DE1245250B - Vorrichtung zum wahlweisen Einspannen von Werkzeugen mit steilem oder flachem Aussenkonus in einer Spindel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B23c

Deutschem.: 49 b-4/06

Nummer: 1245250

Aktenzeichen: S1007951 b/49 b

Anmeldetag: 3. Dezember 1965

Auslegetag: 20. Juli 1967

Vorrichtung zum wahlweisen Einspannen von
Werkzeugen mit steilem oder flachem
Außenkonus in einer Spindel

Anmelder:

Societe Genevoise d'Instruments de Physique,

Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander und Dr.-Ing. M. Böning,

Patentanwälte, Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:
Germain Rollat, Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 4. Dezember 1964 (15 739)

Die Spindeln von Werkzeugmaschinen weisen im allgemeinen an ihrem Ende einen Innenkonus auf, der zur Aufnahme eines mit dem durch diese Spindel anzutreibenden Werkzeug kraftschlüssig verbundenen Außenkonus bestimmt ist. Das Einspannen des Außenkonus in den Innenkonus wird mit Hilfe einer zur Spindel koaxialen Einspannstange erreicht.

Im allgemeinen sind die Außen- und Innenkonusse entweder von dem Morse-Typ (metrischer Typ) oder von dem amerikanischen ASA-Typ. Für einen gleichen Spindeldurchmesser gewährleistet der Morse-Konus von geringer Verjüngung (5^fl/o) ein besseres Zentrieren des Werkzeuges; dagegen empfiehlt sich der amerikanische Konus mit größerer Öffnung (29,17°/o) besser für die Befestigung von Werkzeugen mit großem Durchmesser.

Bei den bekannten Einspannvorrichtungen wird die Einspannstange entweder von Hand oder mit Hilfe eines Elektromotors oder auch mit Hilfe eines hydraulischen Kolbens betätigt.

Da der Morse-Konus eine sehr schwache Verjüngung aufweist, bildet er einen selbsthemmenden Ko-

nus, so daß die auf die Einspannstange auszuübende ~

Kraft, um einen guten Halt des Werkzeuges in seiner

Stellung in der Spindel sicherzustellen, relativ ge- 25 Durch die Verstellbarkeit der Federkraft der Spannring ist, aber die erforderliche Kraft zum Ausspan- feder wird es auf einfache Art und Weise möglich, nen ist sehr viel größer. Flachkonen mit entsprechend kleiner und Steilkonen

Mit dem amerikanischen ASA-Konus, dessen Öff- mit entsprechend großer Kraft festzuspannen.
nungswinkel viel größer ist, ist die Kraft des Ein- Die Feder ist vorzugsweise als Druckfeder ausgespannens, um einen guten Halt des Werkzeuges in 30 bildet, und bei einer besonders vorteilhaften Ausfühder Spindel sicherzustellen, relativ groß, während die rung der Erfindung wird die Federspannung dadurch Kraft zum Ausspannen gleich Null ist. verändert, daß die Spannstange über Kupplungs-

Jeder der beiden im folgenden auch als Flach- elemente veränderbarer oder unterschiedlicher Länge bzw. Steilkonus bezeichneten Konustypen weist Vor- in bekannter Weise mit dem Werkzeugschaft kuppelteile und Nachteile auf; es ist daher für den Benutzer 35 bar ist.

interessant, über beide Konustypen auf der gleichen · In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Spindel zu verfügen. Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Fig. 1 ist eine Ansicht der werkzeugtragenden

zum wahlweisen Einspannen von Werkzeugen mit Spindel, wobei gewisse Teile in axialem Schnitt darsteilem oder flachem Außenkonus in eine Spindel 40 gestellt sind;

mit steilem Innenkonus, mit in die Spindel einsetz- F i g. 2 ist eine Ansicht in teilweise axialem Schnitt

des Endes der Spindel in größerem Maßstab;

Fig. 3 ist eine Ansicht in teilweise axialem Schnitt des Endes der mit einer abnehmbaren Hülse ausgestatteten Spindel.

Gemäß der Zeichnung trägt ein Kopf 1 der Werkzeugmaschine eine mit Kegel-Rollenlagern 3 ausgestattete Hülse 2 (F i g. 2, 3), in welcher die Nase der Spindel 4 sich frei dreht. Das vordere Ende der

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Spannung 50 Spmdelnase weist eine konische Bohrung 5 mit groder Spannfeder in Abhängigkeit von der Steigung des ßem Öffnungswinkel (29,17 %>) vom amerikanischen jeweils verwendeten Werkzeugkonus einstellbar ist. ASA-Typ auf. Die Spindel 4 ist weiterhin mit einer

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barer Zwischenhülse mit steilem Außen- und flachem Innenkonus, einer koaxial in der Spindel geführten Spannstange, mit Spannfeder und einer Kolben-Zylinder-Anordnung zum Lösen der Federspannung.

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der vorstehenden Art derart weiterzuentwickeln, daß beim Spannen dem jeweils zur Einspannung gelangenden Konustyp Rechnung getragen werden kann.

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axialen Bohrung 6 versehen, in welcher sich eine (Fig. 1) bewirkt der Benutzer das Unterspannung-Einspannstange 7 befindet, deren hinteres Ende setzen der Wicklung des elektromagnetischen Veneinen Ansatz 8 hat, auf den eine Feder 9 wirkt, tils 32 und die Speisung der Kolben-Zylinder-Einheit welche sich auf einen mit der Spindel 4 kraftschlüssig mit Druckflüssigkeit. Diese Druckflüssigkeit bewirkt verbundenen Anschlag abstützt. Der vordere Teil 5 eine axiale Verschiebung des Kolbens 30, so daß der Einspannstange 7 umfaßt einen zur Zusammen- dieser mit seiner Kolbenstange 31 gegen das hintere arbeit mit dem Werkzeug bestimmten Kupplungs- Ende der Einspannstange 7 drückt. Die Druckteil 10. flüssigkeit übt durch Vermittlung des Kolbens 30

Die Stirnseite 11 der Spindelnase weist mit Innen- einen axialen Druck gegen die Wirkung der Feder 9 gewinde versehene Bohrungen 12 auf, in welche Be- io auf die Einspannstange 7 aus und bewirkt damit eine festigungsschrauben 13 einer abnehmbaren Hülse 14 axiale Verschiebung dieser Stange in Richtung des eingeschraubt werden, wobei die Hülse 14 einerseits Pfeiles /. Nun kann der Benutzer die Einspanneinen Außenkonus 15 mit großer öffnung aufweist, stange 7 leicht an das Endstück 35 des in die köder in den Innenkonus 5 der Spindelnase eingreift, nische Lagerung 5 greifenden Werkstückes hängen, und andererseits einen Innenkonus 16 von geringer 15 Nach Öffnen des Schalters 37 wird die Kolben-Zy-Verjüngung (5%) zur Aufnahme eines Werk- linder-Einheit entleert, und die Einspannstange kann zeuges W. ' sich unter der Wirkung der Feder 9 nach hinten ver-

Am hinteren Ende der Spindel ist eine Zwischen- schieben; das Werkzeug wird damit gespannt. Die hülse 17 befestigt, die im Innern einer ,Hülse 18 in dank der geringen Länge α des Endstückes 35 des Längsrichtung durch Nut und Feder geführt wird. 20 Werkzeuges stark zusammengedrückte Feder 9 übt Die Hülse 18 ist in Rollenlagern 19, 20 im Kopf 1 einen starken Zug auf die Einspannstange aus, wenn drehbar gelagert. Die axiale Stellung der Hülse 18 der Außenkonus 15 des Werkzeuges mit der kowird durch die genannten Rollen 19, 20 oder durch nischen Bohrung 5 in Kontakt tritt, so daß das Werkandere bekannte Mittel festgelegt. Über ein Zahn- zeug fest in der Arbeitsstellung in der Spindelnase rad 21 auf der Hülse 18 wird die Spindel über eine 25 gehalten wird.

nicht gezeigte Getriebeverbindung durch den An- Um das Werkzeug loszulösen, schließt der Betriebsmotor angetrieben. Die Zwischenhülse 17 hat nutzer den Schalter 37, damit die Speisung der in der Nähe ihres hinteren Endes eine mit einer Kolben-Zylinder-Emheit mit Druckflüssigkeit und Bohrung 23 versehene Trennwand 22. damit eine Verschiebung der Einspannstange nach

Im Innern der Zwischenhülse 17 befindet sich eine 30 vorn gegen die Wirkung der Feder 9 bewirkt wird. Kolben-Zylinder-Einheit 24. Sie wird einerseits mit Will der Benutzer dagegen in der Spindelnase ein Hilfe von Wälzlagern 25, 26, die zwischen der Werkzeug mit flachem Konus 38 befestigen (F i g. 3), äußeren Wand des Zylinders 24 und der inneren so befestigt er zuerst auf der Spindelnase mit Hilfe Wand der Hülse 18 sitzen, und andererseits mit der Schraube 13 die abnehmbare Zwischenhülse 14. Hilfe eines zwischen der vorderen Stirnseite der 35 Dann bewirkt er durch Schließen des Schalters 37 Trennwand 22 und der hinteren Stirnseite des Zy- eine axiale Verschiebung der Einspannstange nach linders 24 gelegenen Anschlages 27 gehalten. Die vorn. Er führt dann in den Innenkonus 16 der abaxiale Stellung der Kolben-Zylinder-Einheit ist nehmbaren Zwischenhülse 14 den Außenkonus 38 fixiert, obwohl diese nicht mit der Hülse angetrieben des Werkzeuges ein, der mit einem Endstück 39 wird, sondern ihre Winkellage zum Kopf 1 nicht 40 ausgestattet ist, welches eine Länge b aufweist und verändert. Der Zylinder 24 ist an eine Speiseleitung welches an seinem Ende das Kupplungsstück 36 28 angeschlossen, die aus seiner hinteren Stirnseite trägt, dessen anderes Stück 10 von dem Ende der hervorragt, die Trennwand 22 durch Bohrung 23 Einspannstange getragen wird. Wenn die Einspanndurchsetzt und durch die Bohrung 29 im Kopf 1 stange in ihrer vorderen Stellung ist, läßt der Beheraustritt. 45 nutzer die beiden Kupplungsteile 10, 36 ineinander-

Die Kolben-Zylinder-Einheit 24 umfaßt einen greifen und verbindet in dieser Weise das Werkzeug

Kolben 30, dessen hintere Seite der Wirkung einer mechanisch mit der Einspannstange. Dann öffnet

von der Speiseleitung 28 gelieferten Flüssigkeit der Benutzer den Schalter 37, um die Kolben-Zylin-

unterworfen ist und dessen Vorderseite eine Kolben- der-Einheit zu entlasten. Unter der Wirkung der

stange 31 trägt, deren vorderes Ende aus dem Zy- 5° Feder 9 verschiebt sich die Einspannstange nach

linder 24 hervorragt und dazu bestimmt ist, mit der hinten, und das Werkzeug ist in Arbeitsstellung in

hinteren Seite der Einspannstange 7 zum Zweck der Spindelnase gespannt,

ihrer Betätigung in Kontakt zu treten. Das Loslösen des in den Innenkonus von geringer

Die Speiseleitung 28 ist über ein elektromagnet!- Verjüngung der abnehmbaren Hülse 14 eingreifen-

sches Ventil 32 einerseits über eine Leitung 33 mit 55 den Werkzeuges wird durch Unterdrucksetzen der

einer Druckflüssigkeitsquelle und andererseits mit Kolben-Zylinder-Einheit erreicht,

einer Austrittsleitung 34 verbunden. Da die Länge b des Endstückes 39 des flachen

Die beschriebene Einspannvorrichtung arbeitet Konus größer ist als die Länge a des Endstückes 35

wie folgt: des steilen Konus, wird beim Spannen des flachen

Wenn der Benutzer auf der Spindel ein Werk- 60 Konus die Feder 9 unter geringerer Spannung stehen

zeug W mit steilem Konus 15 befestigen will als beim Spannen des steilen Konus. Es folgt dar-

(Fig. 2), führt er diesen Außenkonus in die konische aus, daß die Feder 9 auf die Einspannstange einen

Bohrung 5 der Spindelnase ein. Der Außenkonus 15 weniger starken Zug ausübt, wenn diese mit einem

ist mit einem Endstück 35 ausgestattet, welches eine in den flachen Innenkonus der abnehmbaren

Länge α aufweist und an seinem Ende den einen 65 Hülse 14 greifenden Werkzeug verbunden ist, als

Teil 36 einer Kupplung trägt, deren anderer Teil 10 wenn sie mit einem in den steilen Innenkonus der

mit dem Ende der Einspannstange kraftschlüssig Spindelnase greifenden Werkzeug in Verbindung

verbunden ist. Durch Schließen eines Schalters 37 steht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum wahlweisen Einspannen von Werkzeugen mit steilem oder flachem Außenkonus in einer Spindel mit steilem Innenkonus, mit in die Spindel einsetzbarer Zwischenhülse mit steilem Außen- und flachem Innenkonus, einer koaxial in der Spindel geführten Spannstange, mit Spannfeder und einer Kolben-Zylinder-Anordnung zum Lösen der Federspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Spannfeder (9) in Abhängigkeit von der Steigung des jeweils verwendeten Werkzeugkonus einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) als Druckfeder ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstange (7) über Kupplungselemente (35, 39) veränderbarer oder unterschiedlicher Länge in bekannter Weise mit dem Werkzeugschaft kuppelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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