DE20023431U1 - Spindel in einer Werkzeugmaschine - Google Patents
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Abstract
Spindel in einer Werkzeugmaschine mit einer Achse (46), mit einer in der Achse (46) liegenden Aufnahme (34) für einen Schaft (30) eines Werkzeughalters (14), und mit einem Spannmechanismus zum axialen Fixieren des Schaftes (30) in der Aufnahme (34), wobei der Spannmechanismus einen axial verschiebbaren Spanndorn (18) sowie mindestens ein auf einem Umfang des Spanndorns (18) angeordnetes Segment (60) enthält, das bei axialer Verschiebung des Spanndorns (18) mittels einer zwischen dem Spanndorn (18) und den Segmenten (60) wirkenden ersten Führung (50/64, 54/78, 68/70, 72/92) zwischen einer ersten und einer zweiten radialen Betriebsstellung radial bewegbar ist und in der ersten Betriebsstellung den Schaft (30) formschlüssig in der Aufnahme (34) fixiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Führung (76/100) vorgesehen ist, mittels der das mindestens eine Segment (60) in der zweiten Betriebsstellung sowie in jeder Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Betriebsstellung definiert gehalten wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Spindel in einer Werkzeugmaschine mit einer Achse, mit einer in der Achse liegenden Aufnahme für einen Schaft eines Werkzeughalters und mit einem Spannmechanismus zum axialen Fixieren des Schaftes in der Aufnahme, wobei der Spannmechanismus einen axial verschiebbaren Spanndorn sowie mindestens ein auf einem Umfang des Spanndorns angeordnetes Segment enthält, das bei axialer Verschiebung des Spanndorns mittels einer zwischen dem Spanndorn und den Segmenten wirkenden ersten Führung zwischen einer ersten und einer zweiten radialen Betriebsstellung axial bewegbar ist und in der ersten Betriebsstellung den Schaft formschlüssig in der Aufnahme fixiert.
- Eine Spindel mit einem derartigen Spannmechanismus ist bekannt, beispielsweise aus Bearbeitungszentren der Typenreihe "FZ" der Anmelderin.
- Bei den bekannten Spannmechanismen wird der Werkzeughalter mit seinem Außenkegel in eine komplementäre innenkegelige Aufnahme des Spindelkopfs eingeschoben. Ein Spanndorn des Spannmechanismus taucht dann in eine entsprechende Aufnahme im Schaft des Werkzeughalters ein. Der Spanndorn ist mittels einer axial angeordneten Zugstange axial verfahrbar. Zum Einspannen des Werkzeughalters befindet sich der Spanndorn in einer vorgeschobenen Betriebsstellung. Am Außenumfang des Spanndorns sind über den Umfang verteilt mehrere Segmente angeordnet. Die Segmente laufen am vorderen Ende in eine verdickten Kopf aus, der sich in dieser Betriebsstellung radial innen befindet. Wenn nun nach dem Einschieben des Schaftes in die Aufnahme des Spindelkopfes die Zugstange eingezogen wird, wird der Spanndorn mitgenommen. Über ein System von Gleitschrägen bewegen sich dann die Segmente radial nach außen. Die verdickten Köpfe der Segmente greifen dann hinter entsprechende Vorsprünge in der Aufnahme im Schaft des Werkzeughalters, so daß dieser formschlüssig axial fixiert wird.
- In axialer Richtung hinter dem Spanndorn befindet sich eine Krone mit mehreren über den Umfang verteilten Ausnehmungen, in denen die rückwärtigen Enden der Segmente gehalten sind. Die Krone liegt über weitere Führungsschrägen an den Segmenten an. Beim Spannen des Spannmechanismus wird die Krone gegen die Kraft einer Feder nach hinten geschoben. Beim Entspannen des Spannmechanismus drückt die Feder die Krone wieder nach vorne, wobei die Schrägführung zwischen Krone und Segmenten bewirkt, daß diese wieder in ihre radial innere Betriebsstellung gelangen.
- Bei diesen herkömmlichen Spannmechanismen kann nun eine Fehlfunktion dadurch auftreten, daß die Segmente sowohl in ihrer radial inneren Betriebsstellung (bei entspanntem Spannmechanismus) wie auch in den Zwischenpositionen zwischen den beiden Betriebsstellungen undefinierte Lagen einnehmen. Dies gilt insbesondere für das axial vordere Ende der Segmente. Diese könnten beispielsweise nicht in ihre radial innere Betriebsstellung zurückkehren, obwohl die Segmente vom hinteren Ende her durch die unter Federkraft vorlaufende Krone entsprechend bewegt werden. Wenn dann die Segmente mit ihrem vorderen Ende in einer undefinierten Lage sind, kann es beim Einsetzen des nächsten Werkzeughalters zu Fehlfunktionen kommen. Insbesondere kann bereits eine formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeughalter und Spindelaufnahme hergestellt werden, die bewirkt, daß der Werkzeughalter bereits in diesem Zeitpunkt von der mit langsamer Kupplungsdrehzahl umlaufenden Aufnahme der Spindel mitgenommen wird. Dann kann aber die herkömmliche Verbindung zwischen einem Nutenstein und einer Nut zwischen Aufnahme und Werkzeughalter nicht eingreifen, so daß keine arbeitsfähige Verbindung zwischen Werkzeughalter und Spindel hergestellt wird.
- Außerdem kann bei derartig undefinierten Situationen eine Beschädigung der Segmente eintreten.
- Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Spindel der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Probleme vermieden werden. Insbesondere soll ein sicheres Einkuppeln des Werkzeughalters in die Spindel erreicht und es sollen Beschädigungen an den Elementen des Spannmechanismus vermieden werden.
- Diese Aufgabe wird bei der Spindel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zweite Führung vorgesehen ist, mittels der das mindestens eine Segment in der zweiten Betriebsstellung sowie in jeder Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Betriebsstellung definiert gehalten wird.
- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
- Die zweite Führung gewährleistet nämlich, daß sich alle Segmente stets in einer definierten Position befinden, also auch und gerade in den beiden Betriebsstellungen, die den radialen Endlagen entsprechen. Es ist auf diese Weise sichergestellt, daß ein neuer Werkzeughalter immer unter definierten Bedingungen mit seinem Schaft in die Aufnahme der Spindel eingesetzt werden kann und dort nach kurzem Suchlauf der Spindelaufnahme mit der Kupplungsdrehzahl auch die formschlüssige Verbindung zwischen Nutenstein und Nut hergestellt wird, so daß der Werkzeughalter nicht nur in der richtigen Winkellage eingespannt ist sondern auch eine zuverlässige kraftschlüssige Verbindung im Bereich des Kegelsitzes zwischen Schaft und Aufnahme hergestellt ist.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spindel erstreckt sich das mindestens eine Segment entlang der Achse, wobei die erste Führung an beiden axialen Enden und die zweite Führung nur an einem axialen Ende des Segments angreift.
- Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die zweite Führung auf das notwendige Minimum beschränkt werden kann und dadurch eine kostengünstige und baulich einfache Lösung möglich ist.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung des vorgenannten Ausführungsbeispiels greift die zweite Führung am von der Aufnahme wegweisenden axialen Ende des mindestens einen Segments an.
- Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Elemente der zweiten Führung nach hinten in die Spindel verlegt werden können, so daß im vorderen Bereich keine störenden Einbauten erforderlich sind.
- Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung greift die ersten Führung in der zweiten Betriebsstellung nur am von der Aufnahme wegweisenden axialen Ende des mindestens einen Segments an.
- Diese dem Stand der Technik entsprechende Merkmalsgruppe hat sich in der Praxis bewährt und bedeutet, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen auch bei im übrigen herkömmlichen Spannmechanismen eingesetzt und diese gegebenenfalls auch nachgerüstet werden können.
- Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungen als Schrägführungen ausgebildet sind, wobei das mindestens eine Segment vorzugsweise eine im Radialschnitt im wesentlichen kreisbogenförmige Gestalt aufweist und die Schrägführungen durch konische Schrägen gebildet werden.
- Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß an sich bekannte und bewährte Elemente für die Schrägführungen eingesetzt werden können. Mittels einer einzigen axial gerichteten Kraft lassen sich auf diese Weise alle Führungsbewegungen erzeugen bzw. davon ableiten.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist in an sich bekannter Weise bevorzugt, wenn eine Mehrzahl von Segmenten über einen Außenumfang des Spanndorns verteilt angeordnet sind.
- Dann ist ebenfalls in Übereinstimmung mit bekannten Anordnungen bevorzugt, wenn die Segmente an ihrem von der Aufnahme abgewandten Ende in einer gemeinsamen Krone gehalten sind, wobei die Krone mit ersten konischen Schrägen versehen ist, die mit zweiten konischen Schrägen an den Segmenten als Bestandteil der ersten Führung zusammenarbeiten.
- Auch hier gilt, daß in vorteilhafter Weise bei der Erfindung möglich ist, eine Vielzahl von bewährten konstruktiven Elementen beizubehalten.
- Dies gilt unter anderem auch dafür, daß die Krone beim axialen Verschieben des Spanndorns gegen die Kraft einer Feder axial verspannt wird, wobei weiter vorzugsweise die Feder in der zweiten Betriebsstellung entspannt ist.
- Schließlich ist bei einer derartigen Krone erfindungsgemäß vorgesehen, daß sie einen die Feder haltenden zylindrischen Abschnitt sowie eine Mehrzahl von axial vorstehenden Schuhen aufweist, an denen die ersten konischen Schrägen angeformt sind.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nun weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß im axialen Bereich der Krone eine zur Krone koaxial ausgebildete Hülse angeordnet ist, wobei die Hülse mit dritten konischen Schrägen versehen ist, die mit vierzehn konischen Schrägen an den Segmenten als zweite Führung zusammenarbeiten.
- Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders kompakte Anordnung entsteht, die von ihren baulichen Abmessungen nicht größer sein muß als herkömmliche Anordnungen mit einer derartigen Krone. Auf diese Weise ist es möglich, bekannte Systeme erfindungsgemäß nachzurüsten.
- In diesem Zusammenhang ist weiter bevorzugt, wenn die erste/zweite Schräge entgegengesetzt zu der dritten/vierten Schräge geneigt ist.
- Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch unterschiedlich gerichtete Kräfte die gewünschte Halterung der Elemente in den Zwischenpositionen und in der zweiten Betriebsstellung sicher gewährleistet werden kann.
- Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, wenn die Hülse axial fest angeordnet ist.
- Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein besonders einfacher Bewegungsablauf entsteht, weil für die zweite Führung keine gesonderte Kraftquelle oder Kraftableitung erforderlich ist, es vielmehr ausreicht, wenn sich die Hülse an der Spindel abstützen kann.
- Gemäß zwei bevorzugten Varianten dieser Ausführungsbeispiele kann sich entweder die Krone radial außen und die Hülse radial innen befinden oder auch umgekehrt. Beide Ausführungsvarianten haben für sich genommen konstruktive Vorteile, die je nach Einsatzfall genutzt werden können.
- Im Falle einer radial außen liegenden Krone ist ferner bevorzugt, wenn diese in einer Bohrung der Spindel geführt ist, wie man dies von herkömmlichen Anordnungen dieser Art bereits kennt.
- Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnung. Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spindel, in einer ersten Be triebsstellung, in der sich ein Spannmechanismus der Anordnung im ungespannten Zustand befindet; -
2 eine Darstellung, ähnlich1 , jedoch für eine zweite Betriebsstellung, in der ein Werkzeughalter in die Spindel eingespannt ist; -
3 im vergrößerten Maßstab und als perspektivische Ansicht ein Detail aus einem Segment, wie es bei der Spindel gemäß1 und2 verwendet wird. - In den Figuren bezeichnet 10 als Ganzes eine Spindel einer Werkzeugmaschine, beispielsweise eines Bearbeitungszentrums, wie es zum Ausführen von programmgesteuerten Bohr-, Fräs- und anderen Arbeiten eingesetzt wird. Die Spindel
10 umfaßt einen Spindelkopf12 , der im dargestellten Ausführungsbeispiel nach unten weist. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, weil auch Werkzeugmaschinen mit horizontalachsiger Spindel bekannt sind. - Im Spindelkopf
12 ist ein Werkzeughalter14 gehalten, von dem in1 und2 nur das obere Ende strichpunktiert angedeutet ist. Zum Einziehen und Festhalten des Werkzeughalters14 dient eine Spannzange16 , die am unteren Ende einen Spanndorn18 aufweist. Der Spanndorn18 hat an seinem unteren Ende eine erste Aufnahme20 , in die ein Zapfen22 des Werkzeughalters14 eingreift. - In der in
1 gezeichneten Lösestellung, in der noch keine feste Verbindung zwischen Werkzeughalter14 und Spindelkopf12 vorhanden ist, befindet sich ein vorderes Ende24 des Spann dorns18 gerade in Anlage an einem Boden26 in einer zweiten, nach oben gerichteten Aufnahme28 des Werkzeughalters14 . - Der Werkzeughalter
14 weist am oberen Ende einen Schaft mit einem Außenkegel auf, wobei der Außenkegel30 die konische Außenumfangsfläche eines Halses32 bildet. Der Hals32 ist mit einer Hinterschneidung33 versehen. - In dazu komplementärer Weise ist der Spindelkopf
12 an seinem nach unten weisenden Ende mit einer dritten Aufnahme versehen, die durch einen Innenkegel34 gebildet wird. - Wenn der Werkzeughalter
14 mit seinem Schaft und Außenkegel30 von unten in die dritte Aufnahme mit dem Innenkegel34 eingeschoben wird, so geschieht dies, bis der Werkzeughalter14 und der Spindelkopf12 in einer Radialebene36 aneinander stoßen. Im Bereich dieser Radialebene36 befindet sich auch eine Indexiervorrichtung38 mit einem Nutenstein und einer Nut, wobei sich üblicherweise der Nutenstein am Spindelkopf12 und die Nut am Werkzeughalter14 befindet. Beim Einkuppeln des Werkzeughalters14 in den Spindelkopf12 läuft der Spindelkopf12 in herkömmlicher Weise mit geringer Drehzahl, der sogenannten Kupplungsdrehzahl um, bis der Nutenstein in die Nut einfällt. Damit ist der Werkzeughalter14 in Umfangsrichtung in einer indexierten Position festgelegt. - Die Spannzange
16 ist in ihrem hinteren Bereich40 mit einem Innengewinde42 versehen, in das eine Zugstange41 eingeschraubt ist. - Alle vorgenannten Elemente sind im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und zwar in Bezug auf eine Achse
46 der Spindel10 . - Die Zugstange
44 kann in Richtung der Achse46 in an sich bekannter Weise verschoben werden, wie mit einem Pfeil48 angedeutet. - Der Spanndorn
18 ist an seinem in1 und2 unteren Ende etwas verdickt, wobei im Übergangsbereich zur Verdickung eine erste Schräge50 angebracht ist. Von der ersten Schräge50 verläuft die Spannzange16 dann in axialer Richtung nach oben in einem zylindrischen Bereich52 , um sich dann über eine zweite Schräge54 wieder zu verjüngen. - Wenn im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von "Schräge" die Rede ist, so sind darunter aufgrund der im wesentlichen rotationssymmetrischen Ausbildung der verwendeten Elemente, mindestens aber der kreisbogenförmigen Ausbildung, vorzugsweise jeweils konische Flächen zu verstehen.
- Auf dem zylindrischen Bereich
52 und den Schrägen50 und54 der Spannzange16 liegen in der in1 gezeigten Betriebsstellung Segmente60 auf. Segmente dieser Art sind an sich bekannt. In der Praxis wird eine Mehrzahl derartiger Segmente über den Umfang des Spanndorns18 gleichmäßig verteilt vorgesehen. - Die Segmente
60 sind an ihrem unteren Ende mit einem verdickten Kopf62 versehen. An dessen Innenseite ist eine dritte Schräge64 ausgebildet, die komplementär zur ersten Schräge50 ausgebildet ist. Nach oben schließt sich dann in den Segmenten60 ein mittlerer Abschnitt65 an, der radial verhältnismäßig dünn ausgebildet ist. An den mittleren Abschnitt65 schließt sich dann oben ein Führungsabschnitt66 an, der wiederum radial dicker gestaltet ist. - Der Führungsabschnitt
66 ist in3 in vergrößertem Maßstab und perspektivisch dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. - Der Führungsabschnitt
66 weist demgemäß eine vierte Schräge68 auf, die sich an der Außenseite der Segmente60 befindet und sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung nach oben und außen erstreckt. - Eine fünfte Schräge
70 ist in dazu komplementärer Weise am Gehäuse des Spindelkopfes12 ausgebildet. - Eine sechste Schräge
72 ist an der Oberseite des Führungsabschnitts66 vorgesehen, wobei diese sechste Schräge72 entgegengesetzt zur vierten Schräge68 , d.h. nach oben und innen gerichtet ist. - Wie bereits erwähnt wurde, sind mehrere Segmente
60 über den Umfang des Spanndorns18 herum verteilt vorgesehen. Jedes Segment60 hat daher im Radialschnitt eine kreisbogenförmige Gestalt. Am oberen Ende des Führungsabschnitts66 teilt sich dieser noch einmal gabelförmig auf, wobei die bereits erwähnte sechste Schräge72 sich am Grunde der Gabel befindet (vergleiche3 ), während sich rechts und links von der sechsten Schräge72 zinkenartige Verlängerungen74 nach oben erstrecken, die an ihrem oberen Ende mit einer siebten Schräge76 versehen sind. Die siebte Schräge76 ist wiederum nach oben und außen gerichtet. - Schließlich ist an der inneren Unterseite der Führungsabschnitte
68 noch jeweils eine achte Schräge78 angebracht, die radial nach oben und innen verläuft. Diese achte Schräge78 ist komplementär zur zweiten Schräge 54 am oberen Ende der Spannzange16 ausgebildet. - Zur Fixierung der Segmente
60 in Umfangsrichtung und zu deren axialer Führung ist im hinteren Bereich der Aufnahmeöffnung des Spindelkopfes12 noch eine Krone80 vorgesehen. Die Krone80 ist an ihrem Umfang mit axialen Schlitzen versehen, in die die Führungsabschnitte66 der Segmente60 eingreifen und teilweise darin laufen. - Die Krone
80 ist nach oben hin mit einem zylindrischen Abschnitt82 versehen, der in einer komplementären Bohrung84 am oberen Ende der Aufnahmeöffnung des Spindelkopfes12 läuft. - Axial nach unten hin wird die Krone
80 durch eine Mehrzahl von ersten Schuhen86 gebildet. Eine Rückstellfeder88 ist in axialer Richtung zwischen der Rückseite der ersten Schuhe86 und einem Topf90 gehalten, der das obere Ende der Aufnahmebohrung im Spindelkopf12 bildet. - Axial nach unten sind die ersten Schuhe
86 mit einer neunten Schräge92 versehen, die komplementär zur sechsten Schräge72 ausgebildet ist. - Schließlich befindet sich im axialen Bereich der Krone
80 noch eine Hülse96 , die sich axial fest nach oben gegen den Topf90 abstützt. Die Hülse96 ist nach unten mit einer Mehrzahl von zweiten Schuhen98 versehen, die nach unten hin eine zehnte Schräge100 aufweisen. Die zehnte Schräge100 ist komplementär zur siebten Schräge76 ausgebildet. - Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Hülse
96 radial innen und die Krone80 radial außen. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionen in der radialen Reihenfolge zu vertauschen und demgemäß die Krone radial nach innen und die Hülse radial nach außen zu legen. - Die Wirkungsweise der Spindel
10 soll nun erläutert werden: Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, zeigt1 den Zustand der Spindel10 , in dem der Werkzeughalter14 noch nicht eingespannt ist. Der Werkzeughalter14 ist vielmehr lediglich lose von unten in die Aufnahmeöffnung des Spindelkopfes12 eingesetzt worden, bis der Werkzeughalter14 und der Spindelkopf12 in der radialen Ebene36 aneinander liegen. - Man erkennt aus
1 deutlich, daß die Segmente60 dicht am Umfang der Spannzange16 anliegen. Die radiale Störkontur von Spannzange16 und Segmenten60 ist daher kleiner als der Innendurchmesser des Halses32 . - Folglich ist es möglich, den Werkzeughalter mit seinem Schaft oder Außenkegel
30 nach oben in die Aufnahmeöffnung des Spindelkopfes12 einzuführen, wobei die Spannzange16 mit den Seg menten60 dann in die zweite Aufnahme28 am oberen Ende des Werkzeughalters14 eingreift. - In diesem Zustand ist die Feder
88 entspannt und die Krone80 befindet sich in einer unteren Betriebsstellung. Dies ist oben rechts in1 mit dem Abstand D veranschaulicht, den das rückwärtige Ende des zylindrischen Abschnittes82 der Krone80 vom oberen Ende der Aufnahmebohrung im Spindelkopf12 einhält. - Zum Spannen des Werkzeughalters
14 im Spindelkopf12 wird nun die Zugstange44 in Richtung des Pfeils48 nach oben gezogen. - Diese Zugbewegung bewirkt, daß sich die Segmente
60 axial relativ zum Spanndorn18 verschieben. Die Segmente60 sind nämlich axial relativ zum Spanndorn18 beweglich. Wenn nun der Spanndorn18 nach oben gezogen wird., gleiten die verdickten Köpfe62 der Segmente60 über die Führung der Schrägen50 /64 auf das verdickte untere Ende des Spanndorns18 auf und damit radial nach außen. Dies hat zur Folge, daß sich die verdickten Köpfe62 in die Hinterschneidung33 legen und damit den Werkzeughalter14 im Spindelkopf12 fixieren. - Gleichzeitig werden die Segmente
60 auch an ihrem axial oberen Ende radial nach außen bewegt. Dies wird zum einen dadurch bewirkt, daß der Spanndorn18 mit der zweiten Schräge54 an seinem axial hinteren Ende auf der achten Schräge78 am unteren und inneren Ende des Führungsabschnitts66 läuft und der Führungsabschnitt66 gleichzeitig mit seiner unten und außen gelegenen, vierten Schräge68 auf die fünfte Schräge70 im Gehäuse des Spindelkopfes12 aufläuft. - Gleichzeitig wird über eine weitere Führung, die durch die sechste Schräge
72 zusammen mit der neunten Schräge92 gebildet wird, die Krone80 axial nach oben geschoben und zwar gegen die Kraft der Feder88 . Der am rückwärtigen Ende des zylindrischen Abschnitts82 eingehaltene Abstand D (1 ) verringert sich daher zu d (2 ). - Die Spindel
10 befindet sich nun in der zweiten Betriebsstellung gemäß2 , in der der Werkzeughalter14 fest in den Spindelkopf12 eingespannt ist. - Wenn nun für einen nachfolgenden Lösevorgang die Zugstange
44 wieder nach unten gedrückt wird, wie mit einem Pfeil102 in2 angedeutet, so bedeutet dies zunächst nur, daß die Spannzange16 axial nach unten verschoben wird. - Damit auch die Segmente
60 aus der Betriebsstellung gemäß2 in die Betriebsstellung gemäß1 zurückkehren, entspannt sich die Feder88 und drückt die Krone80 nach unten, woraufhin die Segmente60 über die Führung der Schrägen72 /92 axial nach unten und gleichzeitig radial nach innen bewegt werden. - Da dieser im Stand der Technik an sich bekannte Schritt nicht immer einwandfrei gelingt, weil das untere Ende der Segmente
60 , insbesondere die verdickten Köpfe62 durchaus auch in einer Zwischenposition verharren können, ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Führung vorgesehen, die sowohl in der ersten Betriebsstellung gemäß1 wie auch in allen Zwischenpositionen bis zur zweiten Betriebsstellung gemäß2 wirkt. - Diese weitere Führung wird durch die siebte Schräge
76 zusammen mit der zehnten Schräge100 gebildet. - Wie man nämlich deutlich aus den
1 und2 erkennt, ist diese Führung während des gesamten Arbeitsspiels zwischen den beiden Betriebsstellungen im Eingriff, wobei die Hülse96 , an der sich die zehnte Schräge100 befindet, axial fest gelagert ist. - Da bei der Rückkehr der Segmente
60 von der gespannten Betriebsstellung gemäß2 in die gelöste Betriebsstellung gemäß1 die Vorschubkraft über die Führung72 /92 aufgebracht wird, ist zur Stabilisierung die weitere Führung76 /100 in umgekehrter Weise gerichtet, so daß auf diese Weise ein unerwünschtes Verkippen der unteren Enden der Segmente60 in radialer Richtung sicher vermieden wird. Die Führung72 /92 liegt nämlich auf einem sich nach unten öffnenden Konus, während die zusätzliche Führung76 /100 einen nach oben geöffneten Konus definiert.
Claims (17)
- Spindel in einer Werkzeugmaschine mit einer Achse (
46 ), mit einer in der Achse (46 ) liegenden Aufnahme (34 ) für einen Schaft (30 ) eines Werkzeughalters (14 ), und mit einem Spannmechanismus zum axialen Fixieren des Schaftes (30 ) in der Aufnahme (34 ), wobei der Spannmechanismus einen axial verschiebbaren Spanndorn (18 ) sowie mindestens ein auf einem Umfang des Spanndorns (18 ) angeordnetes Segment (60 ) enthält, das bei axialer Verschiebung des Spanndorns (18 ) mittels einer zwischen dem Spanndorn (18 ) und den Segmenten (60 ) wirkenden ersten Führung (50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ) zwischen einer ersten und einer zweiten radialen Betriebsstellung radial bewegbar ist und in der ersten Betriebsstellung den Schaft (30 ) formschlüssig in der Aufnahme (34 ) fixiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Führung (76 /100 ) vorgesehen ist, mittels der das mindestens eine Segment (60 ) in der zweiten Betriebsstellung sowie in jeder Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Betriebsstellung definiert gehalten wird. - Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Segment (
60 ) sich entlang der Achse (46 ) erstreckt, daß die erste Führung (50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ) an beiden axialen Enden und die zweite Führung (76 /100 ) nur an einem axialen Ende des Segments (60 ) angreift. - Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Führung (
76 /100 ) am von der Aufnahme (34 ) weg weisenden axialen Ende des mindestens einen Segments (60 ) angreift. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führung (
50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ) in der zweiten Betriebsstellung nur am von der Aufnahme (34 ) weg weisenden axialen Ende des mindestens einen Segments (60 ) angreift. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (
50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ;76 /100 ) als Schrägführungen ausgebildet sind. - Spindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Segment (
60 ) eine im Radialschnitt im wesentlichen kreisbogenförmige Gestalt aufweist und daß die Schrägführungen (50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ;76 /100 ) durch konischen Schrägen (50 ,54 ,64 ,68 ,70 ,72 ,76 ,78 ,92 ,100 ) gebildet werden. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Segmenten (
60 ) über einen Außenumfang des Spanndorns (18 ) verteilt angeordnet ist. - Spindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (
60 ) an ihrem von der Aufnahme (34 ) abgewandten Ende in einer gemeinsamen Krone (80 ) gehalten sind, und daß die Krone (80 ) mit ersten konischen Schrägen (92 ) versehen ist, die mit zweiten konischen Schrägen (72 ) an den Segmenten (60 ) als Bestandteil der ersten Führung (50 /64 ,54 /78 ,68 /70 ,72 /92 ) zusammenarbeiten. - Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone (
80 ) beim axialen Verschieben des Spanndorns (18 ) gegen die Kraft einer Feder (88 ) axial verspannt wird. - Spindel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (
88 ) in der zweiten Betriebsstellung entspannt ist. - Spindel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone (
80 ) einen die Feder (88 ) haltenden, zylindrischen Abschnitt (82 ) sowie eine Mehrzahl von axial vorstehenden Schuhen (86 ) aufweist, an denen die ersten konischen Schrägen (92 ) angeformt sind. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Bereich der Krone (
80 ) eine zur Krone (80 ) koaxial ausgebildete Hülse (96 ) angeordnet ist und daß die Hülse (96 ) mit dritten konischen Schrägen (100 ) versehen ist, die mit vierten konischen Schrägen (76 ) an den Segmenten (60 ) als zweite Führung (76 /100 ) zusammenarbeiten. - Spindel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste/zweite Schräge (
92 /72 ) entgegengesetzt zur dritten/vierten Schräge (100 /76 ) geneigt ist. - Spindel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (
96 ) axial fest angeordnet ist. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone (
80 ) sich radial außen und die Hülse (96 ) sich radial innen befindet. - Spindel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Krone (
80 ) in einer Bohrung (84 ) der Spindel (10 ) geführt ist. - Spindel nach einem oder mehreren der Ansprüch
12 bis14 , dadurch gekennzeichnet, daß die Krone sich radial innen und die Hülse sich radial außen befindet.
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE20023431U1 true DE20023431U1 (de) | 2004-04-01 |
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Family Applications (1)
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2000
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20040506 |
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R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20040723 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: OTT-JAKOB GMBH & CO. SPANNTECHNIK KG, DE Free format text: FORMER OWNER: CHIRON-WERKE GMBH & CO. KG, 78532 TUTTLINGEN, DE Effective date: 20060802 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20060814 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20080825 |
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R071 | Expiry of right |