DE2320997A1

DE2320997A1 - Schnellwechsel-spindeladapter

Info

Publication number: DE2320997A1
Application number: DE2320997A
Authority: DE
Inventors: Theodore Marion Smith
Original assignee: SMITH TRUST THEODORE M
Current assignee: SMITH TRUST THEODORE M
Priority date: 1972-04-21
Filing date: 1973-04-19
Publication date: 1973-10-31
Also published as: US3851890A; CA980103A

Description

Theodore M. Smith Trust, Detroit, Michigan, USA

"Schnellwechsel-Spindeladapter¹¹

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechseladapter für eine angetriebene Spindel, die eine Bohrung zur Aufnahme eines Werkzeughalters aufweist.

Bei den bisher -bekannten Adaptern bestand eine Schwierigkeit darin, daß eine zufällige Verschiebung der Mutter von den Haltekugeln unter bestimmten Bedingungen auftreten konnte, wenn nämlich beispielsweise eine querseitige exzentrische Kraft auf den Werkzeughalter einwirkte, und zwar entweder durch die Halteschraube oder durch andere Faktoren.

Dies bewirkte dann ein seitliches radiales Kippmoment der Mutter in Bezug auf die Kugeln, so daß eben unter diesen Umständen eine zufällige Verschiebung von den Kugeln erfolgen konnte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Schnellwechseladapter so auszubilden, daß eine zufällige Verschiebung sicher verhindert wird.

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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß auf der Spindel und mit dieser verbunden ein zylindrischer Teil mit einer gleichmäßigen Bohrung angeordnet ist, der nach vorn zeigt, daß eine nach vorn ziehbare federbelastete Hülse ' auf dem Teil beweglich angeordnet ist, die einen nach rückwärts und außen geneigten inneren Wandabschnitt aufweist, daß eine mit Innengewinde versehene Mutter zur Aufnahme des Werkzeughalters vorgesehen ist, die in den Teil zeigt und sich gegen die Spindel stützt, daß eine Anzahl im Abstand angeordneter Kugeln in dem Teil vorgesehen sind, daß Teile der Kugeln radial nach innen weisen und mit der Mutter in Eingriff stehen und Teile der Kugeln radial nach außen zeigen und mit dem geneigten inneren Wandabschnitten derart zusammenwirken, daß die Mutter und der Werkzeughalter in dem Körper gehalten werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht teilweise weggebrochen und teilweise geschnitten eines erfindungsgemäßen Schnellwechsel-Spindeladapters,

Figo 2 eine schematische Teildarstellung, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig, 4 eine Teildarstellung·ähnlich der Fig, 2 der dargestellten Ausführung,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Abwandlung der Steuerhülse und

Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung aus der Figur 5.

Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, weist der Schnellwech.se 1-

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Spindeladapter 11 eine angetriebene Spindel 13 auf, die teilweise geschnitten dargestellt ist und die eine Innenbohrung besitzt sowie eine Mutter 17, die zur Aufnahme des schraubbaren Werkzeughalters 19 ausgebildet ist. Der Werkzeughalter weist eine konische oder andere Bohrung 21 zur Aufnahme eines auswechselbaren Werkzeuges T - wie beispielsweise einem Senkwerkzeug, einem Bohrer, einem Gewindebohrer oder einen anderen Schneidwerkzeug - auf.

Sin auf der und um die Spindel angeordneter länglicher zylindrischer Körper 23 weist eine gleichmäßige Bohrung 31 auf und wirkt mit der Mutter 17 zusammen.

In dem Körper 23 ist ein quer verlaufender langgestreckter Schlitz 25 vorgesehen, der dazu dient, eine flexible Sicherungsscheibe 27 aufzunehmen, die ihrerseits eine mittlere Öffnung zur Aufnahme einer Kopfschraube 29 aufweist. Diese erstreckt sich mit dem Gewinde in eine radiale Bohrung 30 in der Spindel,, Diese Konstruktion schafft eine zweckmäßige Anordnung zum Festlegen der Spindel. Die Sicherungsscheibe kann länglich (viereckig) oder rund sein.

Der Körper oder das Teil 23 weist an seinem vorderen Ende eine Anzahl von im Abstand angeordneten radialen öffnungen 32 auf, in denen eine entsprechende Anzahl beweglicher Kugeln 33 vorgesehen sind. Diese Kugeln wirken mit der Hülse 35 zusammen und dienen dazu, die Mutter 17 zu verankern bzw. festzuhalten.

Die Hülse 35 weist ein Paar innere längs im Abstand angeordnete Schultern 39 und 37 auf. Ein Spaltring 41 ist auf dem Teil 23 in einem entsprechenden ringförmigen Schlitz angeordnet und dient zum Halten der Schulter 37.

Das Teil 23 wird von einer gewundenen Druckfeder 43 umgeben, die sich auf der einen Seite an dem Ring 41 und an der anderen Seite an dem Innenflansch 39 der Hülse abstützt, um der Hülse

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relativ zu dem Teil 23 eine Vorspannung - entsprechend der in der Figur 1 gezeigten Position - zu geben»

Die Hülse kann manuell relativ zu dem Teil 23 vorwärts bewegt werden, um die Mutter zu lösen.

Die Hülse weist einen inneren ringförmigen rückwärts und nach außen geneigten Abschnitt 51 auf, der mit den Kugeln zusammenwirkt.

Die vorliegende Befestigungsmutter 17 weist einen länglichen Mutterkörper 53 auf, der mit einem Innengewinde 55 zur Aufnahme des Werkzeughalters 19 versehen ist.

Eine radiale Klemmschraube 57 erstreckt sich in den Mutterkörper und wirkt mit dem Werkzeughalter 19 zusammen.

Der Mutterkörper besitzt eine äußere ringförmige nach rückwärts und nach außen geneigte Oberfläche 49, die mit den Kugeln 33 zusammenwi rkt.

Die innere nach rückwärts geneigte Wand 51 der Hülse 35 ergibt einen Klemmwinkel in Bezug auf die geneigte Wand 49 der Mutter und die Kugeln 33 dazwischen.

Entsprechend der Anordnung der Teile in der Figur 1 steht der innere geneigte Abschnitt 51 der Hülse kooperativ in Registereingriff mit den Kugeln 33, die ihrerseits in Eingriff mit der äußeren Schräge 49 der Mutter stehen.

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Es ergibt aus der Figur 1 sowie der schematischen Darstellung in der Figur 2, daß die geneigten Oberflächen 49 und 51 parallel sein können, aber in der dargestellten Ausführung konvergieren sie leicht in Richtung auf die rückwärtigen Enden, um die Haltewikung zu verbessern und zu erhöhen. Das Teil 53 der Mutter 17 sitzt, wie mit 63 bezeichnet, mit dem inneren Ende auf dem äußeren Ende der Spindel 13»

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Wie sich aus der Figur 2 ergibt, bewirkt jeder nach außen gerichtete Druck auf das Werkzeug oder den Werkzeughalter 19 mit einem entsprechenden Druck auf den Mutterkörper 53 eine Drehung der Kugeln 33 im Uhrzeigersinn. Die Kugeln 33, die reibungsmäßig in Eingriff mit der äußeren Hülse 35 stehen, tendieren dazu, diese axialmch innen zu drücken, wie mit dem Pfeil angedeutet.

Dies vergrößert die Haltekraft der Kugeln und bewirkt eine festere Verankerung der Mutter gegen eine derartige Verschiebung.

Jede vorwärts gerichtete Kraft oder Bewegung des Mutterkörpers 53 bewirkt ein Rollen der Kugeln nach innen und ein weiteres Verankern der Mutter.

Da der mittlere Abstand zwischen den zwei geneigten Oberflächen 49 - 51 in Rückwärtsrichtung geringfügig verringert ist, wird eine Vergrößerung der Haltekraft zum Verankern und Sichern der Mutter gegen zufällige Verschiebung gegen das Teil 23 geschaffen.

Bei der vorliegenden Anordnung wird der Bindeeffekt der Hülsenoberfläche 51 nicht durch eine exzentrische oder radiale Kippbewegung der Mutter hervorgerufen.

Dies ist möglich, weil die Länge der Oberfläche 51 so ist, daß jede querseitige Kippbewegung der Mutter in Bezug auf die Längsachse der Spindel keine Verschiebung der Mutter oder eine zufällige Entfernung derselben bewirkt.

In älteren Konstruktionen rief die Mutternexzentrizität, die durch einen lockeren oder schrägen Sitz hervorgerufen worden ist, ungleiche Kräfte auf die Kugeln 33 hervor, so daß dort eine Möglichkeit zu einer zufälligen Verschiebung der Mutter in Bezug auf den Körper oder ein Aussetzen der Verankerung und des Haltens der Mutter und des dazugehörigen Werkzeughalters bestand.

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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird jedoch die Haltewirkung zwischen Hülse und Kugeln nicht durch ein Taumeln oder eine Exzentrizität der Achse der Mutter beeinträchtigt.

Daher übt der Druck auf die Kugeln über die Hülse einen kontinuierlichen Haltedruck aus und es kann keine zufällige Verschiebung des Werkzeughalters und der Mutter von der Spindel erfolgen.

Bei der in d.en Figuren 3 und 4 dargestellten abgewandelten Ausführung weicht lediglich der Mutterkörper 59 ab, der zylindrisch ist und so eine äußere ringförmige Oberfläche 61 aufweist, die in Registereingriff mit den im Abstand angeordneten Kugeln 33 steht, die zwischen der ringförmigen oder zylindrischen Oberfläche 61 und dem Bindewinkel oder der rückwärts und nach außen geneigten Oberfläche 51 der zurückziehbaren Hülse 35 angeordnet sind.

Auch bei dieser Ausbildung tritt dieselbe, vorher in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebene Funktion ein, d„h. jede Tendenz der Mutter 59 sich nach vorwärts und außen zu bewegen und eine Verschiebung der Teile 23 und 25* wird eingeschränkt durch die Winkelbeziehung zwischen den Oberflächen 61 und 51. In diesem Zustand ist es klar, daß jede Tendenz der Bewegung der Mutter nach außen eine entsprechende Rotati'-¹" der Kugeln 33 im Uhrzeigersinn bewirkt (Fig. 4) und ein Einklemmen mit zunehmender Reibung zwischen der geneigten Fläche 51 und. der Hülse 35.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere Abwandlung in Bezug auf die äußere Wand des Teiles 23 und die zurückziehbare Hülse 35.

Bei der Ausführung gemäß den Figuren 1 und 2 ist es notwendig, daß um ein Entfernen der Mutter und des Werkzeughalters von dem Teil 23 zu erreichen, die Hülse 35 manuelle zurückgezogen wird und gegen die Druckwirkung der Feder 43 gehalten wird.

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Daher muß die Hülse solange manuell zurückgezogen gehalten werden, bis das Werkzeug entfernt worden ist oder bis ein anderes Werkzeug durch Einsetzen der Mutter in das äußere Ende des Teiles 23 ersetzt worden ist.

Bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Modifikation ist ein * Mechanismus vorgesehen, durch den, wenn die Hülse bis zu einem bestimmten Punkt zurückgezogen worden ist, sie in dieser Position gehalten wird, bis sie manuell in ihre normale Stellung zurückgebracht wird.

Zu diesem Zweck ist auf der äußeren Oberfläche des Teiles 23 innerhalb des Bereiches der Feder ein Nockenhalter 63 - 65 vorgesehen, der vergrößert in der Figur 6 wiedergegeben ist.

Ein ringförmiger Spaltdruckring 67 ist in dem inneren ringförmigen Schlitz 69 in der Hülse beweglich angeordnet - wie in der Figur 5 gezeigt -, so daß wenn die Hülse 35 manuell zurückgezogen wird, der Spaltring 67 über den Nocken 63-65 hinweggeht, wobei er dabei zeitweise gespreizt wird und danach mit der äußeren ringförmigen Nockenfläche 65 in Eingriff kommt, um so die Hülse in der zurückgezogenen Stellung gegen die Wirkung der Feder 43 zu halten.

So zurückgezogen kann die Mutter leicht entfernt oder eingesetzt werden, ohne manuelle Einwirkung auf die zurückgezogene Hülse.

Sobald die Mutter in die in den Figuren 1 und 3 gezeigte Stellung zurückgegangen ist, bewirkt eine manuelle, nach rückwärts gerichtete Kraft auf die Hülse 35, eine Zurückbewegung, wobei der Spaltring 67 gedehnt wird, wenn erüber den Nocken geht und in die Position hinter der Nockenfläche 63 zurückkehrt.

Durch diese Verbesserung wird erreicht, daß die Hülse solange zurückgezogen bleibt, bis sie manuell mit geringer Kraft zurückgeführt wird.

- Patentansprüche 3098Λ4/051 3

Claims

Patentansprüche:

1* Schnellwechseladapter für eine angetriebene Spindel, die eine Bohrung zur Aufnahme eines Werkzeughalters aufweist, dadurch gekennze ichnet, daß auf der Spindel (13) und mit dieser verbunden ein zylindrischer Teil (23) mit einer gleichmäßigen Bohrung (31) angeordnet ist, der nach vorn zeigt, daß eine nach vorn ziehbare federbelastete Fläche (35) auf dem Teil beweglich angeordnet ist, die einen nach rückwärts und außen geneigten inneren Wandabschnitt (51) aufweist, daß eine mit Innengewinde '(55) versehene Mutter (53) zur Aufnahme des Werkzeughalters (19) vorgesehen ist, die in den Teil (23) zeigt und sich gegen die Spindel (13) stützt, daß eine Anzahl im Abstand angeordnete Kugeln (33) in dem Teil (23) vorgesehen sind, daß Teil der Kugeln (33) radial nach innen weisen und mit der Mutter (53) in Eingriff stehen und Tejiile der Kugeln (33) radial nach außen zeigen und mit den geneigten inneren Wandabschnitten (51) derart zusammenwirken, daß die Muttern und der Werkzeughalter in dem Körper gehalten werden.
2. Schnellwechseladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (53) eine ringförmige und nach rückwärts geneigte Oberfläche (49) aufweist, die mit den Kugeln (33) zusammenwirkt.
3. Schnellwechseladapter nach Anspruch 1, daß die Mutter (53) eine ringförmige zylindrische Oberfläche (61) aufweist, die mit den Kugeln (33) zusammenwirkt.
4. Schnellwechseladapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wandabschnitt (51) der Hülse (35)im wesentlichen parallel zu der äußeren Wand der Mutter (53) verläuft.
5. Schnellwechseladapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wandabschnitt (51) der Hülse (35) in Richtung auf die äußere Wand der Mutter (53) konvergiert.

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6. Schnellwechseladapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wandabschnitt der Hülse (35) im wesentlichen parallel zu der äußeren Wand der Mutter (53) verläuft.
7. Schnellwechseladapter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der innere Wandabschnitt der Hülse (35) in Richtung auf die äußere Wand der Mutter (53) konvergiert.

8c Schnellwechseladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (23) eine.Nocke (63, 65) aufweist, und daß in einem inneren ringförmigen Schlitz (69) der Hülse (35) ein dehnbarer Spaltring (67) vorgesehen ist«,

9«, Schnellwechseladapter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenoberfläche ringförmig ausgebildet ist.

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