DE2304249A1

DE2304249A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2304249A1
Application number: DE2304249A
Authority: DE
Inventors: James Leon Frazier; Richard Polacek
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Houdaille Industries Inc
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-01-29
Publication date: 1973-10-18
Also published as: JPS4915076A; US3791257A; GB1416696A; IT971993B; FR2177710A1; DE2304249B2; FR2177710B1

Description

PATESTASWALT . 8000 MÜNCHEN 90

»IPt.-IXG. W. G BAF ArERFEM)STRASSE «4/«. AlJFG.

TELElOX 4448 88

A - 304

BESCHREIBUNG zu der Patentanmeldung

Houdaille Industries, Ine,

One M & T Plaza
Buffalo, New York 14203

betreffend
Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft die Werkzeugausrüstung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere die Ausbildung eines Werkzeugschaftes oder eines Werkzeugadapters.

Es sind schon die verschiedenartigsten Ausbildungsformen für die Spindel einer Werkzeugmaschine bekannt, die es ermöglichen, ein Werkzeug oder eine Werkzeugausrüstung, beispielsweise ein Spannfutter oder einen Klemmkonus, daran befestigen zu können. Mit der Forderung nach immer schnellerem Werkzeugwechsel sind auch schon die verschiedensten Arten von Schnellwechselwerkzeüghaltern vorgeschlagen worden. So.ist es beispielsweise bekannt, einen konischen Hülsenadapter vorzusehen, der durch Gewinde an der Spindel befestigt ist und der das eigentliche Werkzeug oder den Werkzeughalter mit dem entsprechend konisch ausgebildeten Schaft aufnimmt. Solche Adapter sind normalerweise zum Lösen des Werkzeuges oder des Werkzeughalters von auss'en von Hand betätigbar. Vorrichtungen dieser Art sind z.B. in den US-PS 2 719 722, 3 396 98I und 3 498 624 beschrieben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugmaschinenausrüstung zu schaffen, bei welcher ein Zwischenadapter an der Werkzeugspindel, überflüssig ist und bei welcher das Werkzeug oder der

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Werkzeughalter -unmittelbar an der Maschinenspindel befestigt werden kann, ohne dass irgendwelche Zwischenausrüstungen nötig sind, .wobei j.edQch die schnelle Austauschbarkeit beibehalten ■ bleifit. Biese schnelle Austauschbarkeit soll dabei ohne Handbetätigurig des Adapters ausführbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Werkzeug bzw., nach den Ansprüchen. ^^eine WerkzeuPEscETne

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein Werkzeug oder ein Werkzeugadapter sehr einfach und schnell an der Maschinenspindel befestigt und von dieser genau so einfach und schnell wieder gelöst werden. Ein derartiger schneller Wechsel wird dabei mechanisch und automatisch möglich, ohne dass hierzu irgendwelche Handbetätigungen am Adapter nötig sind. Das Werkzeug bzw. der Werkzeughalter ist dabei insbesondere für solche Werkzeugmaschinen geeignet, die mit einem automatischen Werkzeugwechsler ausgestattet sind. Mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist deshalb eine wesentlich schnellere Werkzeugumrüstung möglich.

Die Erfindung sowie Einzelheiten derselben werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel

näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Werkzeugmaschinenspindel mit eingesetztem Werkzeug und der erfindungsgemässen Spannvorrichtung, und zwar in der Spannstellung, Fig. 2 zeigt die gleiche Vorrichtung in der gelösten Stellung.

Die Figuren¹ zeigen eine angetriebene Werkzeugspindel 10, die axial verschiebbar ist und die eine axiale Bohrung 11 aufweist, die an ihrem unteren Ende in eine sich konisch zu einer ver- grösserten Werkzeugfassung 12 erweitert. Diese Werkzeugfassung 12 kann', ein Werkzeug oder einen Werkzeugadapter I^ aufnehmen,

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an welchem zwei Umfangsflansehe 14 und I5 ausgebildet sind, die zwischen sich eine Nut l6 bilden. Das Werkzeug Ij5 besitzt einen Schaft, der sich von den beiden Planschen 14 und I5 aus in entgegengesetzten Richtungen erstreckt und auf der oberen Seite in einen konischen Abschnitt I7 ausläuft, der in gleicher Weise wie die Werkzeugfassung 12 konisch geformt ist und daher in diese eng passt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Plansche 14 und 15 besitzt der Schaft einen zylindrischen Abschnitt 18, durch welchen das Werkzeug IJ in einer Werkzeugablage gehalten werden kann. Über die Nut 16 zwischen den Planschen 14 und I5 kann das Werkzeug durch die Pinger einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung ergriffen werden. Die Plansche 14 und I5 besitzen mindestens einen durch sie hindurchgehenden Schlitz 19» vorzugsweise noch einen zweiten Schlitz 20. Diese Schlitze nehmen jeweils die unteren Enden von Vorsprüngen 21 und 22 auf, die durch Schrauben am unteren Ende der Spindel 10 befestigt sind. Die Vorsprünge 21 und 22 sind radial exzentrisch an der Spindel 10 befestigt und ermöglichen so eine Winkeldrehkraftübertragung auf das Werkzeug IJ. Zusätzlich kann noch eine Nut 25 vorgesehen sein, die als Anzeige dient, beispielsweise um zu zeigen, dass das Werkzeug in der richtigen Stellung in einer Werkzeugablage abgelegt ist, wenn die Nut 23 sichtbar ist.

Das Werkzeug bzw. der Werkzeugadapter Ij5 "besitzt einen axial offenen Spannsockel 24 mit nach innen eingezogenen Schultern 25* die die Eintrittsöffnung in den Sockel 24 teilweise verschliessen.

Innerhalb der Bohrung 11 ist eine axial angetriebene Spanneinrichtung 2β vorgesehen, die in der axialen Bohrung 11 der Spindel 10 hin und her verschiebbar ist. Auf einer hin und her verschiebbaren Betätigungsstange 27 ist eine Unterstützung 28 aufgeschraubt, in deren unterem geschlitzten Ende zwei SpanngHeder 29 und 30 jeweils über Stifte 31 und 32 schwenkbar angebracht sind.

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Die Spannglieder 29 und 30 ragen in die Fassung 12 und ebenso in den Sockel 24 und sie sind jeweils mit Haken 3> versehen, mit welchen sie in axialer Richtung innerhalb des Sockels 24 mit den Schultern 25 zusammenwirken können. Es ist mindestens ein solches Spannglied 29 vorgesehen, vorzugsweise sind jedoch zwei solche Spannglieder 29 und 30 vorhanden. Jedes Spannglied 29 und 50 besitzt zwei Nockenflächen J4 und 35 > die an gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse bzw. der Haltestifte 3I bzw. 32 ausgebildet sind. Innerhalb der Spindel 10 sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Anschläge 36 und 37 vorgesehen, die jeweils mit den Nockenflächen 34 und 35 bei der axialen Hin- und Herbewegung zusammenwirken. Durch dieses Zusammenwirken mit den Nockenflächen 34 und 35 werden die Spannglieder 29 und 30 zwischen der Werkzeugeinspannstellung und der Werkzeugfreigabestellung bewegt. Nahe dem Anschlag 36 und unmittelbar darüber ist eine Verriegelungsfläche 38 vorgesehen und unterhalb des unteren Anschlages 37 ist eine weitere Verriegelungsfläche 39 ausgebildet. Die obere Verriegelungsfläche 38 arbeitet mit den Spanngliedern 29 und.30 zusammen, nachdem die Nockenfläche 34 an dem Anschlag 36 vorbei bewegt worden ist und hierdurch werden die Spannglieder 29 und 30 in der Werkzeugspannstellung nach Fig. 1 verriegelt. Die untere Verriegelungsfläche 39 arbeitet mit den Spanngliedern 29 und 30 unterhalb deren Schwenkachse dann zusammen, nachdem die untere Nockenfläche 35 an dem unteren Anschlag 37 vorbei bewegt worden ist und hierdurch werden die Spannglieder 29 und 30 in der Werkzeugfreigabestellung nach Fig. 2 verriegelt. Die wirksame Verriegelungsfläche 38 wird freigegeben unmittelbar bevor die Nockenfläche 35 den Anschlag 37 berührt, so dass die Spannglieder von ihrer in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschwenkt werden können, und die Verriegelungsfläche 39 wird freigegeben, unmittelbar bevor die Nockenfläche 34 den Anschlag 36 berührt, so dass die Spannglieder 29 und 30 von ihrer in Fig. 2 gezeigten Stellung in die in Fig. 1 gezeigte Stellung verschwenkt werjden .können.

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Das Werkzeug bzw. der Werkzeughalter 13 eignet sich insbesondere zur Korabination mit einer Spindelkonstruktion nach den Figuren, es gibt jedoch doch auch andere Spindelkonstruktionen, mit denen das erfindungsgemässe Werkzeug 13 kombiniert werden kann. Wenn das Werkzeug bzw. der Werkzeugadapter 13 im Sinne der obigen Be-. Schreibung verwendet und eingesetzt wird, braucht zur Freigabe des Werkzeuges nur die Spannvorrichtung 26 nach unten aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 2 gezeigten Stellung bewegt zu werden und das Werkzeug 13 ist dann frei und kann nach unten herausfallen. .Wenn das Werkzeug 13 einmal ausgegeben ist, kann es durch ein anderes Werkzeug mit einer anderen Schneidgrösse oder von anderer Art ersetzt werden, indem einfach von Hand oder durch einen Werkzeugwechsler dieses neue Werkzeug in die Spindel 10 eingesetzt wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, woraufhin die Spannvorrichtung 26 angehoben wird, so dass die Haken 33 dieser Spannvorrichtung 26 an den Schultern 25 des Werkzeuges bzw. des Werkzeugadapters im Sinne der Fig. 1 angreifen. In der Praxis wird eine Vielzahl von Werkzeugen oder Werkzeugadaptern 13 benötigt und dieses Werkzeug bzw. der Werkzeugadapter 13 ist deshalb ein gesondertes Handelsteil, das nicht nur in der dargestellten Kombination, vertrieben wird, sondern als Einzelteil in verschiedenen Grossen zur Benutzung in der dargestellten Kombination.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANWAI/Γ * 8000 MÜNCHEN 9O

OIPt.-IXG. W. GBAF · · AUEBFELDSTIIASSE «4/a.

TSLKFOX

A -

Patentansprüche

( 1. ) Werkzeugmaschine; gekennzeichnet d u.r c h eine axial verschiebbare Antriebsspindel

(10) mit einer sich zu einer Werkzeugfassung (12) erweiternden Axialbohrung (11) und einem am Werkzeug (13) ausgebildeten, in diese Werkzeugfassung (12) passenden Schaft (17), an welchem ein axial offener Spannsockel (24) ausgebildet ist, der durch eingezogene Schultern (25) teilweise geschlossen ist, sowie eine axial bewegbare Spanneinrichtung (27 bis 35), die in der Axialbohrung (11) der Spindel (10) hin und her verschiebbar angeordnet ist und bis in die Werkzeugfassung (12) ragt und die einen Hakenabschnitt (33) aufweist, mit welchem sie mit den Schultern (25) in axialer Richtung innerhalb des Spannsockels (24) zusammenwirken kann.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chne t, dass die Werkzeugfassung (12) und der Schaft (17) zueinander "passend konisch ausgebildet sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ' am Schaft (17) ein Umfangsflansch (14 bis 16) nahe dem Spindelende vorgesehen ist, der mindestens einen Schlitz (19,20) aufweist, in welchen mindestens ein radial versetzt am Spindelende befestigter und von diesem axial abstehender Vorsprung (21, 22) hineinragt.

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4. Maschine nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass im Umfangsflansch zvcei Schlitze (19* 20) ausgebildet sind und zwei derartige Vorsprünge (21, 22) diametral gegenüberliegend vorgesehen sind.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Plansche (14, 15) axial im Abstand voneinander mit einer dazwischenliegenden Nut (16) vorgesehen sind.
6. Maschine nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (17) auf der einen Seite dieser Flansche (14, 15) auf der von der Werkzeugfassung (12) abgewandten Seite einen zylindrischen Abschnitt (l8) aufweist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung mindestens ein schwenkbares Spannelement (29s 30) aufweist, das zwei Nockenflächen (34, 35) an bezüglich der Schwenkachse (31, 32) gegenüberliegenden Seiten besitzt, und innerhalb der . Spindel (10) zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Anschläge (36, 37) vorgesehen sind, die bei der Hin- und Herbewegung mit diesen Nockenflächen zusammenwirken und damit die Spannelemente zwischen der Werkzeugspannstellung (Fig. 2) und der Werkzeugfreigabesteilung (Fig. 1) bewegen.
8. Maschine nach Anspruch 7* gekennzeichnet durch zwei in der Spindel (10) jeweils oberhalb des obersten Anschlages (36) und unterhalb des untersten. Anschlages (37) ausgebildete Verriegelungs-

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flächen (38, 39), durch welche die Spannglieder in der Werkzeugspannstellung (Fig. 1) und der Werkzeugfreigabesteilung (Fig. 2) gehalten werden.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, das zwei schwenkbare Spannglieder (29, 30) vorgesehen sind, die in radial gegenüberliegenden Richtungen in Abhängigkeit von der Hin und Herbewegung bewegbar sind.
10. Werkzeug oder Werkzeugadapter, insbesondere für eine Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche . 1 bis 9) gekennzeichnet durch einen Schaft (17) mit einem axial offenen Spannsockel (24), der durch überhängende, eingezogene Schultern (25) teilweise geschlossen ist.
11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftdurchmesser zum Ende hin konisch abnimmt.
12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (17) zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Umfangsflansehe (14, 15) mit mindestens einem axial durch diesen Flansch sich erstreckenden Schlitz (19* 20) aufweist und zwischen diesen beiden Flanschen eine Nut (16) ausgebildet ist.
13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch^ gekennzeichnet, dass der Schaft (I7) von den Flanschen (Ik, I5) zur einen Seite hin konisch abnimmt und auf der anderen Seite der Flansche zylindrisch ausgebildet ist.

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Werkzeug nach Anspruch 10 bis IJ, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (17) auf der vom Spannsockel (24) abgevjandten Seite der Flansche (14, 15) zylindrisch ausgebildet ist.

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