wird nun über den Spannrotor 35 mittels der Drehvorrichtung 58 so gedreht, dass die Spannzange 20 in die Spannzangenaufnahmeöffnung 13 hineingezogen wird.This is located in the tool holder 10 for actually clamping the tool Thread of the clamping pin 15 engages with the internal thread of the coupling means 30. This is now rotated via the clamping rotor 35 by means of the rotating device 58 so that the collet chuck 20 is pulled into the collet receiving opening 13.

Dabei werden Querkräfte, die durch die Drehvorrichtung 58 auf den Spannrotor 35 einwirken von dem Koppelmittel 30 entkoppelt, sodass die Spannzange 20 nur von der konischen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 geführt wird. Eine Schrägstellung der Spannzange 20 beim Spannen kann so verhindert werden. Ist das Werkzeug 19 auf diese Weise festgezogen, ist der Werkzeughalter mit Werkzeug 11 einsatzbereit.In this case, transverse forces that act on the clamping rotor 35 through the rotating device 58 are decoupled from the coupling means 30, so that the collet chuck 20 is guided only by the conical inner surface of the collet chuck receiving opening 13. An inclination of the collet chuck 20 during clamping can thus be prevented. If the tool 19 is tightened in this way, the tool holder with tool 11 is ready for use.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter 10 dient dazu, ein Werkzeug in einer Spannzange 20 zu spannen, wobei die Spannzange 20 mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, ohne, dass beim Spannen eines Werkzeugs radiale Kraftkomponenten, die von einer Drehvorrichtung 58 auf einen Spannrotor 35 eingeleitet werden, auf die Spannzange 20 übertragen werden. Hierfür weist der Werkzeughalter 10 einen Spannapparat 25 mit einem Spannrotor 35 und einem Koppelmittel 30 auf, durch das die Spannzange 20 und der Spannrotor 35 in einer Radialrichtung entkoppelt sind. Das Koppelmittel 30 entkoppelt den Spannrotor 35 und die Spannzange 20 in Radialrichtung, um zu verhindern, dass die Spannzange 20 durch den Spannrotor 35 in eine schräge Ausrichtung gezwungen wird. Die Ausrichtung der Spannzange 20 wird so ausschließlich von der konischen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung in Abhängigkeit von der Axialposition der Spannzange 20 in der Spannzangenaufnahmeöffnung 13 beeinflusst. Dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der Rundlaufeigenschaften des Werkzeughalters 10.The tool holder 10 according to the invention serves to clamp a tool in a collet chuck 20, the collet chuck 20 being subjected to an axial force, without radial force components, which are introduced from a rotating device 58 onto a clamping rotor 35, being applied to the clamping rotor 35 when clamping a tool Collet 20 can be transferred. For this purpose, the tool holder 10 has a clamping device 25 with a clamping rotor 35 and a coupling means 30, through which the collet chuck 20 and the clamping rotor 35 are decoupled in a radial direction. The coupling means 30 decouples the clamping rotor 35 and the collet chuck 20 in the radial direction to prevent the collet chuck 20 from being forced into an oblique orientation by the clamping rotor 35. The alignment of the collet chuck 20 is influenced exclusively by the conical inner surface of the collet receiving opening depending on the axial position of the collet chuck 20 in the collet receiving opening 13. This leads to a significant improvement in the concentricity properties of the tool holder 10.

Die im Zusammenhang mit der 3 beschriebene Zentrierfläche 60 sowie der Fase 24 kann auch bei Spannzangenwerkzeughaltern mit anderweitigen Spannapparaten Anwendung finden.Those related to the 3 The centering surface 60 described and the chamfer 24 can also be used in collet tool holders with other clamping devices.

Bezugszeichen:Reference symbol:

1010: WerkzeughalterTool holder
1111: GrundkörperBasic body
1212: SpannzangenaufnahmekörperCollet receiving body
1313: SpannzangenaufnahmeöffnungCollet receiving opening
1414: Innenfläche der SpannzangenaufnahmeöffnungInner surface of the collet receiving opening
1515: Spannzapfenclamping pin
1717: Werkzeugschafttool shank
1919: WerkzeugTool
2020: SpannzangeCollet
2121: SpannzangenkörperCollet body
2222: Außenfläche der SpannzangeExternal surface of the collet
2323: Werkzeugaufnahmeöffnung der SpannzangeTool holder opening of the collet chuck
2424: Fase der SpannzangeChamfer of the collet
2525: SpannapparatClamping device
2626: SpannrotoraussparungenClamping rotor recesses
2727: KupplungsräumeCoupling rooms
2828: KupplungselementeCoupling elements
2929: SpannrotorzapfenClamping rotor pin
3030: Koppelmittelcoupling agent
3131: KoppelelementCoupling element
3232: GelenkeinrichtungJoint device
3333: GelenkkopfelementJoint head element
3434: GelenkpfannenelementJoint socket element
3535: Spannrotortension rotor
3636: erstes Endefirst ending
3737: zweites Endesecond ending
3838: Aussparungen im KoppelelementRecesses in the coupling element
3939: Koppelhülsecoupling sleeve
4040: Spaltgap
4141: Maschinenspindel-SchnittstelleMachine spindle interface
4242: GreifscheibeGripping disc
4343: zentraler Durchgangcentral passage
4444: RohrfortsatzTubular process
4545: PlanflächePlan surface
4646: AußengewindeExternal thread
4747: AxialdrucklagerThrust bearing
4848: Stirnflächeface
4949: Lagerflächestorage area
5050: GelenkkopfflächeArticular head surface
5151: GelenkkopfplanflächeJoint head plane surface
5252: Gelenkpfannenflächearticular surface
5353: Gelenkspfannenplanflächeacetabular surface
5454: SicherungsringCirclip
5555: Ringschulter des KoppelelementsRing shoulder of the coupling element
5656: DrehmomentübertagungseinrichtungTorque transmission device
5757: AbstützelementSupport element
5858: DrehvorrichtungRotating device
5959: Schneckenwelleworm shaft
6060: Zentrierflächecentering surface
DD: Drehachse des SpannrotorsAxis of rotation of the tension rotor
HH: Hauptachse des WerkzeughaltersMain axis of the tool holder
KK: KugelsegmentSpherical segment
LL: Längsachse der SpannzangeLongitudinal axis of the collet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102018111044 A1 [0003]

Claims

Tool holder (10) for clamping tools, in particular for machining workpieces with rotating tools, comprising: - a base body (11) with a collet receiving body (12) attached thereto, the collet receiving body (12) having a collet receiving opening (13) with a conical inner surface (14); - a collet chuck (20) with a collet chuck body (21) which has a conical outer surface (22) and an at least substantially cylindrical tool receiving opening (23); and - a clamping device (25) for applying axial force to the collet chuck (20), which is at least partially arranged in the base body (11) of the tool holder (10) and - a clamping rotor (35) rotatably mounted about an axis of rotation (D) by means of a rotating device (35) and - Has a coupling means (30) which is connected to the clamping rotor (35) in a rotationally fixed but radially movable manner.

Tool holder (10). Claim 1 , characterized in that the coupling means (30) is connected to the clamping rotor (35) in a rotationally fixed but pendular manner by means of a coupling device (56).

Tool holder (10). Claim 1 or 2 , characterized in that the coupling means (30) is designed as a coupling element (31) with a first end (36) facing the collet chuck (20), in which an internal thread is formed, which is connected to an external thread of a clamping pin (15). the collet chuck (20) is engaged.

Tool holder (10). Claim 3 , characterized in that the coupling element (31) has a second end (37) facing away from the collet chuck (20), on which the coupling device (56) is arranged.

Tool holder (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (31) is connected to the coupling device (56) in a radially movable and axially movable manner.

Tool holder (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping device (25) has a joint device (32) which allows a pivoting movement between the coupling element (31) and the clamping rotor (35).

Tool holder (10). Claim 6 , characterized in that the joint device (32) has a joint socket element (34) which is arranged under axial pressure in a fixed radial and axial position relative to the clamping rotor (35).

Tool holder (10). Claim 6 or 7 , characterized in that the joint device (32) has a joint head element (33) which is arranged under axial pressure in a fixed radial and axial position relative to the coupling element (31).

Tool holder (10). Claim 7 or 8th , characterized in that the joint head element (33) is designed to be radially movable relative to the clamping rotor (35).

Tool holder (10) according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the joint socket element (34) has a joint socket surface (52) facing the joint head element (33), which is designed as follows: - concave; or - flat and inclined at a predetermined angle relative to a main axis (H) of the tool holder (10).

Tool holder (10) according to one of the Claims 7 until 10 , characterized in that the joint head element (33) has a joint head surface (50) facing the joint socket element (34), which is designed as follows: - convex; or - flat and inclined at a predetermined angle relative to a main axis (H) of the tool holder (10).

Tool holder (10) according to one of the Claims 7 until 11 , characterized in that the joint head surface (50) defines a peripheral surface of a spherical segment (K), wherein the joint socket surface (52) of the joint socket element (34) also defines a peripheral surface of the spherical segment (K) and is adapted to the joint head surface (50).

Tool holder (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the joint head element (33) and the joint socket element (34) are designed annularly.

Tool holder (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (56) has a plurality of coupling spaces (27) which are formed by a plurality of radial recesses (38) on an outer surface of the coupling element (31) and a plurality of clamping rotor recesses (26) arranged opposite each other ) formed on an inner surface of the clamping rotor (25). det are in which coupling elements (28) are arranged.

Tool holder (10). Claim 1 , characterized in that the coupling means (30) is designed as a monolithically shaped coupling sleeve (39) from the clamping rotor (35) with an internal thread, which is designed to be non-rotatable but radially movable relative to the remaining part of the clamping rotor (35), the internal thread the coupling sleeve (39) engages with an external thread of a clamping pin (15) of the collet chuck (20).

Tool holder (10). Claim 15 , characterized in that the coupling sleeve (39) is arranged concentrically to the axis of rotation (D) of the clamping rotor (25) within the clamping rotor (25), with between the coupling sleeve (39) and the clamping rotor (35) a to the axis of rotation (D) concentric gap (40) is formed.