DE2304249B2 - Vorrichtung zum spannen und loesen von mit einem konischen schaft in eine entsprechende aufnahme einer spindel einer werkzeugmaschine einsetzbaren werkzeugen - Google Patents

Description

30

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Lösen von mit einem konischen Schaft in eine entsprechende Aufnahme einer Spindel einer Werkzeugmaschine ersetzbaren Werkzeugen mittels einer in einer /entrischen Bohrung der Spindel in Spann- und Losesteilung längsverschiebbar gelagerten Spa.instange. an deren vorderem Ende mit nach außen weisenden, in eine Ringnut des Werk/eugschafies eingreifenden Haken versehene Greifer angeordnet sind, die jeweils zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Nockenflächen aufweisen, die /um Spannen und Lösen mit in der /entrischen Bohrung der Spindel in axialem Abstand angeordneten Anschlägen zusammenwirken.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (GM 19 92 336) werden die beiden Greifer durch Federschenkel eines U-förmigen Federbauteils gebildet, das mit seinem von den federnden Schenkelenden abgewandten Ende an der Spannstange befestigt ist. Die im Abstand voneinander angeordneten Nockenflächen sind hierbei etwa in gleicher Höhe auf der innen- bzw. Außenseite der Federschenkel ausgebildet und wirken mit einem zwischen den Federschenkeln angeordneten Stift bzw. einer die Schenkel umgebenden Schulter an der Spindel zusammen. Zum Spannen und Lösen muß bei dieser bekannten Vorrichtung die Spannstange einen relativ großen Hub ausführen, damit die an den Enden der Federschenkel ausgebildeten Greiferhaken auch tatsächlich sicher in die Ringnut des Werkzeugschaftes eingreifen bzw. aus dieser gelöst werden. Dies bedeutet eine relativ große Baulänge der Vorrichtung. Es besteht bei dieser bekannten Vorrichtung außerdem die Gefahr, daß im rauhen Werkstattbetrieb die Federschenkel beschädigt, verbogen oder sogar abgebrochen werden und dann die Vorrichtung nicht mehr einwandfrei arbeitet. Es ist bei der bekannten Vorrichtung außerdem schwer, diese die Greifer bildenden Fedcrschenkel aus der Spannstange auszubauen und gegebenenfalls gegen neue zu ersetzen. Schließlich wird bei dieser bekannten Vorrichtung die jeweilige Stellung der Federschenkel ausschließlich durch das Zusammenwirken der Nockenflächen mil den zugehörigen Anschlügen bestimmt und sie ist damit immer abhängig von dem jeweiligen Hub der Spannstange. Der relativ große Spannstangenhub zum Spannen und Lösen dieser bekannten Vorrichtung bedeutet außerdem relativ lange Werkzeugwechsel/eilen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß neben einem sehr gedrungenem Gesamtaufbau ein schnelles, zuverlässiges und störungsfreies Spannen bzw. Lösen des Werkzeuges erreicht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Bei einer anders aufgebauten Vorrichtung zum Spannen und Lösen von Werkzeugen in einer konischen Spindelaufnahme einer Werkzeugmaschine ist es an sich bekannt, an der Spindel um Stifte schwenkbare Greifer anzubringen, die am einen Ende nach innen weisende Haken aufweisen und damit in der Spannstellung in eine am Umfang des konischen Werkzeugschaftes ausgebildete Ringnut eingreifen (USPS 35 96 917). Diese verschwenkbaren Greifer können hierbei durch cmc außen auf der Spindel aufgesetzte axial verschiebbare Hülse, die mit den Greiferenden zusammenwirkt, aus der Spann in die Lose-Stellung verschwenkt werden. Durch die Anwendung solcher an sich bekannter schwenkbarer Greifer bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art mit längsverschiebbarer Spannstangc zusammen mit den weiteren kennzeich ncnden Merkmalen wird eine Vorrichtung geschaffen, die in axialer dichtung einen sehr gedrungenen Gesamlaufbau ermöglicht, da wegen rler frei verschwenkbar gelagerten Greifer der Weg der .Spannstange sehr gering gehalten werden kann. Die Greifer können auch im rauhen Werkstattbetrieb nicht so leicht beschädigt werden und es wird deshalb ein sehr zuverlässiger und störungsfreier Betrieb gewährleistet. Die möglichen sehr kurzen Spannstangenhübe zum Spannen und Lösen des Werkzeuges ermöglichen auch einen sehr schnellen Werkzeugwechsel. Die an der Spannstange schwenkbar gelagerten Greifer können sehr leicht abgenommen und gegebenenfalls ausgetauscht werden, da die Schwenkstifte in demjenigen Bereich der Spannstange angebracht sein können, das bis in die konische Aufnahme der Spindel und gegebenenfalls noch darüber hinaus verschoben werden kann. Durch die zusätzlich noch vorgesehenen Verriegelungsflächen wird der Grad der Schwenkbewegung der Greifer unabhängig vom Hub der Spannstange. Dadurch kann die Spannstange über den eigentlichen Weg zum Verschwenken der Greifer hinaus noch axial verschoben werden und es ist so ein wesentlich sichereres Spannen und Lösen des Werkzeuges möglich. Hierdurch werden auch wesentlich definiertere Spann- und Lösestellungen für die Greifer möglich und die Spannstange kann sogar gegebenenfalls zur Freigabe eines evtl. verklemmten Werkzeuges ausgenutzt werden Wenn beispielsweise durch erhöhte axiale Belastung ein Werkzeug in der konischen Aufnahme der Spindel verklemmt wird und nach Lösen der Greifer das Werkzeug nicht von selbst aus dieser Aufnahme herausfällt, kann durch axiales Weiterschieben der Spannstange in Richtung auf das Werkzeug, was durch die parallelen zusätzlichen Verriegelungsflächen mög-

't

lieh ist, das Werkzeug aus der Fassung hcrausgcsiollcn werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schcmnlischcr Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Erfindung sowie Einzelheiten derselben werden im folgenden an Hand schcmatischcr Zeichnungen un einem Ausführungsheispicl näher erläutert. Es zeigt

F i g. I im Querschnitt eine Wcrkzcugmaschinciispindel mit eingesetztem Werkzeug und der crfindungsgcinüUen Spannvorrichtung, und zwar in der Spannstel-Iu.ng,

F i g. 2 die gleiche Vorrichtung in der gelösten Stellung.

Die Zeichnung zeigt eine angetriebene Werkzeugspindcl 10, die axial verschiebbar ist und die eine axiale Bohrung 11 aufweist, die an ihrem unteren Ende in eine sich konisch zu einer vergrößerten Werkzeugaufnahme

12 erweitert, die ein Werkzeug oder ein Werkzeugfutter

13 aufnehmen kann, an welchem zwei Umfangflansche

14 und 15 ausgebildet sind, die /wischen sich eine Nut 16 bilden. Das Werkzeug 11 wcisi einen Schaft auf, der sich von den beiden Flanschen 14 und 15 aus in entgegengesetzten Richtungen erstreckt und der auf der oberen Seite in einen konischen Abschnitt 17 ausläuft, der in gleicher Weise wie die Werkzeugaufnahme 12 konisch geformt ist und daher in diese eng paßt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Flanschen 14 und 15 ist der Schaft mit einem zylindrischen Abschnitt 18 versehen, durch welchen das Werkzeug U in einer Werkzeugablage gehalten werden kann. Über die Nut 16 zwischen den Flanschen 14 und 15 kann das Werkzeug durch die Finger einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung ergriffen werden. Die Flanschen 14 und 15 weisen mindestens einen durch sie hindurchgehenden Schlitz 19, vorzugsweise noch einen /weiten Schlitz 20 auf. Diese Schlitze nehmen jeweils die unteren Enden von Mitnehmern 21 und 22 auf, die durch Schrauben am unteren Ende der Spindel 10 befestigt sind. Die Mitnehmer 21 und 22 sind radial exzentrisch an der Spindel 10 befestigt und ermöglichen so eine Winkeldrehkraftübertragung auf das Werkzeug 13. Zusätzlich kann noch eine Nut 23 vorgesehen sein, die als Anzeige dient, beispielsweise um zu zeigen, daß das Werkzeug in der richtigen Stellung in einer Werk/eugablage abgelegt ist, in welcher die Nut 23 sichtbar ist.

Das Werkzeug bzw. das Werkzeugfutter 13 ist mit einer axial offenen Ringnut 24 mit nach innen eingezogenen Schultern 25 versehen, welche die Ringnut 24 teilweise verschließen.

In der Bohrung 11 ist eine axial verschiebbare mit 26 bezeichnete Spanneinrichtung vorgesehen, die in der axialen Bohrung 11 der Spindel 10 hin und her verschiebbar ist. Auf einer hin und her verschiebbaren Spannstange 27 ist Stützteil 28 aufgeschraubt, in derem unteren geschlitzten Ende zwei Greifer 29 und 30 jeweils über Stifte 31 und 32 schwenkbar angeordnet sind. Die Greifer 29 und 30 ragen in die Aufnahme 12 und ebenso in die Ringnut 24 und sind jeweils mit Haken 33 versehen, mit welchen sie in axialer Richtung innerhalb der Ringnut 24 mit den Schultern 25 zusammenwirken können. Es ist mindestens ein solcher Greifer 29 vorgesehen, vorzugsweise sind jedoch zwei solche Greifer 29 und ZZ vorhanden, jeder Greifer 29 und 30 weist zwei Nockcnflächen 34 und 35 auf, die an S gegenüberliegenden Seiten der Schwenkachse bzw. der Stifte 31 bzw. 32 ausgebildet sind. Innerhalb der Spindel 10 sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Anschläge 36 und 37 vorgesehen, die jeweils mit den Nockcnflächen 34 und 35 bei der axialen Hin- und

ίο Herbewegung zusammenwirken. Durch dieses Zusammenwirken mit den Nockenflächen 34 und 15 werden die Greifer 29 und 30 /wischen der Wcrk/eugeinspann stellung und der Wcrk/eugfreigabestellung bewegt. Nahe dem Anschlag 36 und unmittelbar darüber ist eine Verricgelungsflächc 38 vorgesehen und unterhalb des unteren Anschlages 37 ist eine weitere Vcrriegelungsfläehe 39 ausgebildet. Die obere Verricgclungsfiäche 38 arbeitel mit den Greifern 29 und 30 /mummen, iiiichdem die Nockenfläche 34 an dem Anschlag 3b vorbe bewegt worden ist; hierdurch werden die Greifer 29 und 30 in der Werkzeugspannstellung nach Fig. 1 verriegelt. Die untere Verriegclungsfläche 39 arbeitet mit der Greifern 29 und 30 unterhalb deren Schwenkachse zusammen, nachdem die untere Nockenfläche 35 an dem unteren Anschlag 37 vorbei bewegt worden ist; hierdurch werden die Greifer 29 und Ϊ0 in der Werk/eugfreij-'abestellung nach F i g. 2 verriegelt. Die Vernegelungsfläche 38 wird freigegeben unmittelbar bevor die Nockenlki ehe 35 den Anschlag 37 berührt, so daß die Greifer von

jo ihrer in Fig. I gezeigten Stellung in die in ΙΊ g. 2 gezeigte Stellung verschwenkt werden können, und die Verriegelungsfläche 39 wird freigegeben, unmittelbar bevor die Nockenfläche 34 den Anschlag 36 berührt, so daß die Greifer 29 und 30 von ihrer in F i«. 2 gezeigten Stellung in die in Fig. I gezeigte Stellung verschwuikt werden können.

Das Werkzeug bzw. das Werk/eugfuuer 13 eignet sich insbesondere zur Kombination mit einer Spindel konstruktion nach der Zeichnung, es gibt jedoch doch auch andere Spindelkonstruktioncn, mit denen das erfindungsgemäße Werkzeug 13 kombiniert werden kann. Wenn das Werkzeug b/w. das Werk/eugfuuer 13 im Sinne der obigen Beschreibung verwendet und eingesetzt wird, braucht zur Freigabe des Werkzeuges nur die Spannvorrichtung 26 nach unten aus der m Fig. 1 gezeigten Stellung in die in F ig. 2 gezeigte Stellung bewegt zu werden und das Werkzeug 13 lsi dann frei und kann nach unten herausfallen. Wenn da». Werkzeug 13 freigegeben 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 3?« dieser Spannvorrichtung 26 an den Schultern 25 des Werkzeuges bzw. des Werkzeugfutiers im Sinne der Fig. I ingrcifen. In der Praxis wird eine Vielzahl von Werkzeugen oder Wcrk/.eugfutiern 13 benötigt, die in verschiedenen Größen zur Benutzung in der dargestellten Kombination zur Verfügung stehen.

Hiciru 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Spannen und Lösen von mit einem konischen Schaft in eine entsprechende Aufnahme einer Spindel einer Werkzeugmaschine cinseizbarcn Werkzeugen mittels einer in einer zentrischen Bohrung der Spindel in Spann- und Lösestellung längsverschiebbar gelagerten Spannstange, an deren vorderem Ende mit nach außen weisenden, in eine Ringnut des Werkzcugscfuftcs eingreifenden Haken versehene Greifer angeordnet sind, die jeweils zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Nockenflächen aufweisen, die zum Spannen Lind Lösen mit in der zentrischcn Bohrung '5 der Spindel in axialem Abstand angeordneten Anschlägen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (29; 30) um Stifte (3! j 32) schwenkbar an der Spannstangc (27, 28) gelagert und die Nockenflächen (34; 35) radial nach außen gerichtet und an gegenüberliegenden Seiten t'er Stifte ausgebildet sind, und daß in der Spindel (lO). jeweils an die Anschlage (36; 37) in Betätigungsrichtung der Spannstange anschließend. Verriegelungsflächen (38; 39) vorgesehen sind, durch welche die Greifer (29; 30) in der Spann- bzw. Lösestellung gehalten sind.