DE20311391U1 - Device for detachable clamping of two components has conical bore formed in section of guide lying in shaft of one component and interacts with external cone of clamping unit for drawing shaft into housing - Google Patents
Device for detachable clamping of two components has conical bore formed in section of guide lying in shaft of one component and interacts with external cone of clamping unit for drawing shaft into housingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lösbaren Verspannen zweier Bauteile insbesondere einer Werkzeugmaschine mit einer in dem ersten Bauteil von einer Planfläche aus normal zu dieser eingebrachten, einen zylindrischen Abschnitt aufweisenden Aufnahme, mit einem an dem anderen Bauteil angeformten und auf einer weiteren normalen Planfläche vorstehenden, an die Aufnahme angepassten und einen zylindrischen Abschnitt aufweisenden Schaft und mit einem Spannmechanismus, der eine quer durch die Aufnahme und den Schaft verlaufende, mit einer Spanneinheit zusammenwirkende Durchführung aufweist.The invention relates to a device for releasably clamping two components, in particular of a machine tool, with a receptacle which is introduced into the first component from a flat surface normal to this and has a cylindrical section, with a shaft which is formed on the other component and protrudes on a further normal flat surface, is adapted to the receptacle and has a cylindrical section, and with a clamping mechanism which has a passage which runs transversely through the receptacle and the shaft and interacts with a clamping unit.
Eine derartige Vorrichtung zum lösbaren Verspannen zweier Bauteile ist insbesondere bei einer Werkzeugmaschine bekannt, wobei das erste Bauteil z.B.Such a device for releasably clamping two components is known in particular in a machine tool, wherein the first component e.g.
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einen Aufnahmekörper und das zweite Bauteil ein in diesem lösbar festzulegendes Werkzeug darstellen. Mit der Spanneinheit, die quer durch die Durchführung im Bereich der Aufnahme durch den Aufnahmekörper und des in die Aufnahme geführten Zapfens des Werkzeugs eingeführt ist, wird das Werkzeug in die Aufnahme gezogen und in dem Aufnahmekörper fest verspannt.a receiving body and the second component represents a tool that can be releasably secured in the receiving body. The tool is pulled into the receiving body and firmly clamped in the receiving body using the clamping unit, which is inserted transversely through the passage in the area of the receiving body and the pin of the tool that is guided into the receiving body.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die eine stabile und genaue Verspannung bei einfacher Bedienung ergibt.The invention is based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning, which results in stable and precise tensioning while being easy to operate.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass ein in dem Schaft liegender Abschnitt der Durchführung als Kegelbohrung geformt ist, die mit einem Außenkegel der Spanneinheit zum Einziehen des Schaftes in die Aufnahme und zum In-Anlage-Bringen der beiden parallelen Planflächen zusammenwirkt, und dass ein Übergangsabschnitt des Schaftes zwischen der zugehörigen Planfläche und seinem zylindrischen Abschnitt kegelförmig sich verjüngend ausgebildet ist und mit einem Innenkegel in einem Übergangsbereich zwischen der Planfläche des ersten Bauteils und dessen zylindrischem Abschnitt zentrierend zusammenwirkt.This object is achieved with the features of claim 1. It is provided that a section of the passage located in the shaft is shaped as a conical bore, which cooperates with an outer cone of the clamping unit for pulling the shaft into the receptacle and for bringing the two parallel flat surfaces into contact, and that a transition section of the shaft between the associated flat surface and its cylindrical section is designed to taper conically and cooperates with an inner cone in a centering manner in a transition region between the flat surface of the first component and its cylindrical section.
Mittels des so ausgebildeten Spannmechanismus wird das zweite Bauteil, beispielsweise ein Werkzeug, mit seinem Schaft mit relativ wenig Kraftaufwand stabil in die Aufnahme des ersten Bauteils, beispielsweise eines Aufnahmekörpers einer Werkzeugmaschine eingezogen, bis die normal zur Zapfen- bzw. Aufnahmeachse liegenden Planflächen des ersten und des zweiten Bauteils flächig aneinander liegen und sich dabei der Innenkegel des ersten Bauteils undBy means of the clamping mechanism designed in this way, the second component, for example a tool, is drawn with its shaft into the holder of the first component, for example a holder body of a machine tool, with relatively little effort, until the plane surfaces of the first and second components, which are normal to the pin or holder axis, lie flat against one another and the inner cone of the first component and
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der Außenkegel des zweiten Bauteils unter Zentrierung des zweiten Bauteils in der Aufnahme abstützen.Support the outer cone of the second component while centering the second component in the holder.
Eine zuverlässige Zentrierung des zweiten Bauteils in dem ersten Bauteil wird dadurch unterstützt, dass der Innenkegel eine zum lichten Raum der Aufnahme liegende umlaufende Seitenfläche eines Schenkels bildet, der aufnahmeseitig eine in die Planfläche unmittelbar eingebrachte oder mithilfe eines Einsatzes gebildete Ringnut begrenzt. Hierdurch kann sich der Innenkegel genau an den Außenkegel des Schaftes anpassen, wobei die Anlage der beiden Bauteile an ihren Planflächen zuverlässig gewährleistet wird.Reliable centering of the second component in the first component is supported by the fact that the inner cone forms a circumferential side surface of a leg facing the clear space of the holder, which on the holder side limits an annular groove that is made directly in the flat surface or is formed using an insert. This allows the inner cone to adapt precisely to the outer cone of the shaft, reliably ensuring that the two components rest on their flat surfaces.
Die Funktionsweise der stabilen Anlage an den Planflächen und sicheren Zentrierung wird weiterhin dadurch begünstigt, dass der Schenkel elastisch ist und der Kegelwinkel des Innenkegels bezüglich der Kegelachse bei nicht vollständig in die Aufnahme eingeschobenem Schaft geringer ist als der Kegelwinkel zwischen dem Übergangsbereich und der zur Kegelachse koaxialen Achse des Schaftes und dass im vollständig eingeschobenen Zustand des Schaftes, in dem die beiderseitigen Planflächen aneinanderliegen, die Kegelwinkel des Innenkegels und des Übergangsbereiches gleich sind und der Innenkegel und der Übergangsbereich flächig aneinander abgestützt sind.The functionality of the stable contact with the flat surfaces and secure centering is further promoted by the fact that the leg is elastic and the cone angle of the inner cone with respect to the cone axis when the shaft is not fully inserted into the holder is smaller than the cone angle between the transition area and the axis of the shaft coaxial with the cone axis and that when the shaft is fully inserted, in which the flat surfaces on both sides lie against one another, the cone angles of the inner cone and the transition area are the same and the inner cone and the transition area are supported flat against one another.
Zu einer zuverlässigen Wirkungsweise der Verspannung tragen weiterhin die Maßnahmen bei, dass in die Ringnut elastisches Füllmaterial eingebracht ist.
Hierdurch wird auch vermieden, dass störende Teilchen in die Ringnut eindringen können.The measures to ensure that the bracing works reliably include the introduction of elastic filling material into the annular groove.
This also prevents disruptive particles from penetrating the ring groove.
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Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bestehen darin, dass die Ringnut durch einen Einstich in der Planfläche des ersten Bauteils oder durch eine ringförmige Ausnehmung im Übergangsbereich zwischen der Planfläche und der Aufnahme und den in die Ausnehmung eingesetzten Einsatz gebildet ist, wobei das freie Ende des Schenkels von der Planfläche weggerichtet ist.Various advantageous embodiments of the device consist in that the annular groove is formed by a recess in the flat surface of the first component or by an annular recess in the transition region between the flat surface and the receptacle and the insert inserted into the recess, wherein the free end of the leg is directed away from the flat surface.
Zu einer stabilen Verspannung bei einfacher Bedienung tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass die Durchführung beiderseits der Kegelbohrung einen zylindrischen Abschnitt aufweist, von denen der an die größere Öffnung der. Kegelbohrung angrenzende Abschnitt einen größeren Durchmesser aufweist als der an die kleinere Öffnung angrenzende Abschnitt und beide Abschnitte zueinander konzentrisch sind.The measures that contribute to stable clamping and easy operation are that the bushing has a cylindrical section on both sides of the conical bore, of which the section adjacent to the larger opening of the conical bore has a larger diameter than the section adjacent to the smaller opening and both sections are concentric with each other.
Hierbei wird eine sichere Funktion dadurch unterstützt, dass der Abschnitt geringeren Durchmessers einen in seinem Durchmesser daran angepassten Zapfen der Spanneinheit führend aufnimmt.Safe operation is supported by the fact that the section with a smaller diameter guides a pin of the clamping unit whose diameter is adapted to it.
Für die Wirkungsweise und Bedienung ist dabei vorteilhaft, dass der Abschnitt größeren Durchmessers mit einem Innengewinde versehen ist, in das ein Außengewinde eines angepassten Gewindezapfens der Spanneinheit eingreift.For the mode of operation and operation, it is advantageous that the section with a larger diameter is provided with an internal thread into which an external thread of an adapted threaded pin of the clamping unit engages.
Die genannte Vorrichtung zum lösbaren Verbinden bzw. Verspannen der beiden Bauteile insbesondere bei Werkzeugmaschinen, beispielsweise für Präzisionszerspanungswerkzeuge zur Metallbearbeitung in einem Aufnahmekörper, ist sowohl für statische als auch für rotierende Werkzeuge geeignet. Die Werkzeugaufnahme eignet sich gleichermaßen zum Einbau direkt in eine Maschinenspindel wie in Aufnahmen mit genormten Schäften. Auch WerkzeugverlängerungenThe device mentioned for detachably connecting or clamping the two components, particularly in machine tools, for example for precision cutting tools for metalworking in a holder body, is suitable for both static and rotating tools. The tool holder is equally suitable for installation directly in a machine spindle as in holders with standardized shafts. Tool extensions
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können auf die genannte Weise verspannt werden. Mit den genannten Maßnahmen lässt sich ein modulares Werkzeugsystem bereit stellen. Durch die kraftformschlüssige Verspannung und durch die gleichzeitig zur Anlage gebrachten zentrierenden Kegelflächen wird ein genauer Formschluss und somit eine hohe Rundlaufgenauigkeit erreicht. Für die axialen Verspannkräfte sorgt die vorteilhaft als Kegelschraube ausgebildete Spanneinheit, die zudem eine genaue Positionierung der Werkzeugschneide gewährleistet. Die genannten Maßnahmen ergeben eine genaue und schwingungsarme Bearbeitung. Die symmetrische Form der Werkzeugverbindung bringt auch Vorteile bei einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. can be clamped in the manner mentioned. The measures mentioned can be used to create a modular tool system. The force-fit clamping and the centering conical surfaces brought into contact at the same time ensure a precise form fit and thus a high degree of concentricity. The clamping unit, which is advantageously designed as a tapered screw, provides the axial clamping forces and also ensures precise positioning of the tool cutting edge. The measures mentioned result in precise and low-vibration machining. The symmetrical shape of the tool connection also brings advantages in high-speed machining.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings.
Fig. 1 eine Teil-Schnittdarstellung eines Verbindungsbereiches zweier Bauteile mit einem Spannmechanismus bei nicht vollständiger Verspannung,Fig. 1 is a partial sectional view of a connection area between two components with a clamping mechanism when not fully clamped,
Fig. 2 einen Aufbau nach Fig. 1 bei vollständiger Verspannung der beiden Bauteile undFig. 2 a structure according to Fig. 1 with complete clamping of the two components and
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 mit modifiziertem Zentrierabschnitt.Fig. 3 shows an alternative embodiment of the device according to Fig. 1 with a modified centering section.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden bzw. Verspannen zweier Bauteile in Form eines Aufnahmekörpers 9 und eines Werkzeugs 1 einer Werk-Fig. 1 shows a device for detachably connecting or clamping two components in the form of a receiving body 9 and a tool 1 of a tool
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zeugmaschine im gefügten aber noch unverspannten Zustand. Ein Schaft 12 des Werkzeugs 1 weist einen kegelförmigen Übergangsabschnitt 2 in Form eines Kurzkegels auf, der über einen Radius 5 mit umlaufender Vertiefung in einen zylindrischen Abschnitt des Werkzeugschaftes 12 übergeht. In den zylindrischen Abschnitt des Werkzeugschaftes 12 ist in dessen Durchmesserbereich eine Kegelbohrung 16 eingebracht.machine tool in the joined but not yet clamped state. A shaft 12 of the tool 1 has a conical transition section 2 in the form of a short cone, which passes over a radius 5 with a circumferential recess into a cylindrical section of the tool shaft 12. A conical bore 16 is made in the cylindrical section of the tool shaft 12 in its diameter area.
Der Aufnahmekörper 9 weist einen mit dem Übergangsbereich 2 zusammenwirkenden und an diesen zum Erzeugen eines sicheren Sitzes angepassten Innenkegel 3 auf, der in einen zylindrischen Abschnitt 6 übergeht und mit einem Freistich endet. Der lichte Raum im Bereich des Innenkegels und des zylindrisehen Abschnittes 6 bildet eine Aufnahme für den daran angepassten Werkzeugschaft 12. Der Aufnahmekörper 9 weist achsnormal zu der Aufnahme bzw. zu dem zylindrischen Abschnitt 6 eine Planfläche 11 auf, in die in geringem Abstand zu dem Innenkegel 3 eine sich vorliegend in axialer Richtung erstreckende Ringnut 4 eingestochen ist, welche zum lichten Raum der Aufnahme hin von einem Schenkel 3.1 begrenzt wird. Die Tiefe der Ringnut 4 entspricht im Wesentlichen der Länge des Innenkegels 3 und ist mit einem elastischen Füllstoff, beispielsweise einer gummiartigen Masse, vergossen. Die Ringnut 4 ermöglicht bei einer axialen Verspannung des Werkzeugschaftes 12 in der Aufnahme eine elastische Aufweitung des Innenkegels 3. Um eine höhere Elastizität zu erreichen, können im Bereich der Ringnut 4 parallel zu dem Innenkegel 3 mehrere Ausfräsungen eingebracht sein. Der kegelförmige Übergangsabschnitt 2 bzw. Kurzkegel des Werkzeugs 1 entspricht in seiner Länge in etwa der Einstechtiefe der axialen Ringnut 4.The receiving body 9 has an inner cone 3 which interacts with the transition area 2 and is adapted to it to produce a secure fit, which merges into a cylindrical section 6 and ends with a relief cut. The clear space in the area of the inner cone and the cylindrical section 6 forms a receptacle for the tool shank 12 adapted to it. The receiving body 9 has a plane surface 11 perpendicular to the axis of the receptacle or to the cylindrical section 6, into which an annular groove 4 is cut at a short distance from the inner cone 3, which in this case extends in the axial direction and is delimited by a leg 3.1 towards the clear space of the receptacle. The depth of the annular groove 4 corresponds essentially to the length of the inner cone 3 and is cast with an elastic filler, for example a rubber-like mass. The annular groove 4 enables elastic expansion of the inner cone 3 when the tool shaft 12 is axially clamped in the holder. In order to achieve greater elasticity, several millings can be made in the area of the annular groove 4 parallel to the inner cone 3. The conical transition section 2 or short cone of the tool 1 corresponds in length approximately to the penetration depth of the axial annular groove 4.
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Der Kegelwinkel des Innenkegels 3 bezüglich der Kegelachse bzw. des zylindrischen Abschnittes 6 ist im nicht verspannten Zustand des Werkzeugs 1 geringer als der Kegelwinkel des Übergangsabschnittes 2 bezüglich der Kegelachse, so dass zu Beginn des Verspannvorganges über den Verspannweg zunächst im Wesentlichen nur eine ringlinienförmige Anlage zwischen Innenkegel 3 und Übergangsabschnitt 2 auftritt, wobei diese Ringlinie zu Beginn der Verspannung im freien Endbereich des Schenkels 3.1 liegt und sich der Kegelwinkel des Innenkegels 3 mit zunehmender Verspannung immer mehr an den Kegelwinkel des Übergangsabschnittes 2 angleicht. Im vollkommen verspannten Zustand, in dem eine zur Planfläche 11 des Aufnahmekörpers 9 und eine zu dieser parallele Planfläche 10 des Werkzeugs 1 aneinander liegen, ist der Kegelwinkel des Innenkegels 3 an den Kegelwinkel des Übergangsabschnittes 2 angepasst, so dass sich der Innenkegel 3 und der Übergangsabschnitt 2 flächig aneinander abstützen und eine sichere Zentrierung unter stabiler Abstützung erreicht ist. Nach Lösen des Werkzeugs 1 aus dem Aufnahmekörper 9 nimmt der Kegelwinkel des Innenkegels 3 in Folge der Elastizität der Schenkel 3.1 wieder den ursprünglichen geringeren Kegelwinkel ein, wie der Vergleich der Fig. 1 und 2 erkennen lässt. Mit diesen Maßnahmen wird stets eine sichere Anlage der beiden Planflächen 10, 11 bei exakter Zentrierung und Anlage des Innenkegels 3 und des Übergangsabschnittes 2 gewährleistet.The cone angle of the inner cone 3 with respect to the cone axis or the cylindrical section 6 is smaller in the non-clamped state of the tool 1 than the cone angle of the transition section 2 with respect to the cone axis, so that at the beginning of the clamping process, essentially only a ring-shaped contact between the inner cone 3 and the transition section 2 occurs over the clamping path, whereby this ring line lies in the free end region of the leg 3.1 at the beginning of the clamping and the cone angle of the inner cone 3 increasingly approximates the cone angle of the transition section 2 with increasing clamping. In the fully clamped state, in which a flat surface 11 of the receiving body 9 and a flat surface 10 of the tool 1 parallel to it lie against each other, the cone angle of the inner cone 3 is adapted to the cone angle of the transition section 2, so that the inner cone 3 and the transition section 2 rest flat against each other and secure centering with stable support is achieved. After the tool 1 is released from the receiving body 9, the cone angle of the inner cone 3 returns to the original, smaller cone angle due to the elasticity of the legs 3.1, as can be seen from the comparison of Fig. 1 and 2. These measures always ensure that the two flat surfaces 10, 11 are securely positioned with exact centering and positioning of the inner cone 3 and the transition section 2.
Der Verspannvorgang erfolgt durch Einsetzen der Spanneinheit in Form einer Kegelschraube 7 in eine quer zur Achse der Aufnahme und des Werkzeugschaftes verlaufende Durchführung, die die in dem Werkzeugschaft 12 verlaufende Kegelbohrung 16 und seitlich koaxial zu dieser beiderseits anschließend einen zylindrischen Abschnitt 15 geringeren Durchmessers einerseits und einen Gewindeabschnitt 8 aufweisenden zylindrischen Abschnitt größeren DurchmessersThe clamping process is carried out by inserting the clamping unit in the form of a tapered screw 7 into a passage running transversely to the axis of the holder and the tool shaft, which has the tapered bore 16 running in the tool shaft 12 and, laterally coaxially to this, on both sides a cylindrical section 15 of smaller diameter on the one hand and a cylindrical section of larger diameter having a threaded section 8.
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andererseits aufweist. In die Durchführung wird von außen durch den Abschnitt größeren Durchmessers mit dem Innengewinde 8 eine Spanneinheit 7 in Form einer Kegelschraube eingeführt, die ein mit dem Innengewinde 8 zusammenwirkendes Außengewinde 7a, einen mit der Kegelbohrung 16 zusammenwirkenden Außenkegel 7c sowie einen an den Abschnitt geringeren Durchmessers angepassten und in diesem geführten Zapfen 7d aufweist. Zum Einschrauben der Kegelschraube 6 und Verspannen ist in der Kegelschraube 7 auf deren stirnseitiger Außenseite des Abschnittes größeren Durchmessers ein Innensechskant 7b eingebracht.on the other hand. A clamping unit 7 in the form of a tapered screw is introduced into the passage from the outside through the section of larger diameter with the internal thread 8, which has an external thread 7a that interacts with the internal thread 8, an external cone 7c that interacts with the conical bore 16 and a pin 7d that is adapted to the section of smaller diameter and guided in it. In order to screw in the tapered screw 6 and to tighten it, a hexagon socket 7b is introduced into the tapered screw 7 on its front outside of the section of larger diameter.
Das Innengewinde 8 ist in den Abschnitt größeren Durchmessers von derThe internal thread 8 is in the larger diameter section of the
Außenseite des Aufnahmekörpers 9 ausgehend bis zur Aufnahme eingebracht. Der Abschnitt größeren Durchmessers in Form der Gewindebohrung und der Abschnitt geringeren Durchmessers in Form einer Zylinderbohrung 15 liegen konzentrisch zueinander bezüglich derselben Achse. Das Innengewinde 8 und die Zylinderbohrung 15 dienen der Lagerung der Kegelschraube 7. Das Außengewinde 7a der Kegelschraube 7 ist mittels des Innensechskantes 7b in das Innengewinde 8 des Aufnahmekörpers 9 etwa bis zur Hälfte der Gewindelänge des Innengewindes 8 bis zum einseitigen Kontakt zwischen dem Außenkegel 7c der Kegelschraube 7 und der Innenfläche der Kegelbohrung 16 des Werkzeugschaftes 12 eindrehbar. Der zylindrische Zapfen 7d der Kegelschraube 7 ragt dann zur Hälfte in die Zylinderbohrung 15 des Aufnahmekörpers 9. Gleichzeitig legt sich der Übergangsabschnitt 2 des Werkzeugschaftes 12 an den Innenkegel 3 des Aufnahmekörpers 9 an. Zwischen der Planfläche 10 des Werkzeuges 1 und der Planfläche 11 des Aufnahmekörpers 9 sowie zwischen der Kegelschraube 7 und der Kegelbohrung 16 besteht bei nicht vollständig eingezogenem Werkzeug ein Spalt, um einen Kraft-Formschluss zu gewährleisten. Die BreiteThe thread 7a of the tapered screw 7 can be screwed into the internal thread 8 of the receiving body 9 by means of the hexagon socket 7b up to approximately half the thread length of the internal thread 8 until there is one-sided contact between the external cone 7c of the tapered screw 7 and the inner surface of the tapered bore 16 of the tool shank 12. The cylindrical pin 7d of the tapered screw 7 then extends halfway into the cylinder bore 15 of the receiving body 9. At the same time, the transition section 2 of the tool shank 12 rests against the internal cone 3 of the receiving body 9. If the tool is not fully retracted, there is a gap between the flat surface 10 of the tool 1 and the flat surface 11 of the holder body 9 as well as between the tapered screw 7 and the tapered bore 16 in order to ensure a positive force fit. The width
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des Spalts ist so abgestimmt, dass der Abstand zwischen den Planflächen 10, 11 geringer ist als ein in Spannrichtung liegender Versatz 13-14 der Kegelschraube 7 zur Kegelbohrung 16, so dass eine sichere Verspannung mit den aneinander liegenden Planflächen 10, 11 gewährleistet wird.The gap is adjusted so that the distance between the flat surfaces 10, 11 is smaller than an offset 13-14 in the clamping direction of the tapered screw 7 to the tapered bore 16, so that a secure clamping with the adjacent flat surfaces 10, 11 is ensured.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bildet sich beim vollständigen Einschrauben der Kegelschraube 7 mittels des Innensechskants 7b zwischen der Kegelbohrung 16 des Werkzeugschaftes 12 und dem Außenkegel 7c der Kegelschraube 7 ein vollständiger Formschluss. Durch die Keilwirkung und die dabei entstehende Axialkraft weitet sich der Innenkegel 3 des Aufnahmekörpers 9 in Folge des sich in axialer Richtung bewegenden Kurzkegels bzw. Übergangsabschnitts 2 und der Elastizität des Schenkels 3.1 auf. Als Folge der Aufweitung kommen die Planflächen 10, 11 des Werkzeugs 1 und des Aufnahmekörpers 9 kraftschlüssig in Anlage. Bei der Materialauswahl ist darauf zu achten, dass bei dem Werkzeugschaft 12 an sämtlichen Kontaktflächen eine hohe verschleißfeste Oberflächenhärte (z.B. 60 HRC) erreicht wird. Das Gleiche gilt auch für den Aufnahmekörper 9. Kernstück des Spannsystems ist die Kegelschraube 7, für die ein elastisches Material verwendet werden soll, um bei den auftretenden Kräften eine Zerstörung zu vermeiden. Zu empfehlen ist, den Mantelflächen der Kegelschraube 7 z.B. durch induktives Randschichthärten oder Beschichten eine höhere Oberflächenfestigkeit zu verleihen. Die Kegelschraube 7 erfüllt drei Funktionen, nämlich Einleitung der axialen Verspannkräfte, Aufnahme des Restdrehmoments und genaue Positionierung des Werkzeuges. Durch Veränderung der Kegelwinkel von Übergangsabschnitt 2 und Innenkegel 3 einerseits sowie von Außenkegel 7c und Kegelbohrung 16 andererseits können die Verspannkräfte entsprechend beeinflusst werden.As can be seen from Fig. 2, when the tapered screw 7 is completely screwed in using the hexagon socket 7b, a complete positive connection is formed between the tapered bore 16 of the tool shaft 12 and the outer cone 7c of the tapered screw 7. Due to the wedge effect and the resulting axial force, the inner cone 3 of the receiving body 9 expands as a result of the short cone or transition section 2 moving in the axial direction and the elasticity of the leg 3.1. As a result of the expansion, the flat surfaces 10, 11 of the tool 1 and the receiving body 9 come into contact with each other in a force-fitting manner. When selecting the material, care must be taken to ensure that a high wear-resistant surface hardness (e.g. 60 HRC) is achieved on all contact surfaces of the tool shaft 12. The same applies to the holder body 9. The core of the clamping system is the tapered screw 7, for which an elastic material should be used to avoid destruction under the forces that occur. It is recommended to give the outer surfaces of the tapered screw 7 a higher surface strength, e.g. by inductive surface hardening or coating. The tapered screw 7 fulfils three functions, namely introducing the axial clamping forces, absorbing the residual torque and precisely positioning the tool. The clamping forces can be influenced accordingly by changing the taper angle of the transition section 2 and inner taper 3 on the one hand and of the outer taper 7c and taper bore 16 on the other.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 der Bereich des Innenkegels 3 an dem Aufnahmekörper 9 anders, nämlich zweiteilig ausgebildet. Im Bereich des Übergangs zwischen der Planfläche 11 und der Aufnahme weist der Aufnahmekörper 9
eine Stufenbohrung 18 auf, in die ein separater Einsatz 17 eingesetzt ist. Am Umfang des Einsatzes 17 sind mehrere gleichmäßig verteilte, parallel zur Mantelfläche des Innenkegels 3 einseitig nach außen offene Taschen 19 eingefräst. Die Taschen 19 werden mit einem elastischen Füllmittel, insbesondere einer gummiartigen Masse ausgefüllt, wodurch die Elastizität des Innenkegels 3 unterstützt wird. Der Schenkel 3.1 des Innenkegels 3 weist hierbei mit seinem freien Ende in Einführrichtung des Werkzeugschaftes 12. Der Einsatz 17 kann durch Löten, Schweißen, Schrumpfen oder ähnliche geeignete Verbindung mit dem Aufnahmekörper 9 verbunden werden. Die Aufweitbarkeit des Innenkegels 3, der mit dem Schenkel 3.1 des Einsatzes 17 gebildet wird, wird entgegen Fig. 1 und 2 so verändert, dass beim Fügen des Übergangsabschnittes bzw. Kurzkegels 2 des Werkzeuges 1 in den Innenkegel 3 des Einsatzes 17 in dem Aufnahmekörper 9 die umlaufende Kontaktlinie vor dem Spannvorgang in Richtung zylindrischer Bohrung 6 liegt.In the embodiment according to Fig. 3, the area of the inner cone 3 on the receiving body 9 is different from the embodiment according to Figs. 1 and 2, namely it is designed in two parts. In the area of the transition between the flat surface 11 and the receptacle, the receiving body 9 has
a stepped bore 18 into which a separate insert 17 is inserted. Several evenly distributed pockets 19 are milled into the circumference of the insert 17, parallel to the outer surface of the inner cone 3, which are open to the outside on one side. The pockets 19 are filled with an elastic filler, in particular a rubber-like mass, which supports the elasticity of the inner cone 3. The leg 3.1 of the inner cone 3 points with its free end in the insertion direction of the tool shaft 12. The insert 17 can be connected to the receiving body 9 by soldering, welding, shrinking or a similar suitable connection. The expandability of the inner cone 3, which is formed with the leg 3.1 of the insert 17, is changed contrary to Fig. 1 and 2 such that when joining the transition section or short cone 2 of the tool 1 into the inner cone 3 of the insert 17 in the receiving body 9, the circumferential contact line lies in the direction of the cylindrical bore 6 before the clamping process.
Claims (8)
dass ein in dem Schaft (12) liegender Abschnitt der Durchführung als Kegelbohrung (16) geformt ist, die mit einem Außenkegel (7c) der Spanneinheit (7) zum Einziehen des Schaftes (12) in die Aufnahme und zum In- Anlage-Bringen der beiden parallelen Planflächen (10, 11) zusammenwirkt, und
dass ein Übergangsabschnitt (2) des Schaftes (12) zwischen der zugehörigen Planfläche (10) und seinem zylindrischen Abschnitt kegelförmig sich verjüngend ausgebildet ist und mit einem Innenkegel (3) in einem Übergangsbereich zwischen der Planfläche (11) des ersten Bauteils (9) und dessen zylindrischem Abschnitt (6) zentrierend zusammenwirkt. 1. Device for the releasable clamping of two components ( 1 , 9 ), in particular of a machine tool, with a receptacle which is introduced into the first component ( 9 ) from a flat surface ( 11 ) normal to this and has a cylindrical section ( 6 ), with a shaft ( 12 ) formed on the other component ( 1 ) and protruding on a further normal flat surface ( 10 ), adapted to the receptacle and having a cylindrical section, and with a clamping mechanism which has a passage running transversely through the receptacle and the shaft ( 12 ) and interacting with a clamping unit ( 7 ), characterized in that
that a section of the passage located in the shaft ( 12 ) is shaped as a conical bore ( 16 ) which cooperates with an external cone ( 7c ) of the clamping unit ( 7 ) for pulling the shaft ( 12 ) into the receptacle and for bringing the two parallel flat surfaces ( 10 , 11 ) into contact, and
that a transition section ( 2 ) of the shaft ( 12 ) between the associated flat surface ( 10 ) and its cylindrical section is conically tapered and cooperates with an inner cone ( 3 ) in a centering manner in a transition region between the flat surface ( 11 ) of the first component ( 9 ) and its cylindrical section ( 6 ).
dass der Schenkel (3.1) elastisch ist und der Kegelwinkel des Innenkegels (3) bezüglich der Kegelachse bei nicht vollständig in die Aufnahme eingeschobenem Schaft (12) geringer ist als der Kegelwinkel zwischen dem Übergangsbereich (2) und der zur Kegelachse koaxialen Achse des Schaftes (12) und
dass im vollständig eingeschobenen Zustand des Schaftes (12), in dem die beiderseitigen Planflächen (10, 11) aneinanderliegen, die Kegelwinkel des Innenkegels (3) und des Übergangsbereiches (2) gleich sind und der Innenkegel (3) und der Übergangsbereich (2) flächig aneinander abgestützt sind. 3. Device according to claim 2, characterized in
that the leg ( 3.1 ) is elastic and the cone angle of the inner cone ( 3 ) with respect to the cone axis when the shaft ( 12 ) is not completely inserted into the receptacle is smaller than the cone angle between the transition region ( 2 ) and the axis of the shaft ( 12 ) coaxial with the cone axis and
that in the fully inserted state of the shaft ( 12 ), in which the flat surfaces ( 10 , 11 ) on both sides lie against one another, the cone angles of the inner cone ( 3 ) and the transition region ( 2 ) are equal and the inner cone ( 3 ) and the transition region ( 2 ) are supported flat against one another.
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- 2003-07-24 DE DE20311391U patent/DE20311391U1/en not_active Expired - Lifetime
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