DE1552346A1

DE1552346A1 - Process for clamping and loosening a tool cone and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE1552346A1
Application number: DE19661552346
Authority: DE
Inventors: Lothar Mix
Original assignee: INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN
Current assignee: INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN
Priority date: 1966-11-15
Filing date: 1966-11-15
Publication date: 1969-12-18
Also published as: GB1122310A

Description

Verfahren sum Spannen und lösen eines fc'erkzeugkegels und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensProcedure for clamping and releasing a tool cone and device for carrying out the method

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sum Spannen und Lösen eines Werkzeugkegels in einem Arbeitespindelende Bit radial beweglichen Spannmitteln und eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dea Verfahrene, wobei aev Werkzeugkegel an seinem hinteren Ende mit einem Ansatz versehen ist, der als Nockenscheibe ausgebildet ist, in die als Spannmittel radial verschiebbare Bocken eingreifen.The invention relates to a method sum clamping and releasing a tool cone in a work spindle end bit radially movable clamping means and a device for carrying out dea Verfahrene, whereby aev tool cone is provided at its rear end with an approach which is designed as a cam disc, in which as a clamping means radially Slidable brackets engage.

£s ist eine Werkzeugkegelbefestigung in der Arbeltsspindel von Werkzeugmaschinen bekannt, bei der das Verriegeln und lösen des Werkzeugkegels mittels Ilandkraft erfolgt. Bas Hauptmerkmal dieser Lösung liegt darin, daß sie bei jedem genormten Werkseugkegel Verwendung finden kann, Säbel wird in das Kegelschaftende ein Einsatz mit einer kegelstumpff Uralgen Hockenringflache eingeschraubt, die alt swel In einem radialen Durohbruoh der Arbeitsspindel beweglich angeordneten Nocken zusammenwirkt· Durch eine Gehraube mit gegenläufigem Gewinde in den zwei gegenüberliegenden Nocken wird deren radiale Beweglichkeit erreicht· Über zwei schräge IJookenflächen überträgt sich diese Radialbe-WQgung auf zwei gleichgerichtete _% eine, innere und eine äußere, kegolstumpfförraige Nockenringflachen des in den Werkzeugkegol eingeschraubten Einsatzes, wodurch einmal eine Axialbewegung des Werkzeugkegels nach innen und damit eine Verriegelung und das andere Mal eine Aacia!bewegung nach außen und damit ein Lösen des \"erkseugkegels erreicHt wird.A tool cone fastening in the work spindle of machine tools is known, in which the locking and loosening of the tool cone takes place by means of Iland force. The main feature of this solution is that it can be used with any standardized factory taper, an insert with a frustoconical Uralgen squat ring surface is screwed into the saber shaft end, which interacts with a cam, which is movably arranged in a radial cylinder of the work spindle thread in the two opposite cams is their radial mobility achieved · About two oblique IJookenflächen transmits these overhung-WQgung two _rectified% an inner and an outer kegolstumpfförraige cam ring surfaces of the screwed into the Werkzeugkegol insert, whereby once an axial movement of the tool taper inwardly and with it a locking and the other time an Aacia! movement outwards and thus a loosening of the "Erkseugkegels" is achieved.

Weiterhin sind Werkzeugkegelbefestigungen mit Zugstange bekannt. Die Zugstange 1st in einer axial durchbohrten Arbeitsspindel geführt und mit Gewinde versehen,Furthermore, there are tool taper fastenings with drawbars known. The pull rod is guided in an axially drilled work spindle and provided with a thread,

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das in das entsprochende eines Werkzeugkegels eingreift. BoI Drehbewegung der Zugstange wird dieser axial in "bzw. aus der Arbeitsspindel bewegt. Dadurch wird gleichzeitig ein Spannen bzw« Lösen des Verkzeugeo erreicht· Diese Einrichtungen oind Insofern mit Bachteilen behaftet, als die ^ferkseugwechselzeiten, bedingt durch die Handbetätigung der Einrichtungen und des Schrauben der Gewinde, Größenordnungen erreichen, die wirtschaftlich nicht mehr vertretbar sind.which engages in the corresponding tool cone. As a result of the rotary movement of the pull rod, it is moved axially in and out of the work spindle. As a result, the tool is clamped or released at the same time the thread reach dimensions that are no longer economically justifiable.

The purpose of the invention is to keep the tension safe

des Werkzeuges, ein schnelles und kraftbetätigtesof the tool, a fast and power-operated

Change the tool auo achieve the working spindle au

Die Aufgabe der Erfindung ist eo, ein Verfahren sue Spannen und Lösen eines Werkzeugicegels in einem Arbeitsspind elende mit radial beweglichen Spannmitteln und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei der tterkzeugkegel an oelnem hinteren Snde Bit einen Ansatz versehen ist, der als Nockenscheibe ausgebildet 1st, in die als Spannmittel radial verschiebbare Nocken eingreifen, zu schaffen, mit der der.Wegfall der Gewinde' zum Spannen und loben des tferkzeugkegele erreicht oird. EJrfindungagemJiß wird dieses durch folgende Verfahrensschritte gelöst* ein kraftbetätigtes Verschieben einer Schubstange in fliohtung des das Werkzeug aufnehmenden SpiKdelendes bis zum Singriff alt schrägen Arbeitsflächen radial dazu angeordneter, gegen eine Federkraft nach außen verschiebbarer Spannmittel aus Öffnen derselben; Ein gelteres Verschieben der Schubstange bis an daa Bnde des eingespannten Werkzeugkegels sum Ausstoßen desselben; ßln Zurückziehen des Schubstange in dl« üffnungestelle und Einführen eines neuen Verkseugkegele; Sin weiteren Zurückziehen der Sehübatange bis außer Eingriff der Spannmittel,The object of the invention is to provide a method Clamping and loosening a tool cone in a work spindle miserable with radially movable clamping means and a device for carrying out this process, where the tterkzeugkegel on an oil rear end bit Approach is provided, which is designed as a cam disk, into which cams can be radially displaced as clamping means intervene, to create with which the 'loss of the thread' for clamping and praising the tferkzeugkegele achieved oird. This is achieved by means of the following process steps solved * a power-operated displacement of a push rod in the direction of the tool receiving SpiKdelendes up to the singing handle old inclined work surfaces clamping means arranged radially in relation to this and displaceable outwardly against a spring force from opening the same; A more elaborate shifting of the push rod up to the volumes the clamped tool cone sum ejecting the same; By withdrawing the push rod in the opening point and inserting a new Verkseugkegele; Sin further retraction of the Sehübatange until except Engagement of the clamping devices,

Die erfindungsgemäfie Lösung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken von außen her federbelastet sind, an der zur Schubstenge zeigenden leiteThe inventive solution of the device is thereby characterized in that the cams are spring-loaded from the outside are on the lead pointing to the push bar

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Arbeitsflächen aufweisen und die Schubstange an ihrem vorderen Ende Anschrägungen besitzt. Ba kennen zwei oder mehrere Nocken gleichmJIßig am Umfang der Arbeitsspindel verteilt sein. Die als Spannflache für die Nocken dienende Planseite der Nockenscheibe trägt einen Gewindebolzen mit einer Kontermutter, der in eine.entsprechende Gewindebohrung am Ende des U'erkseugkegels eingreift. Die Nocken sind als zylindrische Körper ausgebildet, die auf ihrer Grundfläohe zur Arbeitsspindelraitte zwei nacheinander liegende Rastzähne tragen, die beide mit zur üchubstange zeigenden schrägen Arbeitsflächen versehen sind, von denen der der Schubstange entfernteste zur Spannung des tiferkzeugkegels dient. In der DeckflUohe des Nocken ist eine zylindrische Ausnehmung zur Aufnahme dor Feder und eine Bohrung fUr den FUhrungsbolzen vorgesehen. Sie schragen Arbeitsflächen der fiast-Eahne können parallel zueinander verlaufen oder unterschiedliche Winkel mit der Grundfläche des Nocken einschließen. Die Feder liegt mit einem linde auf der Grundflüohe der zylindrischen Ausnehmung auf und umschließt in ihrer Länge den Ftihrungsbolzen, der in einer des Durcnbruch der Arbeitsspindel abschließenden Vesreohlußplatte ist, gegen die sich das freie Bnde der Feder abstutst. Die Federn sind vorteilhaft als Tellerfedern ausgebildet. Zum betätigen der Spannung 1st am hintersten beweglichen Arbeitsspindellager ein Ilydraulik- oder Fneumatikzylinder oder ""Kiekt ro spanner angebracht, dessen Kolbenstange alt der Schubstango verbunden 1st. PUr eine veiter· Möglichkeit der Betätigung befindet sich avf dem Uasohlnenaue-Iegeχ ein Festanschlag in Achse,der aus der Arbeitespindel hcruusrngcuden Schubstange.Have work surfaces and the push rod has bevels at its front end. Know ba two or more cams evenly on the circumference of the work spindle be distributed. The as a clamping surface for the The flat side of the cam plate serving the cam carries a threaded bolt with a lock nut, which is inserted into a corresponding Threaded hole at the end of the U'erkseug cone intervenes. The cams are designed as cylindrical bodies, which on their base area to the work spindle rail two consecutive ratchet teeth that carry both with inclined work surfaces facing the push rod are provided, of which the furthest from the push rod is used to tension the tiferkzeugkegels. In the top surface of the cam is a cylindrical recess to accommodate the spring and a hole for the guide bolt intended. They slope work surfaces of the fiast-Eahne can run parallel to each other or form different angles with the base of the cam. The feather lies on the ground with a linden tree of the cylindrical recess and encloses in its length the guide bolt, which is in one of the breakthrough the work spindle closing Vesreohlußplatte against which the free band of the spring abuts. The springs are advantageously designed as disc springs. To operate the tension is at the rearmost movable Work spindle bearing an Ilydraulic or pneumatic cylinder or "" Kiekt ro spanner attached, the piston rod of which is old the push rod is connected 1st. PUr a further possibility The actuation is located at the Uasohlnenaue-Iegeχ a fixed stop in the axis that comes from the work spindle hcruusrngcuden push rod.

Eo liegt im Rahmen der Erfindung, Workeeugkegtl aller Neigungen eu spannen. Weiterhin ist es müglioh, Werkzeuge mit zylindrischem Schaft zu spönnen, indte enrfcelle des Werkzeugkegele eine Spannzange oder dgl. verwendet *lrEo is within the scope of the invention, Workeeugkegtl all To tension inclinations. Furthermore, it is difficult to use tools with a cylindrical shaft, indte enrfcelle of the tool cone a collet or the like is used * lr

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Mit der erfindungsgemSflen LOsung wird zum ersten eine sichere Verriegelung Ujid Spannung des Tferkseugkegels in der Arbeltsspindel fait relativ geringen Aufwand erreicht und zum anderen kann das Weohseln dir Werkzeuge kraftbetätigt in ökonomisch vertretbaren Zeiten durchgeführt werden·With the solution according to the invention, the first is a safe locking Ujid voltage of the Tferkseugkeges In the work spindle, relatively little effort is achieved and, on the other hand, the work can give you tools carried out power-operated in economically justifiable times will·

In der dazugehörigen Zeichnung ist ein Längsschnitt durch die Arbeitsspindel dargestellt· Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausffihrungsbelspiel näher erläutert werden·In the accompanying drawing is a longitudinal section represented by the work spindle · The invention is hereinafter based on an execution game to be explained in more detail

In den Aufnahmekegel einer Arbeitsspindel 1 ist ein Werkzeußkegel 2 eingespannt. Das Ende des Werkzeugkegels 2 welot einen Ansäte 3 auf, dessen hinterer Teil als Nookenacheibe 4 ausgebildet ist· Die zum i7erkzeugkegel 2 zeigende Planseite 5 cUr Nockenscheibe 4, die am Umfang eine schräge Spannfläche 6 für Nocken 7 aufweist, tragt einen Gewindebolzen 8 nit einer Kontermutter 9· Dieser greift in eine entsprechende Gewindebohrung am Snde des Werkzeugkegels 2 ein und gestaltet dadurch den An-GQtz 3 als verstellbaren Einsatz. In einem oder mehreren radialen Durohbrtlchen 1o der Arbeitsspindel 1 sind zwei oder mehrere Nocken 7 gleichmäßig am Umfang verteilt, beweglieh angeordnet. Die Grundform der Nocken 7 ist ein zylindrischer Körper. Auf ihrer cur Arbeitsspindelmitte zeigenden Grundfläche befinden sieh zwei nacheinander liegende Kaßtzähne, due beide mit zur Sohubstange zeigenden schrägen Arbeitsflächen 11; 12 versehen sind. Der der Schubstange entfernteste Bastaahn dient cur Spannung dea Werkzeugkegels_y wahrend der der Schubstange am nächsten liegende Bas* zahn mit dieser Buaammeaarbeitet. Die Arbeitsflächen 11 12 der Ba crt β ohne können «ate» gleichem Winkel zur Grundfläche und somit parallel zueinander verlaufen. Es sind Jedooh auch unterschiedliche Winkel zweckmäßig, da dadurch das Verhältnis zwischen Spannkraft und lösekraft bevtimot werden kann.A tool cone 2 is clamped into the receiving cone of a work spindle 1. The end of the tool cone 2 welot an attachment 3, the rear part of which is designed as a nooker disc 4 The flat side 5 cUr cam disc 4 facing the tool cone 2, which has an inclined clamping surface 6 for cams 7 on the circumference, carries a threaded bolt 8 with a lock nut 9 · This engages in a corresponding threaded hole at the end of the tool cone 2 and thus designs the An-GQtz 3 as an adjustable insert. In one or more radial Durohbrtlchen 1o of the work spindle 1, two or more cams 7 are evenly distributed around the circumference, arranged to be movable. The basic shape of the cam 7 is a cylindrical body. On the base surface facing the center of the work spindle, there are two serrated teeth, both of which have inclined work surfaces 11; 12 are provided. The base tooth furthest from the push rod is used for the tension of the tool _{cone y} while the base tooth closest to the push rod works with this shaft. The working surfaces 11 12 of the Ba crt β without can "ate" at the same angle to the base and thus run parallel to one another. Different angles are also useful, as this allows the relationship between clamping force and loosening force to be timed.

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In ihrer tJeckflache haben die Nocken 7 eine zylindrische Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Feder 16, sowie eine im !Durchmesser kleiner 3 tief ergehende Preibohrung 17 für den Ftihrungsbolzen 18 der Feder 16. Auf der Grundfläche der Ausnehmung 15 liegt ein Ende der Feder 16 auf, Sie umschließt den Führungabölzen 18 auf einem Teil seiner Dinge. Durch eine Schulter am freien Bnde des FUhrungsbolzens 18 wirä jedoch der maximal© Federweg begrenzt. Der Durchbruoh 1o der Arbeitsspindel 1 wird durch eine in einer ßlnsenkung befestigten Versehlußplatte 19 abgeschlossene In dieser Verschlußplatte 19 Ist der FtJhrun'gsholzen 18 befestigt, wfihrtmd das andere Bnde der Feder 16 sich gegen die Innerifloche der Vei'schlußplatte 19 abstützt. Die Federn 16 selbst sind als £ellerfedern ausgebildet.In their tJeckflache the cams 7 have a cylindrical shape Recess 15 for receiving a spring 16, as well as one in! diameter less than 3 deep price hole 17 for the guide pin 18 of the spring 16. On the base the recess 15 rests on one end of the spring 16, you encloses the guide pin 18 on part of it Things. Through a shoulder on the free collar of the guide bolt However, the maximum spring travel is limited. The Durchbruoh 1o of the work spindle 1 is through a Locking plate 19 fixed in a sinking hole In this closure plate 19 is the opening bolt 18, the other volume carries the Spring 16 against the inner flute of the Vei'schlussplatte 19 supports. The springs 16 themselves are designed as plate springs educated.

Die Arbeitsspindel 1 ist in ihrer gesamten länge für die Schubstange 14 durchbohrt. An Ihren vorderen Ende weist diese die der hinteren schrligen Fläche 12 der Hocken 7 entsprechende Ansohrägung 13 auf. Hit ihrem hinteren 2nde ragt die Sohubstcnge 14 aus der Arbeitsspindel 1 heraus. Durch.ein Zwi&chenstllok 2o mit Mutter 21 ist das ν,ηάβ der Sohubstange 14 ciit einer XoIl enstange 22 eines Hydraulikeylinders verbunden. Der Hydraulikzylinder ist fest mit dem hintersten beweglich gestalteten Lager der Arbeitsspindel 1 verbunden.The work spindle 1 is drilled through for the push rod 14 in its entire length. At its front end, this has the incision 13 corresponding to the rear sloping surface 12 of the squats 7. Hit its rear 2nde, the Sohubstcnge 14 protrudes from the work spindle 1. Through an intermediate locomotive 2o with nut 21, the ν, ηάβ of the lift rod 14 is connected to a oil rod 22 of a hydraulic cylinder. The hydraulic cylinder is firmly connected to the rearmost movably designed bearing of the work spindle 1.

Naoh einer anderen Au«fuhrun;j befindet sich auf dem Maöfehinenausleger ein Festanschlag der Schubstange 14 in Achse der aus der xbeitsüpindel 1 hersusragenden Sohubstange 14.Another exit; j is on the Maöfehinen boom a fixed stop of the push rod 14 in the axis of the protruding from the xbeitsüpindel 1 So lift rod 14.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung 1st folgende:The operation of the device is as follows:

Duroh den Hydraulikzylinder wird über die Kolbenstange 22 die Schubstange 14 vorvrärtsbewegt· Die iluschrägung der Sohubstange 14 gleitet über die hinteren schrägenDuroh the hydraulic cylinder is over the piston rod 22 the push rod 14 moves forward · The bevel the Sohubstange 14 slides over the rear slopes

Flächen 12 der Nooken 7 imd drückt diese auseinander»Surfaces 12 of the nooks 7 and pushes them apart »

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Dadurch kommt die Öffnungsstellung sustande. Durch weiteres Verschieben der Schubstange 14 gegen den Ansatz des Werkseugkegels 2 wird das ffertaeeug aus dem Aufnahme·» kegel der Arbeitsspindel 1 gelöst· Nach der entfernung dee Werkzeuges wird die Schubstange 14 in die üffnungsstellung der Nooken 7 uuroekgefWhrt. Gleichzeitig wird das neue Werkzeug in die Arbeitsspindel eingesetzt· Her Hydraulikzylinder sieht daraufhin die Schubstange 14 in die Ausgangsstellung eurtiok* Die Federn 16 drücken jetzt die freigegebenen Nocken 7 radial nach innen« Durch die vorderen schrägen Flächen 11 der Nooken 7 wird der Werkeeugkegel 2 über die Spannfläche 6 des Ansatzes 3 des Werkzeugkegels fest in der Arbeltsspindel 1 verriegelt und gespannt, tfenn der Werkaeugkegöl 2 schon bei öffnungsstelluag der Nooken 7 aus der Arbeitsspindel 1 entfernt werden kann, entfällt das darauffolgende weitere Versehleben der Sohubetange 14 gegen den An sata des Werk^eugkegels 2.This results in the open position. By further displacement of the push rod 14 against the approach of the factory suction cone 2 is the ffertaeeug from the recording · » cone of the work spindle 1 loosened · After removing the dee Tool, the push rod 14 is in the opening position the Nooken 7 uuroek carried out. At the same time the new Tool inserted into the work spindle. The hydraulic cylinder then sees the push rod 14 in the starting position eurtiok * The springs 16 now press the released ones Cams 7 radially inwards «The front inclined surfaces 11 of the nooks 7 make the Werkeeugkegel 2 over the clamping surface 6 of the extension 3 of the tool cone firmly locked and tensioned in the work spindle 1, tfenn the Werkaeugkegöl 2 already at the opening position Nooken 7 can be removed from the work spindle 1, there is no further loss of life that follows Sohubetange 14 against the anata of the work cone 2.

Durch den am hintersten Arbeit spindellager befestigten Hydraulikzylinder kaon d er üerkaeugweohselvorgang in jeder beliebigen Stellung der Arbeitsspindel 1 durchgeführt werden·Fixed by the spindle bearing at the rearmost work Hydraulic cylinder can be used in the overhaul process can be carried out in any position of the work spindle 1

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Claims

1. Procedure for clamping and releasing a »Werkseugkegele in a work spindle end with radially movable clamping means, characterized by a power actuated displacement of a push rod (1'0 * ^{tt in the} direction of the Serkaseug take ad en Splndelendf 3 to bus engagement with inclined work surfaces (12) raeüal daeu arranged, against a spring force outwardly displaceable clamping means η to open the same; a further shifting of the push rod (14t) bie to the end of the clamped "Erkseugkegelo (S) atm attsrtoßim same; a retraction of the Sohubotange (H) in the open musgoet" ad 3 o'clock, there is a new work piece (S) $ a further low tension of the tendon length (14) until the clamping center is out of engagement} «

Volumes with buckets On Mt. iet ₀ im di © as Spamuolttei radial feraehiebfeui «Ifecfce» ala ^ elfeÄg iadweln -iess die m & km (?) wm atttta lies spring loaded on the rar istaibstaago »» ig®ai © s since «eohs8e * (IS)

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} iets Wmtmna ^ siä ± \ im (4) an I? e «indeb0lsei (8) with a» * KentexaHtiex C§) tx% t ₉ da * intervenes in a corresponding Qewlndebohraäjg as Bnde dee üerkseugkegels (2).

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5 · Device according to claims 2 and 3, characterized by the fact that the ffooks (7) are formed by all cylindrical bodies, which on their base area in the middle of the work spindle carry two teeth lying one after the other, both of which have inclined working surfaces biting to the oohubotange (14) (11; 12) are provided, γόη which the push rod (14) furthest (11) is used to tension the ^ ' _e rkzeugkegels (2) and in the top surface a cylindrical recess (15) for removing the spring (16) and a Have a bore (17) for a guide bolt (18).

6. Device according to claim 5, characterized in that that the job searches (11; 12) of the Iiaetzähne parallel run towards each other or at different angles with the base of the basin (7) .eincllude.

7 · Device according to claims 2, 3 and 5, thereby gekennselolutet, de 8 dl «spring (16) with one end Mf rests on the base surface of the recess (15) and in their length of. guide bolt (le) locks, in one of a breakthrough (1o) of the work spindle (1) final VeisohluOplatte (19) is attached against which the other end of the spring (16) is supported.

8 «device naoh den Arspxtlehen 5 to 7, characterized that the springs (16) are designed as disc springs are.

9 device according to claim ft, characterized in that dafl the rearmost] movable »working spindle position * Hydraulic or Preuoetiksy linder browned let, bur. a slektroapanner, whose lalbeiunang · (82) nit that 3ohubstange (U) luroh tia Zwlschenetöok (2o) verlet ·

1o. Vorriohtung naoh Jnapruoh 2, characterized in that that the Eis Festaneohlag in Aohe · dar from the work spindle (i) heramsragead Push rod (14) is found.

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