DE1267944B

DE1267944B - Hydraulic clamping element, especially for clamping cutters on a milling mandrel

Info

Publication number: DE1267944B
Application number: DE19631267944
Authority: DE
Inventors: Michael Kastler
Original assignee: ALBERT SCHREM FA
Current assignee: ALBERT SCHREM FA
Priority date: 1963-02-12
Filing date: 1963-02-12
Publication date: 1968-05-09

Description

Hydraulisches Spannelement, insbesondere zum Spannen von Fräsern auf einem Fräsdorn Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spannelement zum axialen Festspannen von auf einer Welle zwischen einem Festanschlag und einem auf ein Gewinde der Welle aufschraubbaren Anschlag aufgereihten Teilen, insbesondere von Fräsern auf einem Fräsdorn, mit einer mit hydraulischem Medium gefüllten Druckkammer, einem in diese Druckkammer einschraubbaren Druckstück und mindestens einem, unter der Wirkung des Einschraubens axial heraustretenden Spannstück.Hydraulic clamping element, especially for clamping cutters a milling arbor The invention relates to a hydraulic clamping element for axial Clamping on a shaft between a fixed stop and a thread the shaft screw-on stop lined up parts, in particular from milling cutters on a milling arbor, with a pressure chamber filled with hydraulic medium, a in this pressure chamber screwable pressure piece and at least one, under the Effect of screwing in axially protruding clamping piece.

Bei den bekannten hydraulischen Spannelementen dieser Art in ihrer Anwendung an Fräsdornen von Fräsmaschinen ist als aufschraubbarer Festanschlag eine auf einen am freien Ende des Fräsdorns vorgesehenen Gewindezapfen aufschraubbare Mutter vorgesehen, die dann ihrerseits das hydraulische Spannelement in der axialen Fortsetzung des Fräsdorns, frei über dessen Ende (bei an diesem Ende gelagertem Langdorn über dieses Lager) vorkragend, trägt. Am frei vorkragenden Ende des Spannelementes selbst ist dann der Spannschlüssel in axialer Richtung einzusetzen (deutsche Patentschriften 928 563 und 1070 899). Bei sehr vielen Bauarten von Fräsmaschinen, insbesondere solchen, bei denen das Ende des Langdorns gelagert ist, ist für die Anbringung eines solchen in Verlängerung des Fräsdorns frei vorspringenden hydraulischen Spannelementes kein genügender Platz vorhanden. In solchen Fällen muß bisher auf die Verwendung eines hydraulischen Spannelementes verzichtet werden. Läßt es sich bei dem vorhandenen Raum noch unterbringen, so muß für eine ordnungsgemäße, Querkräfte auf das Spannelement vermeidende Betätigung des Spannschlüssels der Bedienungsmann vor die Stirnseite dieses Spannelementes und damit des Fräsdorns treten. Der hierfür erforderliche zusätzliche Platz ist in vielen Fällen nicht vorhanden. Man kann zwar den Schlüssel auch von einer Seite des Schaltelementes her betätigen. Hierbei wird aber vom Bedienungsmann eine nicht unerhebliche, quer zur Fräsdornachse gerichtete Biegekraft auf das Schaltelement und den mit ihm verbundenen Fräsdorn ausgeübt. Dies führt wiederum zu Verformungen, die sich zum Nachteil der angestrebten, möglichst genau zentrischen Einspannung des Fräsers auswirken. Schließlich ist auch zu beachten, daß bei den frei vorkragenden, am Ende eines Fräsdorns angebrachten Spannelementen eine gewisse Unfallgefahr nicht auszuschalten ist.In the known hydraulic clamping elements of this type in their Application on milling arbors of milling machines is a screw-on fixed stop can be screwed onto a threaded pin provided at the free end of the milling arbor Nut provided, which then in turn, the hydraulic clamping element in the axial Continuation of the milling arbor, freely over its end (with the Longthorn protruding over this bearing). At the freely protruding end of the clamping element The wrench itself must then be used in the axial direction (German patents 928 563 and 1070 899). For many types of milling machines, in particular those in which the end of the long mandrel is supported is for the attachment of a such hydraulic clamping element protruding freely as an extension of the milling arbor not enough space available. In such cases must be previously on the use a hydraulic clamping element can be dispensed with. Can it be done with the existing one? Space still needs to be accommodated for proper, lateral forces on the clamping element the operator in front of the front side avoids actuation of the wrench this clamping element and thus the milling arbor step. The required for this In many cases there is no additional space. You can get the key also operate from one side of the switching element. But this is done by the operator a not inconsiderable bending force directed transversely to the milling arbor axis on the switching element and exercised the milling arbor connected to it. This in turn leads to deformations, which are to the detriment of the desired, as precisely centric clamping as possible of the cutter. Finally, it should also be noted that the freely cantilevered, Clamping elements attached to the end of a milling arbor do not pose a certain risk of accidents is to be switched off.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines hydraulischen Spannelementes auch in denjenigen Fällen zu ermöglichen, in denen aus den oben erläuterten Gründen der Einbau eines hydraulischen Spannelementes bisher entweder gar nicht möglich oder nicht ratsam war.The invention is based on the object of using a hydraulic To enable clamping element also in those cases in which from the above explained Reasons for installing a hydraulic clamping element either not at all so far was possible or not advisable.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Spannelement mit glatter, gewindeloser Bohrung auf die Welle aufschiebbar ist; wobei ihre Druckkammer, in bei Spanneinrichtungen an sich bekannter Weise, mindestens einen Radialkanal (Sackbohrung), in den das oder die Druckstücke (Druckkolben) in radialer Richtung einschraubbar sind, und mindestens einen axial gerichteten Kanal (Ringnut) aufweist, in welchem das oder die Spannstücke (Ringkolben) axial geführt sind.To solve this problem it is provided according to the invention that the clamping element with a smooth, threadless bore can be pushed onto the shaft; its pressure chamber, in a manner known per se in clamping devices, at least a radial channel (blind hole) into which the pressure piece (s) (pressure piston) in can be screwed in the radial direction, and at least one axially directed channel (Annular groove) in which the clamping piece or pieces (annular piston) are axially guided are.

Solche in radialer Richtung in eine Druckkammer einschraubbare Druckstücke, deren Medium andererseits ein axial zu verschiebendes Spannorgan verstellt, sind schon im Zusammenhang mit Spannfuttern bekanntgeworden (Machinery, 1958, S. 627), die aber nicht als aufschiebbare Ringe ausgebildet sind.Such thrust pieces, which can be screwed into a pressure chamber in the radial direction, whose medium, on the other hand, displaces an axially displaceable clamping element already known in connection with chucks (Machinery, 1958, p. 627), but which are not designed as sliding rings.

Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Bauart eines hydraulischen Spannfutters ist unter Lösung von dem nach dem Stand der Technik gegebenen Vorbild, wonach hydraulische Spannvorrichtungen an Fräsdornen u. dgl. am Ende eines solchen Fräsdorns mit Hilfe eines dort vorgesehenen Gewindezapfens frei tragend angesetzt werden müssen, ein hydraulisches Spannfutter geschaffen, das unabhängig vom Ort des aufschraubbaren Anschlags zwischen den Lagern einer Welle bzw. des Langdorns einer Fräsmaschine an praktisch beliebiger Stelle mit den übrigen Teilen auf diese Welle aufgereiht werden kann. Bei dieser durch die Erfindung ermöglichten Anordnung des hydraulischen Spannelementes kann dieses auch in Fällen verwendet werden, in denen bisher auf ein solches verzichtet werden mußte. Für die Anbringung dieses Spannelementes bedarf es jenseits des freien Endes der Welle bzw. des Langdorns der Fräsmaschine keines zusätzlichen Platzes und für seine Bedienung auch keiner Betätigung von der Stirnseite des Spannelementes her. Dennoch ist ein Spannen mit großen Kräften und vor allem in genau zentrischer Lage möglich.By the provided according to the invention design of a hydraulic The chuck is based on the state-of-the-art model, according to which hydraulic clamping devices on milling arbors and the like at the end of such Milling arbor attached in a cantilevered manner with the aid of a threaded pin provided there need to create a hydraulic chuck that is independent of the location of the screw-on stop between the bearings of a shaft or the long mandrel a milling machine at practically any point with the remaining parts on this Shaft can be lined up. With this arrangement made possible by the invention of the hydraulic clamping element, this can also be used in cases in who had to do without such a thing up to now. For attaching this Clamping element is required beyond the free end of the shaft or the long mandrel of the milling machine and no additional space for its operation Actuation from the front of the clamping element. Still is a Tighten possible with great forces and, above all, in a precisely centric position.

Die Unterbringung eines Spanngewindes in unmittelbarem Bereich der Fräser eines Fräserdorns ist nur in der Weise bekanntgeworden, daß eine zugleich als Endanschlag dienende Mutter mit Hilfe eines Schraubenschlüssels festgespannt werden muß (USA.-Patentschrift 2 283 4.81).The accommodation of a clamping thread in the immediate area of the Milling a milling cutter has only become known in such a way that one at the same time The nut serving as an end stop is tightened using a wrench (U.S. Patent 2,283,481).

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das ringförmig ausgebildete Spannelement an seinem Gehäuse mit einem flanschartigen Gehäuseansatz versehen und die darin untergebrachte Druckkammer mit winkelförmigem Querschnitt gestaltet sein.According to a development of the invention, the ring-shaped The clamping element is provided with a flange-like housing extension on its housing and the pressure chamber housed therein be designed with an angular cross-section.

Eine besonders günstige Ausführungsform für die Führung der Druckkolben ergibt sich, wenn die als Druckschrauben ausgebildeten Druckstücke in einem in den zylindrischen Radialkanal eingesetzten Ring einschraubbar sind, wobei sie auf einen im Radialkanal geführten Druckkölben einwirken, der sich bei zurückgeschraubter Druckschraube gegen den Ring abstützt. In diesem Falle kann eine Druckschraube unbedenklich aus ihrem Gewinde herausgeschraubt werden, ohne daß dadurch die Druckkammer nach außen geöffnet wird. Man kann also je nach dem erforderlichen zu verdrängenden Volumen gegebenenfalls nur eine Druckschraube oder einen Bruchteil der Gesamtzahl der einsetzbaren Druckschrauben einsetzen und dabei auch erreichen, daß die verwendete oder verwendeten Druckschrauben immer so weit eingedreht werden können, daß sie innerhalb des Umfanges des Spannelementes liegen.A particularly favorable embodiment for guiding the pressure piston arises when the pressure pieces designed as pressure screws in a in the cylindrical radial channel inserted ring can be screwed, wherein they are on a act in the radial channel guided pressure piston, which is screwed back Pressure screw is supported against the ring. In this case a pressure screw can be harmless be unscrewed from their thread without causing the pressure chamber to is opened on the outside. So you can depending on the required volume to be displaced possibly only one pressure screw or a fraction of the total number that can be used Insert pressure screws and also achieve that the used or used Pressure screws can always be screwed in so far that they are within the scope of the clamping element.

Bei einer weiteren Möglichkeit einer Ausbildung der Erfindung ist ein nabenartiger Teil des Gehäuses des Spannelementes, aus dem das oder die Spannstücke heraustreten, von einer Kappe überfangen, gegen deren innere Grundfläche sich das oder die Spannstücke anlegen. Die Verwendung einer solchen Kappe hat den Vorteil, daß man von Größe und Gestalt der Anlagefläche des Nachbarteils (Abstandsring) unabhängig wird und daß die Kappe sich leicht gegen eine solche mit anderem Bohrungsdurchmesser austauschen läßt. Dadurch kann dann ein und dasselbe Spannelement auf Wellen unterschiedlichen Durchmessers verwendet werden, da es sich dann allein mittels der Kappe auf einer Welle geringeren Durchmessers führt.Another possibility of an embodiment of the invention is a hub-like part of the housing of the clamping element, from which the clamping piece or pieces step out, covered by a cap, against the inner base of which the or put on the clamping pieces. The use of such a cap has the advantage of that one is independent of the size and shape of the contact surface of the neighboring part (spacer ring) and that the cap can easily be compared to one with a different bore diameter can be exchanged. This means that one and the same clamping element can be different on shafts Diameter can be used, as it is then solely by means of the cap on a Smaller diameter shaft leads.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines besetzten Langdorns einer Fräsmaschine, F i g. 2 eine Stirnansicht zu F i g. 1 gemäß Schnittlinie 2-2 in F i g. 1.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing and explained in the following description. It shows F i g. 1 one Longitudinal section of an occupied long mandrel of a milling machine, FIG. 2 is an end view to F i g. 1 according to section line 2-2 in FIG. 1.

In F i g. 1 ist eine als Langdorn einer Fräsmaschine ausgebildete Welle 11 in zwei schematisch angedeuteten Wangen 12 und 13 des Gestelles einer im übrigen nicht gezeichneten Fräsmaschine gelagert. Der Fräsdorn 11 weist an seinem in der Zeichnung rechten Ende eine als Festanschlag dienende Ringschulter 11b auf und hat einen nicht dargestellten Antrieb: f Am in der Zeichnung linken Ende ist der Fräsdorn 11 mit einem Gewindezapfen 11 a versehen, auf dem ein aufschraubbarer Anschlag in Form einer Mutter 14 verstellbar ist.In Fig. 1, a shaft 11 designed as a long mandrel of a milling machine is mounted in two schematically indicated cheeks 12 and 13 of the frame of a milling machine, otherwise not shown. The milling arbor 11 has at its right end in the drawing a ring shoulder 11b serving as a fixed stop and has a drive (not shown): f At the left end in the drawing, the milling arbor 11 is provided with a threaded pin 11a on which a screwable stop in the form a nut 14 is adjustable.

In dem zwischen der Ringschulter 11b und der f Mutter 14 liegenden Bereich sind die axial festzuspannenden, verschiedenen Teile auf dem Fräsdorn 11 aufgereiht, nämlich ein in diesem Falle zylindrisch ausgebildeter Fräser 15, ein hydraulisches Spannelement 30 sowie Abstandsringe 16, 17 und 19, von denen der letztere in der Wange 12 drehbar gelagert ist.In the one between the ring shoulder 11b and the nut 14 f The area is the various parts to be axially clamped on the milling arbor 11 lined up, namely a cylindrical milling cutter 15 in this case hydraulic clamping element 30 and spacer rings 16, 17 and 19, the latter of which is rotatably mounted in the cheek 12.

c Der Fräser ist, z. B. durch eine Verkeilung 28, drehmomentsübertragend mit dem Fräsdorn 11 verbunden.c The cutter is, e.g. B. by wedging 28, transmitting torque connected to the milling arbor 11.

Das Spannelement 30 hat in diesem Zusammenhang - im Gegensatz zu einer hydraulischen Spannmutter - zum Aufreihen auf den Fräsdorn 11 ausschließlich eine glatte, gewindelose Bohrung. Es hat ein Gehäuse 18, das als Rotationskörper in Form eines Rings mit winkligem Querschnitt und glatter, gewindeloser Bohrung ausgebildet ist. Dies Gehäuse hat einen flanschartigen Ansatz 18a und einen nabenartigen Teil 18 b. Im flanschartigen Ansatz 18 a sind mehrere (im gezeichneten Falle drei) vom Umfang ausgehende Radialkanäle in Form von Sackbohrungen 18 c vorgesehen, die jeweils als zylindrische Führung für einen Druckkolben 29 sowie für eine diesem vorgeschaltete Lippendichtung 20 dienen. Zum Verstellen des Druckkolbens 29 dient eine Druckschraube 21 mit Innensechskant, welche in einem in das äußere Ende der Sackbohrung 18 c eingesetzten Ring in Form einer eingeschraubten Ringmutter 22 verstellbar ist und über eine Druckkugel 23 auf' den Kolben wirkt. Die Ringmutter kann noch durch eine kleine Madenschraube 24 festgestellt werden.In this context, the clamping element 30 - in contrast to a hydraulic clamping nut - has exclusively a smooth, threadless bore for lining up on the milling arbor 11. It has a housing 18 which is designed as a body of revolution in the form of a ring with an angled cross section and a smooth, threadless bore. This housing has a flange-like extension 18a and a hub-like part 18b . In the flange-like extension 18 a , several (in the illustrated case three) radial channels extending from the circumference in the form of blind bores 18 c are provided, each of which serves as a cylindrical guide for a pressure piston 29 and a lip seal 20 upstream of it. To adjust the pressure piston 29 is a pressure screw 21 with a hexagon socket, which is adjustable in a ring inserted into the outer end of the blind bore 18c in the form of a screwed-in ring nut 22 and acts on the piston via a pressure ball 23. The ring nut can still be fixed by a small grub screw 24.

Die Sackbohrung 18c steht im übrigen durch einen Verbindungskanal 18 d mit einem axial gerichteten Kanal in Form einer Ringnut 18 e in Verbindung. In dieser ist ein Spannstück in Form eines Ringkolbens 25 samt Ringdichtung 26 beweglich geführt. Der zwischen den beiden Dichtungen 20 und 26 liegende Raum der Sackbohrung 18 c und der Ringnut 18 e bildet samt dem Verbindungskanal 18d die Druckkammer des Spannelements 30, die mit einem hydraulischen Medium gefüllt ist.The blind bore 18c is moreover connected through a connecting channel 18d to an axially directed channel in the form of an annular groove 18e. In this a clamping piece in the form of an annular piston 25 including an annular seal 26 is movably guided. The space between the two seals 20 and 26 of the blind bore 18 c and the annular groove 18 e together with the connecting channel 18 d forms the pressure chamber of the clamping element 30, which is filled with a hydraulic medium.

Der nabenförmige Gehäuseteil 18 b ist von einer auf dem Fräsdorn 11 mit glatter gewindeloser Bohrung aufgereihten Kappe 27 überfangen, gegen deren innere Grundfläche sich der Ringkolben 25 abstützt.The hub-shaped housing part 18 b is covered by a cap 27 lined up on the milling arbor 11 with a smooth, threadless bore, against the inner base surface of which the annular piston 25 is supported.

Durch Einschrauben der Druckschrauben 21 wird auf hydraulischem Wege über das die Druckkammer im Gehäuse 18 ausfüllende Medium der Ringkolben 25 samt Kappe 27 auswärts gedrückt. Durch diese Zunahme der axialen Abmessung des Spannelementes 30 werden alle auf dem Fräsdorn zwischen dem Festanschlag 11 b und dem aufschraubbaren Anschlag 14 aufgereihten Teile, also die Abstandsringe 16, 17, 19 und vor allem der zu haltende Fräser 15 festgespannt. Hierfür kann das Anziehen einer einzelnen Druckschraube 21 ausreichen oder das Anziehen mehrerer oder aller vorhandenen Druckschrauben 21 erforderlich sein.By screwing in the pressure screws 21 hydraulically Via the medium filling the pressure chamber in the housing 18, the annular piston 25 together Cap 27 pushed outwards. This increase in the axial dimension of the clamping element 30 are all on the milling arbor between the fixed stop 11 b and the screwable Stop 14 lined up parts, so the spacer rings 16, 17, 19 and above all the milling cutter 15 to be held is clamped. This can be done by tightening a single Pressure screw 21 is sufficient or tightening several or all of the existing pressure screws 21 may be required.

Wenn man die gezeichnete Kappe 27 gegen eine andere austauscht, deren Bohrungsdurchmesser einem geringeren Fräsdorndurchmesser angepaßt ist, kann das gleiche Spannelement 30 trotzdem zusammen mit entsprechenden Abstandsringen usw. auch auf diesem Fräsdorn geringeren Durchmessers verwendet werden, auf dem es sich dann allein durch die Kappe 27 führt.If you replace the drawn cap 27 for another, whose Bore diameter is adapted to a smaller milling arbor diameter, that can same clamping element 30 nevertheless together with corresponding spacer rings, etc. can also be used on this milling arbor of smaller diameter on which it is located then leads through the cap 27 alone.

Claims

Claims: 1. Hydraulic clamping element for axial clamping of on a shaft between a fixed stop and one on a thread of the shaft screw-on stop lined up Parts, especially of milling cutters on a milling arbor with a pressure chamber filled with hydraulic medium, a in this pressure chamber screwable pressure piece and at least one, under the Effect of screwing in axially protruding clamping piece, characterized in that that the clamping element (30) with a smooth, threadless bore can be pushed onto the shaft (11) is, with its pressure chamber (18c, 18d, 18e), in itself known in tensioning directions Way, at least one radial channel (18 c) into which the pressure piece (s) (29) can be screwed in the radial direction and at least one axially directed channel (18e), in which the clamping piece or pieces (annular piston 25) are axially guided are.

2. Hydraulic clamping element according to claim 1, characterized in that the ring-shaped clamping element (30) on its housing (18) with a flange-like housing extension (18 a) and the pressure chamber housed therein (18 c, 18 d, 18 e) with is designed angular cross-section.

3. Hydraulic clamping element according to claim 1, characterized in that the pressure pieces designed as pressure screws (21) can be screwed into a ring (22) inserted into the cylindrical radial channel (18 c), whereby they are guided on a pressure piston (18 c) guided in the radial channel (18 c). 29), which is supported against the ring (22) when the pressure screw (21) is screwed back.

4. Hydraulic clamping element according to claim 1 or one of the following, characterized in that a hub-like Part (18 b) of the housing (18) of the clamping element (30) from which the clamping piece or pieces (25) step out, covered by a cap (27), against its inner base the clamping piece (s) (25) apply. Considered publications: German Patent Nos. 1070 899, 928 563; U.S. Patent No. 2,283,481; Machinery magazine, Vol. 92; March 14, 1958, pp. 627/628. 1 sheet of drawings