DE1273958B

DE1273958B - Device for clamping and loosening tools inserted in a spindle

Info

Publication number: DE1273958B
Application number: DEN14246A
Authority: DE
Inventors: Hallis Noah Stephan
Original assignee: New Britain Machine Co
Current assignee: New Britain Machine Co
Priority date: 1957-10-25
Filing date: 1957-10-25
Publication date: 1968-07-25

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B 23b B 23b

Deutsche Kl.: 49 a - 64/05 German class: 49 a - 64/05

Nummer: 1273 958Number: 1273 958

Aktenzeichen: P 12 73 958.1-14 (N 14246)File number: P 12 73 958.1-14 (N 14246)

Anmeldetag: 25. Oktober 1957Filing date: October 25, 1957

Auslegetag: 25. Juli 1968Opening day: July 25, 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Lösen von in eine Spindel, insbesondere eines Horizontal-Bohr- und -Fräswerks eingesetzten Werkzeugen, mittels einer an einer in der Spindel längsverschiebbaren Spannstange angeordneten Spannzange, die einen in das hintere Schaftende des Werkzeuges eingesetzten konusförmigen Bolzen mit einer dieselbe Neigung wie der Bolzen aufweisenden Innenspannfläche übergreift und deren ebenfalls konische Außenspannfläche an einer entsprechend konischen Spannfläche der Spindel anliegt.The invention relates to a device for tensioning and releasing in a spindle, in particular of a horizontal boring and milling machine, by means of one on one in the spindle Longitudinally displaceable clamping rod arranged collet, which one in the rear shaft end of the Tool used conical bolt with the same inclination as the bolt having The inner clamping surface engages over and its likewise conical outer clamping surface on a corresponding conical clamping surface of the spindle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Vorrichtungen so zu verbessern, daß der Werkzeugschaft mit der Spannzange verbunden bleibt, selbst wenn eine in der Spindel vorgesehene Feder bricht. Während bei den bekannten Einrichtungen eine Zugstange notwendig ist, um irgendeiner Kraft Widerstand zu leisten, welche das Werkzeug aus der Spindel zu ziehen sucht, kann eine solche Zugstange bei der Erfindung entfallen, weil irgendeine Kraft, welche den Werkzeugschaft aus der Spannzange in dem Ende der Spindel herauszuziehen sucht, die Halteteile nur noch mehr verkeilt.The invention is based on the object of improving such devices so that the tool shank remains connected to the collet even if a spring is provided in the spindle breaks. While in the known devices a pull rod is necessary to some force Such a pull rod can provide resistance that the tool tries to pull out of the spindle omitted in the invention because any force which the tool shank from the collet in seeks to pull out the end of the spindle, the holding parts only wedged more.

Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Spannen und Lösen von in eine Spindel eingesetzten Werkzeugen der vorerwähnten Art vorgesehen, daß die Außenspannfläche der Spannzange und die entsprechend konische Spannfläche der Spindel zum Aufnahmeende der Spindel hin konvergieren und daß die Neigung dieser Spannflächen kleiner ist als die der Innenspannfläche der Spannzange. To solve the problem is used in a spindle in a device for tensioning and releasing Tools of the aforementioned type provided that the outer clamping surface of the collet and the corresponding conical clamping surface of the spindle converge towards the receiving end of the spindle and that the inclination of these clamping surfaces is smaller than that of the inner clamping surface of the collet.

Vorzugsweise ist die an der Spindel vorgesehene Spannfläche an einem in die Spindel axial unverschiebbar eingesetzten Ringteil angeordnet, der anschließend an eine die Spannfläche aufnehmende Ringschulter eine Erweiterung aufweist, in die in Lösestellung der verstärkte Spannteil der Spannzange ausweicht.The clamping surface provided on the spindle is preferably axially immovable in one of the spindle used ring part arranged, which then to a receiving the clamping surface Ring shoulder has an extension into which the reinforced clamping part of the collet in the release position evades.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigtExemplary embodiments of the subject matter of the invention are given below with reference to the drawings described. It shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Horizontal-Bohr- und -Fräswerks mit einer erfindungsgemäßen Spann- und Lösevorrichtung,F i g. 1 is a perspective view of a horizontal boring and milling machine with an inventive Clamping and release device,

F i g. 2 eine Teilansicht der Maschine nach F i g. 1, teilweise geschnitten und teilweise schematisch, die die Werkzeugspindel und bestimmte Teile des Antriebsmechanismus dafür zeigt,F i g. 2 shows a partial view of the machine according to FIG. 1, partly in section and partly schematically, showing the tool spindle and certain parts of the drive mechanism therefor

F i g. 3 eine Schnittansicht der Werkzeugspindel, mit einem herkömmlichen Fräswerkzeugschaft, F i g. 4 und 5 der F i g. 3 ähnliche Schnittzeichnun-Vorrichtung zum Spannen und LösenF i g. 3 a sectional view of the tool spindle, with a conventional milling tool shank, F i g. 4 and 5 of FIG. 3 similar sectional drawing device for clamping and releasing

von in eine Spindel eingesetzten Werkzeugenof tools inserted in a spindle

Anmelder:Applicant:

The New Britain Machine Company,The New Britain Machine Company,

New Britain, Conn. (V. St. A.)New Britain, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,.Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney.

1000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 651000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
Hallis Noah Stephan,
Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)Named as inventor:
Hallis Noah Stephan,
Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)

gen, die die Spannzange und ihren Betätigungsmechanismus in unterschiedlichen Stellungen zeigen,genes showing the collet and its operating mechanism in different positions,

F i g. 6 eine vergrößerte Teilzeichnung, die die Spannzange in Verbindungsstellung zeigt,F i g. 6 is an enlarged partial drawing showing the collet in the connected position;

F i g. 7 eine Schnittansicht der Spindel einer Werkzeugmaschine, die eine andere Form der Erfindung zeigt,F i g. 7 is a sectional view of the spindle of a machine tool embodying another form of the invention shows,

F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in F i g. 7, F i g. 9 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 9-9 inFig. 7, F i g. 8 shows a section along line 8-8 in FIG. 7, fig. 9 shows a partial section along the line 9-9 in FIG. 7,

F i g. 10 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 10-10inFig. 9, F i g. 10 a partial section along the line 10-10 in FIG. 9,

Fig. 11 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 11-11 inFig. 9.11 is a partial section along the line 11-11 in FIG. 9.

Das in den Zeichnungen dargestellte Horizontal-Bohr- und -Fräswerk ist im allgemeinen den handelsüblichen Maschinen ähnlich und weist ein Bett A auf, das an einem Ende mit einem Spindelstockständer B versehen ist, der senkrechte Führungen 10 und 11 aufweist, auf denen ein Spindelstock C geführt ist, sowie am anderen Ende mit einem Gegenhalterständer D, der von waagerechten Führungen 12 und 13 auf der Oberseite des Bettes gleitend aufgenommen ist. Die Führungen 12 und 13 nehmen auch einen Schlitten E auf, der auf seiner Oberseite quer verlaufende waagerechte Führungen 14 und 15The horizontal boring and milling mill shown in the drawings is generally similar to commercially available machines and comprises a bed A which is provided at one end with a headstock stand B which has vertical guides 10 and 11 on which a headstock C is guided, as well as at the other end with a counter-holder stand D, which is slidably received by horizontal guides 12 and 13 on the top of the bed. The guides 12 and 13 also receive a slide E , which has horizontal guides 14 and 15 running transversely on its upper side

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hat, die ihrerseits einen Arbeitstisch F aufnehmen. 48 und einer Außenspannfläche 49 versehen ist. Die Der Gegenhalterständer D hat senkrechte Führungen, Innenspannfläche 48 jedes Keilteiles 47 ist in bezug auf denen ein Stützlagerbock G verschiebbar gelagert auf die Spindelachse so geneigt, daß sie nach hinten ist. Der Spindelstock C, Gegenhalterständer D, divergiert, und ist dazu bestimmt, die konische Schlitten E, Tisch F und Stützlagerbock G sind in 5 Fläche 42 des Mitnehmers 38 zu erfassen, wenn die üblicher Weise bewegbar; deren Einzelheiten sind für Spannzange 44 in ihrer Verbindungs- oder Verriegedas Verständnis der Erfindung unnötig und werden lungsstellung ist. Die Außenspannfläche 49 jedes Finnicht gezeigt. gers 46 divergiert ebenfalls nach hinten und greift inhas, which in turn take up a work table F. 48 and an outer clamping surface 49 is provided. The counter support stand D has vertical guides, inner clamping surface 48 of each wedge part 47 is slidably mounted on the spindle axis with respect to which a support bearing block G is inclined so that it is backward. The headstock C, support stand D, diverges, and is intended to grasp the conical slide E, table F and support bearing block G are in 5 surface 42 of the driver 38, if movable in the usual way; the details of which are unnecessary for the collet 44 in its connection or interlocking position to understand the invention and will be in the management position. The outer clamping surface 49 of each fin is not shown. gers 46 also diverges backwards and engages in

Der Spindelstock C nimmt eine Werkzeugspindel eine ringförmige, nach hinten divergierende Spann-20 auf, die von einem Antriebsmechanismus H in io fläche 50 einer Ringschulter 51 eines Ringteiles 52 Drehung versetzbar ist. Die Spindel 20 kamt axial in ein, das in der Bohrung 31 der Spindel durch einen beiden Richtungen vorgeschoben oder schnell aus- Sicherungsring 59 axial unverschiebbar festgelegt ist. gefahren werden, und zwar durch eine Leitspindel 21, Der Neigungswinkel der Spannfläche 50 und derThe headstock C receives a tool spindle on an annular, rearwardly diverging clamping 20 which can be rotated by a drive mechanism H in surface 50 of an annular shoulder 51 of an annular part 52. The spindle 20 came axially into a, which is pushed forward in the bore 31 of the spindle through one of the two directions or quickly out-locking ring 59 is fixed axially immovable. be driven, through a lead screw 21, the angle of inclination of the clamping surface 50 and the

die in einem Teil 22 des Spindelstockes drehbar ge- Außenspannfläche 49 der Keilteile 47, der etwa 20° halten ist und mit einer geteilten, von totem Gang 15 beträgt, ist kleiner als der der konischen Fläche 42 freien Mutter 23 in schraubendem Eingriff steht, die des Mitnehmers 38 und der Innenspannflächen 48 in dem Vorschubschlitten 24 Hegt, der vom Spindel- der Keilteile 47, der vorzugsweise 30° beträgt, stock C getragen wird und mit dem linken oder rück- Die Spannzange 44 wird ständig in eine zurückwärtigen Ende der Spindel 20 durch Lager 25 ver- gezogene oder verkeilende Stellung, gezeigt in F i g. 3, bunden ist. Die Leitspindel 21 ist von Hand oder 20 gedrängt, in der sie den Dom L in der Spindelhülse maschinell in beiden Richtungen und mit verschie- durch eine Feder 56 verriegelt, die in der Bohrung denen Geschwindigkeiten über eine Welle 26 und ein 34 zwischen einem zylindrischen Glied 57 am Ende Getriebe K drehbar. Die Konstruktion dieser Mecha- der Spannstange 45 und einer von der Stirnfläche der nismen ist nicht dargestellt, da sie üblich und zum Bohrung 34 gebildeten Schulter 58angeordnet ist. Verständnis der Erfindung unwesentlich ist. 25 Um den Dorn L aus der Konushülse 30 zu lösen,the outer clamping surface 49 of the wedge parts 47, which is rotatable in a part 22 of the headstock and which is held at about 20 ° and with a split, of dead gear 15, is smaller than that of the conical surface 42 free nut 23 which is in screwing engagement of the driver 38 and the inner clamping surfaces 48 in the feed slide 24, which is carried by the spindle- the wedge parts 47, which is preferably 30 °, stock C and with the left or rear- The collet 44 is constantly in a rearward end of the spindle 20 warped or wedged position by bearing 25, shown in FIG. 3, is bound. The lead screw 21 is pushed by hand or 20, in which it mechanically locks the dome L in the spindle sleeve in both directions and with a different spring 56, which speeds in the bore via a shaft 26 and a 34 between a cylindrical member 57 at the end of gear K rotatable. The construction of this mechanism of the tension rod 45 and one of the end face of the mechanisms is not shown, since it is conventional and arranged shoulder 58 formed for the bore 34. Understanding the invention is immaterial. 25 To loosen the mandrel L from the conical sleeve 30,

Die Spindel 20 ist an ihrem anderen Ende vor- wird die Spannzange 44 in der Bohrung 31 nach vorn zugsweise als Konushülse· 30 ausgebildet, die eine bewegt, damit die Keilteile 47 der Finger 46 zwischen leichte Verjüngung hat, um ein Werkzeug oder einen der feststehenden Spannfläche 50 der Spindel und der Aufsteckdorn aufzunehmen, z. B. den Dom eines konischen Fläche 42 des Mitnehmers 38 heraus vor üblichen Fräsmaschinenwerkzeuges. Der Konus der 30 die Ringschulter 51 bewegt. In dieser Lage spreizen Konushülse 30 läuft in eine zylindrische Bohrung 31 . sich die Finger 46, so daß das Zurückziehen des Doraus, deren Durchmesser in der bevorzugten Ausfüh- nes L aus der Konushülse 30 ermöglicht ist. Da die rungsform etwa ein Drittel des Durchmessers der Spannzange 44 von der Spannstange 45 nach außen Spindel beträgt; die Bohrung 31 steht ihrerseits mit bewegt wird, wirkt der Vorderteil der Spannstange einer axialen Bohrung 33 in Verbindung, die sich 35 45 als Auswerfer 60 und stößt an das hintere Ende des zum Hinterende der Spindel hin erstreckt. Di& hieran Mitnehmers 38, um den Dorn L aus der Konushülse anschließende Bohrung 34 weist einen größeren 30 zu lösen, wie F i g. 4 zeigt. Die Bewegung des AusDurchmesser als die Bohrung 33 auf. Die Konushülse werfers 60, nachdem er das Ende des Mitnehmers 38 30 und die Bohrung 31 nehmen den üblichen Werk- berührt, braucht nur so groß zu sein, um den Dom zeugdom L auf, dessen zylindrischer Teil 36 mit der 40 aus seinem Sitz in der Konushülse 30 zu lösen. Die üblichen Gewindebohrung 37 versehen ist. Anderer- den Fingern 46 eigentümliche Elastizität drängt sie seits kann jedes geeignete Werkzeug oder jeder Werk- vorzugsweise in Eingriff mit dem Mitnehmer 38, so zeugdorn verwendet werden, sofern die Konizität der daß der Dorn von den Fingern 46 gehalten wird, Hülse 30 mit der des Domes oder Werkzeuges über- nachdem er aus der Hülse 30 ausgerastet ist. Um den einstimmt. . 45 Dorn aus der Spindelhülse vollständig zu entfernen,The spindle 20 is forward at its other end, the collet chuck 44 in the bore 31 is preferably designed as a conical sleeve 30, which moves one so that the wedge parts 47 of the fingers 46 are slightly tapered around a tool or one of the stationary ones Take up the clamping surface 50 of the spindle and the arbor, z. B. the dome of a conical surface 42 of the driver 38 out in front of the usual milling machine tool. The cone of 30 moves the annular shoulder 51. In this position expand, the conical sleeve 30 runs into a cylindrical bore 31. the fingers 46 so that the retraction of the mandrel, the diameter of which in the preferred embodiment L , is made possible from the conical sleeve 30. Since the approximate shape is about a third of the diameter of the collet 44 from the clamping rod 45 to the outside spindle; the bore 31 is in turn moved with the front part of the tension rod of an axial bore 33 in connection, which extends 35 45 as an ejector 60 and abuts the rear end of the rear end of the spindle. Di & this driver 38 to loosen the mandrel L from the conical sleeve adjoining bore 34 has a larger 30, as shown in FIG. 4 shows. The movement of the outer diameter as the bore 33. The conical sleeve thrower 60, after it touches the end of the driver 38 30 and the bore 31 take the usual work, only needs to be large enough to the dome zeugdom L , whose cylindrical part 36 with the 40 from its seat in the To solve conical sleeve 30. The usual threaded hole 37 is provided. On the other hand, the fingers 46 peculiar elasticity urges them to use any suitable tool or work- preferably in engagement with the driver 38, so tool mandrel, provided that the conicity of the that the mandrel is held by the fingers 46, sleeve 30 with that of the Domes or tool after it has disengaged from the sleeve 30. To the attunement. . 45 completely remove the mandrel from the spindle sleeve,

Im vorliegenden Fall ist der Dom mit einem Mit- braucht ihn der Bedienende nur nach außen zu nehmer 38 versehen, der in die Gewindebohrung 37 ziehen^ wodurch die Finger 46 sich spreizen und den eingeschraubt wird, bis ein daran ausgebildeter Dom freigeben.In the present case, the dome is with one part - the operator only needs it to the outside Take 38 provided, which pull into the threaded hole 37 ^ whereby the fingers 46 spread and the is screwed in until a dome formed thereon is released.

Flansch 39 gegen das rückwärtige Ende des Domes L Die Spannzange 44 wird in bezug auf die SpindelFlange 39 against the rear end of the dome L The collet 44 is with respect to the spindle

anstößt. Andererseits kann der Mitnehmer 38 mit 5° 20 aus ihrer hinteren Verriegelungslage in der Bohdem Dorn L aus einem Stück bestehen. Der Mit- rung 31 nach vorn in ihre vordere Löselage durch nehmer 38 ist mit einem Kopf 40 versehen, der mit einen hydraulischen Motor bewegt, dessen Kolben dem Flanschteil 39 durch einen schwächeren Hals 41 65 in einem Zylinder 66 gleitet, der am Spindelverbunden ist. Der Teil des Kopfes 40, der an den schütten 24 befestigt ist, wobei Kolben und Zylinder Hals 41 angrenzt, hat stumpfkegelige Gestalt, deren 55 mit der Spindel koaxial sind. Der Kolben 65 ist mit konische Fläche 42 in bezug auf die Spindelachse dem zylindrischen Glied 57 über ein Drucklager 67 nach hinten divergiert und beim Verriegeln des Dor- verbunden, das auf dem Hinterende einer Buchse 68 nes L erfaßt wird. angeordnet ist, die in einer Erweiterung der Bohrungbumps. On the other hand, the driver 38 with 5 ° 20 from its rear locking position in the Bohdem mandrel L can consist of one piece. The recess 31 forwards into its front release position through the follower 38 is provided with a head 40 which moves with a hydraulic motor, the piston of which slides the flange part 39 through a weaker neck 41 65 in a cylinder 66 which is connected to the spindle. The part of the head 40 which is attached to the chute 24, the piston and cylinder adjoining the neck 41, has a frustoconical shape, the 55 of which are coaxial with the spindle. The piston 65 is diverged to the rear with the conical surface 42 with respect to the spindle axis of the cylindrical member 57 via a thrust bearing 67 and is connected to the locking of the dowel, which is gripped on the rear end of a bushing 68 nes L. is arranged in an extension of the bore

Der zur Verriegelung des Domes L in der Konus- 34 undrehbar in Axialrichtung gleitend geführt ist hülse 30 verwendete Mechanismus der in den F i g. 1 60 und durch ein Rohr 70 mit dem zylindrischen Glied bis 6 gezeigten Ausführungsform weist eine in der 57 fest verbunden ist. Das Drucklager 67 sitzt in Bohrung 31 aufgenommene Spannzange 44 auf, die einer zylindrischen Ausnehmung 71 des Kolbens 65 auf das Vorderende einer Spannstange 45 geschraubt und liegt gegen eine Schulter an, die von einem Ringist, die sich von der Bohrung 31 durch die Bohrung flansch 72 am Ende der Buchse 68 gebildet wird. in die Bohrung 34 erstreckt. 65 Das Druckmittel zur Bewegung des Kolbens 65The mechanism used for locking the dome L in the cone 34 and slidingly guided in the axial direction is the sleeve 30, which is shown in FIGS. 1 60 and by a tube 70 with the cylindrical member to 6 shown embodiment has one in the 57 is firmly connected. The thrust bearing 67 is seated in the bore 31 of the collet 44, which is screwed onto the front end of a tension rod 45 in a cylindrical recess 71 of the piston 65 and rests against a shoulder which is formed by a ring extending from the bore 31 through the bore flange 72 is formed at the end of the socket 68. extends into the bore 34. 65 The pressure medium for moving the piston 65

Die Spannzange 44 enthält eine Mehrzahl von nach vorn wird dem Zylinder 66 durch eine Druckfedernden Fingern 46, von denen jeder einen äußeren mittelleitung 73 zugeführt, die ein Elektromagnet-Keilteil 47 aufweist, der mit einer Innenspannfläche ventil 74 zur Steuerung des Druckmittelzuflusses zumThe collet 44 contains a plurality of forward is the cylinder 66 by a compression spring fingers 46, each of which has an outer central line 73, which has an electromagnet wedge part 47, the valve 74 with an inner clamping surface to control the flow of pressure medium to the

Zylinder 66 hin und von ihm weg enthält. Wenn das Ventil entregt wird, wird die Druckmittelzufuhr zum Zylinder 66 unterbrochen und der Zylinder mit dem Ablauf verbunden. Bei der Erregung des Ventils 74 wird er in eine Stellung bewegt, die den Abfluß schließt und den Druckmittelzufluß zum Zylinder 66 erlaubt. Der auf den Kolben 65 ausgeübte Flüssigkeitsdruck muß genügend groß sein, um die Wirkung der Feder 56 zu überwinden, die die Spannzange 44 und die Spannstange 45 ständig in eine rückwärtige Richtung drängt.Contains cylinder 66 back and forth. When the valve is de-energized, the supply of pressure medium to the cylinder 66 is interrupted and the cylinder is connected to the drain. When the valve 74 is energized, it is moved into a position which closes the drain and allows the flow of pressure medium to the cylinder 66. The fluid pressure exerted on the piston 65 must be sufficient to overcome the action of the spring 56 which constantly urges the collet 44 and the tension rod 45 in a rearward direction.

Wenn an der Spindel 20 kein Aufsteckdorn befestigt ist, ist es erwünscht, den Verriegelungsmechanismus bereit zu halten, einen in die Konushülse 30 eingesetzten Dorn aufzunehmen, wie in F i g. 5 gezeigt ist. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kolben 65 bei einer Erniedrigung des Druckes im Zylinder 66 von einem radial im Zylinder 66 sich erstreckenden Sperrstift 76 gehalten, wobei das innere Ende des Stiftes in eine Ringnut 77 am Kolben 65 eingreift, wenn der Kolben am vorderen Hubende steht. Der Sperrstift 76 wird durch eine Feder 78 in seine Eingriffsstellung gedrückt und durch einen Druckflüssigkeitsmotor, allgemein mit 79 bezeichnet, in seine Ruhelage gebracht. Der Sperrstift 76 ist im Zylinder 80 des Druckflüssigkeitsmotors 79 geführt, und zwar im wesentlichen in einer Bohrung eines mit dem Zylinder 80 verbundenen Gewindezapfens 81, der in eine radial sich erstreckende Gewindebohrung 82 im Zylinder 66 eingeschraubt ist. Wenn sich die Spannzange 44 in ihrer hinteren Stellung befindet, in der sie einen Dorn in der Konushülse verriegelt, so ist der Kolben 65 in seiner hinteren Lage, und der Sperrstift 76 wird nur an der Außenseite des Kolbens 65 anliegen. Die dem hinteren Spindelende zugewandten Seiten der Ringnut 77 und des Sperrstiftes 76 sind abgeschrägt, so daß der Eingriff des Sperrstiftes 76 in die Nut 77 die Bewegung des Kolbens nach vorn nicht aufhält, wobei das Ausmaß der Bewegung nach vorn von der Anlage des Flansches 72 der Buchse 68 am Hinterende der Spindel 20 bestimmt wird.If there is no mandrel attached to the spindle 20, it is desirable to have the locking mechanism ready, one in the tapered sleeve 30 inserted mandrel, as in F i g. 5 is shown. In the preferred embodiment of the invention, the piston 65 is at a Reduction of the pressure in the cylinder 66 by a locking pin 76 extending radially in the cylinder 66 held with the inner end of the pin engaging an annular groove 77 on the piston 65 when the piston is at the front end of the stroke. The locking pin 76 is urged into its engaged position by a spring 78 and brought into its rest position by a hydraulic fluid motor, generally designated 79. The locking pin 76 is guided in the cylinder 80 of the hydraulic fluid motor 79, namely in essentially in a bore of a threaded pin 81 connected to the cylinder 80, which in a radially extending threaded bore 82 is screwed into cylinder 66. When the collet 44 is in its rear position, in which it locks a mandrel in the conical sleeve, so is the Piston 65 in its rear position, and the locking pin 76 will only rest on the outside of the piston 65. The sides of the annular groove 77 and the locking pin 76 facing the rear end of the spindle are bevelled so that the engagement of the locking pin 76 in the groove 77 the movement of the piston forward does not stop, the amount of movement forward of the abutment of the flange 72 of the socket 68 at the rear end of the spindle 20 is determined.

Das äußere Ende des Sperrstiftes 76 ist mit einem Kolben 83 versehen, der in einer Bohrung im Zylinder 80 gleitend geführt ist. Das äußere Ende des Zylinders 80 wird durch einen Gewindestopfen 84 verschlossen. Die Feder 78, die den Sperrstift 76 gegen den Kolben 65 drückt, ist zwischen dem Stopfen 84 und dem Kolben 83 eingelegt. Dem Zylinder 80 wird durch eine Leitung 85, die mit einem Elektromagnetventil 86 versehen ist, Druckmittel zugeführt, um den Sperrstift 76 vom Kolben 65 abzuheben. Das Ventil 86 steuert die Zuführung von Druckmittel in den Motor 79 und seinen Abfluß daraus. Normalerweise ist das Ventil 86 in einer Stellung, in der es den Motor 79 mit dem Auslaß verbindet. Bei der Erregung wird das Ventil in eine Stellung gebracht, in der Druckmittel dem Motor 79 zugeführt wird, wobei sich der Kolben 83 entgegen der Einwirkung der Feder 78 bewegt und den Stift 76 aus der Ringnut 77 herauszieht.The outer end of the locking pin 76 is provided with a piston 83 which is in a bore in the cylinder 80 is guided in a sliding manner. The outer end of the cylinder 80 is threaded through a plug 84 locked. The spring 78, which presses the locking pin 76 against the piston 65, is between the Plug 84 and the piston 83 inserted. The cylinder 80 is through a line 85, which with a Solenoid valve 86 is provided, pressure medium is supplied to lift the locking pin 76 from the piston 65. The valve 86 controls the supply of pressure medium into the motor 79 and its outflow from it. Normally, the valve 86 is in a position in which it connects the motor 79 to the outlet connects. When energized, the valve is brought into a position in which pressure medium feeds the motor 79 is supplied, the piston 83 moving against the action of the spring 78 and the pin 76 pulls out of the annular groove 77.

Es ist erforderlich, daß die Spannzange 44 und der Vorderteil 60 der Spannstange 45 genügend zurückgezogen sind, um den vollen Sitz des Domes L in der Spindelhülse zu gestatten, ehe die Keilteile 47 zwischen dem Mitnehmer 38 und der Spannfläche 50 in der Spindel verkeilt werden. Der Sperrstift 76 und die Nut 77 im Kolben 65 sind so angeordnet, daß der Auswerfer 60 der Spannstange 45 in einer vorderen Stellung der Spannzange 44 gerade weit genug zurückgezogen wird, um den festen Sitz des Domes L in der Konushülse 30 zu gestatten, wie in F i g. 5 dargestellt ist. Nachdem der Dorn L in die Konushülse 30 eingesetzt worden ist und darin festsitzt, kann der kraftbetätigte Stift 76 entspannt werden und die Feder 56 die Spannzange 44 so bewegen, daß die Keilteile 47 der Finger 46 zwischen den Spannflächen der Spindel und des Mitnehmers 38 verkeilt werden. Die Ringschulter 51 und die rückwärtigen Enden der Keilteile 47 sind so geformt, daß sie die rückwärtige Bewegung der Spannzange 44 in ihre den Dorn verriegelnde Stellung nicht behindern. Wenn der Sperrstift 76 aus der Ringnut 77 zurückgezogen wird, zieht die Feder 56 die Spannzange 44 in die Verriegelstellung mit einer hammerähnlichen Wirkung, was eine sichere Verbindung bewirkt.It is necessary that the collet 44 and the front portion 60 of the tension rod 45 be withdrawn enough to allow the full seat of the dome L in the spindle sleeve before the wedge parts 47 are wedged between the driver 38 and the clamping surface 50 in the spindle. The locking pin 76 and the groove 77 in the piston 65 are arranged in such a way that the ejector 60 of the clamping rod 45 is retracted just far enough in a front position of the collet 44 to allow the dome L to be firmly seated in the conical sleeve 30, as in FIG F i g. 5 is shown. After the mandrel L has been inserted into the conical sleeve 30 and is stuck therein, the power-operated pin 76 can be relaxed and the spring 56 move the collet 44 so that the wedge portions 47 of the fingers 46 are wedged between the clamping surfaces of the spindle and the driver 38 . The annular shoulder 51 and the rear ends of the wedge members 47 are shaped so that they do not impede the rearward movement of the collet 44 into its mandrel-locking position. When the locking pin 76 is withdrawn from the annular groove 77, the spring 56 pulls the collet 44 into the locking position with a hammer-like effect, which causes a secure connection.

Während bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kraftbetätigte Einrichtungen dazu vorgesehen sind, die Spannzange axial zur Spindel zwischen ihrer den Dorn verriegelnden und lösenden Stellung zu bewegen, können für diesen Zweck auch andere Einrichtungen vorgesehen sein. In der in den Fig.7 bis 11 dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann der den Dorn verriegelnde Mechanismus zwischen seinen Stellungen durch Nockeneinrichtungen bewegt werden, die vom Bedienungsmann der Maschine betätigt werden. Wie gezeigt, ist eine Spannzange 90, die eine Mehrzahl von Fingern 91, vier in der bevorzugten Ausführungsform, hat, zur lösbaren Befestigung eines Werkzeugaufsteckdornes L in der Konushülse 30 einer Werkzeugspindel 20 vorgesehen. Die Spindel 20 und die Konushülse 30 können von der gleichen Konstruktion sein, wie in der ersten Ausführungsform. Die Konushülse 30 läuft in eine der axialen Bohrung 31 ähnliche axiale Bohrung 92 aus, die in eine quer zur Spindel 20 verlaufende Bohrung 93 mündet und die mit dem einen Ende an der äußeren Seitenwand der Spindel austritt.While in the preferred embodiment of the invention power-operated devices are provided to move the collet axially to the spindle between its locking and releasing position of the mandrel, other devices can also be provided for this purpose. In the embodiment of the invention illustrated in Figures 7-11, the mandrel locking mechanism can be moved between its positions by cam means operated by the machine operator. As shown, a collet 90, which has a plurality of fingers 91, four in the preferred embodiment, is provided for releasably securing a tool mandrel L in the conical sleeve 30 of a tool spindle 20. The spindle 20 and the conical sleeve 30 can be of the same construction as in the first embodiment. The conical sleeve 30 terminates in an axial bore 92 similar to the axial bore 31, which opens into a bore 93 running transversely to the spindle 20 and one end of which emerges on the outer side wall of the spindle.

Die Finger 91 sind von gleicher Konstruktion, wie die Finger 46 der erstgenannten Ausführungsform und weisen Keilteile 94 mit inneren und äußeren Spannflächen auf, die mit einer kegligen Spannfläche 95 auf einem in den Dom L eingeschraubten Mitnehmer 96 und einer Ringschulter 97 an einem Ringflansch 98 eines Ringteiles 99 zusammenarbeiten, der in der Bohrung 92 durch eine Schulter 100 und durch einen Sicherungsring 101 axial unverschieblich gehalten ist. Der Mitnehmer 96, die Keilteile 94 der Finger 91 und die feststehende Ringschulter 97 sind von gleicher Konstruktion und gleicher Wirkungsweise wie die entsprechenden Teile der zuerst beschriebenen Ausführungsform und werden deshalb im einzelnen nicht weiter beschrieben.The fingers 91 are of the same construction as the fingers 46 of the first-mentioned embodiment and have wedge parts 94 with inner and outer clamping surfaces, which have a conical clamping surface 95 on a driver 96 screwed into the dome L and an annular shoulder 97 on an annular flange 98 Ring part 99 cooperate, which is held in the bore 92 by a shoulder 100 and by a locking ring 101 in an axially immovable manner. The driver 96, the wedge parts 94 of the fingers 91 and the fixed ring shoulder 97 are of the same construction and the same mode of operation as the corresponding parts of the embodiment described first and are therefore not described in detail.

Die Spannzange 90 wird durch eine Feder 102 ständig in eine hintere oder verriegelnde Stellung gedrückt, wobei die Feder 102 die Spannzange 90 umschließt und zwischen der hinteren Stirnseite des Ringteiles 99 und einem radial vorspringenden Bund 103 am hinteren Ende der Spannzange 90 eingelegt ist. Mittels des Bundes 103 ist die Spannzange 90 in der Axialbohrung 92 geführt.The collet 90 is constantly in a rearward or locking position by a spring 102 pressed, the spring 102 enclosing the collet 90 and between the rear face of the Ring part 99 and a radially projecting collar 103 are inserted at the rear end of the collet 90 is. The collet 90 is guided in the axial bore 92 by means of the collar 103.

Die Spannzange 90 weist einen Auswerferteil 104 auf, ähnlich dem der ersten Ausführungsform.The collet 90 has an ejector part 104, similar to that of the first embodiment.

Vom Bedienungsmann der Maschine kann die Spannzange 90 entgegen der Einwirkung der FederThe operator of the machine can use the collet 90 against the action of the spring

102 in der Bohrung 92 nach vorn bewegt werden, indem ein Antriebsglied 105- gedreht wird, das in der Bohrung 93 angeordnet ist und eine Schlüsselbohrung 106 zur Aufnahme eines Schlüssels hat, mit dem das Glied 105 gedreht wird. Das Antriebsglied 105 wird in seiner Lage in der Bohrung 93 durch einen Sicherungsring 107 gehalten. In der Schlüsselbohrung 106 ist ein axial beweglicher Stopfen 108 vorgesehen, um das Eindringen von Schmutz u. dgl. zu verhindern. Der Stopfen 108 wird durch Federdruck in einer Lage gehalten, in der seine äußere Seite mit der Außenseite des Antriebsgliedes 105 im wesentlichen bündig verläuft, und zwar durch eine Feder 110, die zwischen dem Boden des Stopfens 108 und dem Grund der Bohrung 106 liegt. Wenn ein Schlüssel in die Bohrung 106 eingesetzt wird, wird der Stopfen 108 gegen die Spannung der Feder 110 einwärts gedrückt, um den Eintritt des Schlüssels zu ermöglichen. Der Stopfen 108 ist mit einem radial sich erstreckenden Stift 111 versehen, der in einem Schlitz 112 des Antriebsgliedes 105 geführt ist.102 are moved forward in the bore 92, by rotating a drive member 105 disposed in the bore 93 and a key bore 106 has to receive a key with which the link 105 is rotated. The drive link 105 is held in its position in the bore 93 by a locking ring 107. In the key hole 106 an axially movable plug 108 is provided to prevent the ingress of dirt and the like. to prevent. The plug 108 is held by spring pressure in a position in which its outer Side with the outside of the drive member 105 runs substantially flush, through a Spring 110, which lies between the bottom of the plug 108 and the bottom of the bore 106. if A key is inserted into the bore 106, the plug 108 is against the tension of the Spring 110 pushed inward to allow entry of the key. The plug 108 is provided with a radially extending pin 111 which is in a slot 112 of the drive member 105 is performed.

Das Antriebsglied 105 ist mit der Spannzange 90 durch ein zylindrisches Glied 113 arbeitsmäßig verbunden, das in der Bohrung 93 zwischen dem Antriebsglied 105 und dem Grund der Bohrung 93 liegt. Am zylindrischen Glied 113 ist ein Nocken 114 eingearbeitet, der in einen Stößel 115 eingreift, der sich von der Spannzange 90 aus nach hinten erstreckt. Das zylindrische Glied 113 wird bei der Drehung des Antriebsgliedes 105 durch eine Tote-Gang-Verbindung zwischen den Gliedern gedreht, die später im einzelnen beschrieben werden soll.The drive member 105 is operatively connected to the collet 90 by a cylindrical member 113, which lies in the bore 93 between the drive member 105 and the bottom of the bore 93. On the cylindrical member 113, a cam 114 is incorporated, which engages in a tappet 115, which extends rearward from the collet 90. The cylindrical member 113 becomes with the rotation of the drive link 105 rotated by a dead-gear connection between the links, which is later to be described in detail.

In der erläuterten Ausführungsform ist der Nokken 114 durch Ausfräsen des zylindrischen Gliedes 113 gebildet; er weist, wie aus F i g. 8 ersichtlich, im wesentlichen einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einer Abflachung 117 auf, die an den Bogenteil des Nockens angrenzt, wenn der Nocken im Uhrzeigersinn gedreht wird. Der geradlinige oder Sehnenteil 118 des Nockens liegt im wesentlichen in der Ebene durch die Achse des zylindrischen Gliedes 113, so daß der Drehungsmittelpunkt des Nockens auf dem geradlinigen oder Sehnenteil 118 liegt. Der Mittelpunkt des Halbkreisteiles des Nockens ist vom Drehmittelpunkt in einer Richtung gegen die Zange 90 versetzt, wenn der Nocken die in Fig. 8 gezeigte Lage hat.In the illustrated embodiment, the cam 114 is made by milling out the cylindrical member 113 formed; he shows, as shown in FIG. 8 can be seen, essentially having a semicircular cross-section a flat 117 which is adjacent to the arcuate portion of the cam when the cam is clockwise is rotated. The rectilinear or chordal portion 118 of the cam lies substantially in the plane through the axis of the cylindrical member 113 so that the center of rotation of the cam is on the rectilinear or tendon portion 118 lies. The center of the semicircle part of the cam is from The center of rotation is offset in one direction with respect to the tongs 90 when the cam is that shown in FIG Location has.

In dieser Lage liegt eine Seite des Stößels 115, dessen Mittelpunktslinie im Abstand von der der Spannzange 90 verläuft, angrenzend an den geradlinigen Teil 118 des Nockens 114. In dieser Stellung ist das Ende 120 des Stößels 115 außer Eingriff mit dem Nocken 114, und die Spannzange 90 ist infolge der Einwirkung der Feder 102 in ihrer hinteren Lage. Durch Drehung des Nockens 114 im Uhrzeigersinn wird sein Halbkreisteil mit dem Ende 120 des Stößels in Eingriff gebracht; die fortgesetzte Drehung des Nockens veranlaßt die Spannzange 90, sich gegen die Einwirkung der Feder 102 vorwärts zu bewegen, bis der Scheitelpunkt 121 des Nockens mit dem Stößel 115 im Eingriff ist. An diesem Punkt ist die Spannzange 90 in der Bohrung 92 in ihrer vordersten, den Dorn lösenden und ausstoßenden Stellung. Wird die Drehung des Nockens fortgesetzt, so kommt die Abflachung 117 mit dem Stößel 115 in Eingriff, so daß die Spannzange 90 in einer zur Aufnahme des Domes bereiten Stellung gehalten ist.In this position lies one side of the plunger 115, the center line of which is at a distance from that of the Collet 90 extends adjacent to the rectilinear portion 118 of the cam 114. In this position the end 120 of the plunger 115 is disengaged from the cam 114 and the collet 90 is in consequence the action of the spring 102 in its rear position. By rotating the cam 114 clockwise its semicircular part is brought into engagement with the end 120 of the plunger; the continued rotation of the cam causes the collet 90 to move forward against the action of the spring 102, until the apex 121 of the cam engages the plunger 115. At this point the Collet 90 in bore 92 in its foremost mandrel-releasing and ejecting position. If the rotation of the cam is continued, the flat 117 comes into engagement with the tappet 115, so that the collet 90 is held in a position ready to receive the dome.

Um die Spannzange 90 in die verriegelnde Stellung zu bringen, wird der Nocken 114 im Uhrzeigersinn gedreht. Wenn die Abflachung 117 außer Eingriff mit dem Ende 120 des Stößels 115 kommt, wird die Spannzange 90 durch die Kraft der Feder 102 mit hammerähnlicher Wirkung in ihre Verriegelungsstellung bewegt. To bring the collet 90 into the locking position, the cam 114 is turned clockwise turned. When the flat 117 disengages from the end 120 of the plunger 115, the collet 90 is moved into its locking position by the force of the spring 102 with a hammer-like effect.

Wenn die Abflachung 117 des Nockens 114 außer Eingriff mit dem Stößel 115 gedreht wird, wird die Feder 102 durch den Stößel 115 eine Kraft ausüben, die den Nocken 114 im Uhrzeigersinn zu drehen sucht. Es ist wünschenswert, daß sich der Nocken 114 im Ansprechen auf die darauf ausgeübte Kraft frei bewegen kann, so daß der Bedienungsmann die Rückwärtsbewegung der Spannzange 90 nicht beeinträchtigen kann, indem er das Antriebsglied 105 mit dem in die Bohrung 106 eingesetzten Schlüssel gegen Drehung festhält. Hierfür weist in der erläuterten Ausführungsform die Treibverbindung zwischen dem Antriebsglied 105 und dem zylindrischen Glied 113 eine Tote-Gang-Verbindung auf. Diese wird erhalten, indem ein Teil des Antriebsgliedes 105 weggeschnitten ist, um einen halbkreisförmigen Vorsprung 122 zu bilden, der sich vom Antriebsglied 105 nach innen erstreckt und in einen Vorsprung 123 eingreift, der sich vom zylindrischen Glied 113 nach außen erstreckt und einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen einem Kreissegment von 90° entspricht. Die Vorsprünge 123,122 überlappen einander und haben den gleichen Krümmungsmittelpunkt, der auf der Achse der Bohrung 93 liegt. Wenn das Antriebsglied 105 im Uhrzeigersinn gedreht wird, berührt die gerade Seite des Vorsprungs 122 eine der geradlinigen Seiten des Vorsprungs 123 und verursacht die Drehung des zylindrischen Gliedes 113. Das Glied 113 kann sich jedoch um 90° im Uhrzeigersinn, bezogen auf das Antriebsglied 105, drehen, d.h., bis die andere gerade Seite des Vorsprungs 123 mit der geraden Seite des Vorsprungs 122 im Eingriff ist, wodurch eine Tote-Gang-Verbindung zwischen dem Antriebsglied 105 und dem zylindrischen Glied 113 entsteht. ·When the flat 117 of the cam 114 is rotated out of engagement with the plunger 115, the Spring 102 through the plunger 115 exert a force that rotates the cam 114 clockwise seeks. It is desirable that the cam 114 move in response to the force applied thereto can move freely so that the operator does not interfere with the backward movement of the collet 90 can by having the drive member 105 with the key inserted into the bore 106 holds against rotation. For this purpose, in the illustrated embodiment, the drive connection has between the drive member 105 and the cylindrical member 113 a dead-gear connection. This will obtained by cutting away part of the drive member 105 to form a semicircular projection 122, which extends inwardly from the drive member 105 and into a protrusion 123 engages, which extends outwardly from the cylindrical member 113 and has a cross-section, which essentially corresponds to a 90 ° segment of a circle. The projections 123, 122 overlap one another and have the same center of curvature, which lies on the axis of the bore 93. When the drive member 105 is rotated clockwise, the straight side of the protrusion contacts 122 one of the straight sides of the projection 123 and causes the cylindrical member to rotate 113. The link 113 can, however, turn clockwise by 90 ° with respect to the drive link 105, rotate, i.e., until the other straight side of the protrusion 123 coincides with the straight side of the protrusion 122 is engaged, whereby a dead-gear connection between the drive member 105 and the cylindrical member 113 is formed. ·

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Arbeitsweise der Verriegelung der Spannzange der erstgenannten Ausführungsform entspricht, lediglich die Einrichtungen zur Betätigung der Spannzange in ihre verschiedenen Stellungen weichen hiervon ab.From the above description it is clear that the operation of the locking of the collet corresponds to the first-mentioned embodiment, only the devices for actuating the collet differ from this in their various positions.

Claims

Patent claims:

1. Device for clamping and releasing tools inserted into a spindle by means of a collet arranged on a clamping rod which is longitudinally displaceable in the spindle and which has a conical bolt inserted into the rear end of the shank of the tool with one of the same Inclination as the bolt having internal clamping surface overlaps and theirs as well conical outer clamping surface rests against a correspondingly conical clamping surface of the spindle, thereby characterized in that the outer clamping surface (49) of the collet (44) and the correspondingly conical clamping surface of the spindle converge towards the receiving end of the spindle and that the inclination of these clamping surfaces is smaller than that of the inner clamping surface (48) of the collet (44).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the provided on the spindle Clamping surface is arranged on a ring part (52) inserted axially immovably into the spindle is, the subsequent to an annular shoulder (51) receiving the clamping surface is an extension

1010

has, into which the reinforced clamping part of the collet (44) gives way in the release position.

Documents considered: U.S. Patent No. 1 961129, 2 713 811.

1 sheet of drawings