DE2450323B2

DE2450323B2 - Werkzeugspannvorrichtung

Info

Publication number: DE2450323B2
Application number: DE2450323A
Authority: DE
Inventors: Horst 8000 Muenchen Lanzenberger
Original assignee: FRIEDRICH DECKEL AG 8000 MUENCHEN
Current assignee: FRIEDRICH DECKEL AG 8000 MUENCHEN
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1978-05-11
Also published as: ATA756775A; ZA756241B; DE2450323C3; BE834492A; NO140789C; FR2288579B1; FR2288579A1; ES441806A1; BR7506913A; DE2450323A1; IT1050689B; SE7511784L; GB1493898A; CA1026943A; US4011791A; DK461275A; FI752776A; LU73564A1; NO140789B; CH597957A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeiigspannvomehtung der im Oberbegriff des Anspruches I genannten Art.

Zum Einsetzen eines Werkzeuges in die Spindel wird die Spannzange aus der sie umgebenden Stciierhülse herausgeschoben. Dabei werden die Spannklauen, welche im zurückgezogenen Zustand durch die Hülse zusammengehalten werden, zunehmend mehr freigegeben. Gleichzeitig werden die Klauen durch Spreizeinrichtungen auseinandergespreizt, so daß sie eine für die Ergreifung eines Werkzeugsehaftes geeignete Öffnungsstellung einnehmen.

Zum Spannen wird die Spannstange beispielsweise durch Federkraft wieder zurückgezogen, wobei sie die Spannzange mitnimmt. Die Spannklauen geraten dabei zunehmend außer Eingriff mit den Spreizeinrichtungen. Gleichzeitig werden sie durch die Steuerhülse wieder nach innen gedrückt, wobei sie den Werkzeugschaft ergreifen und in die Werkzeugaufnahme der Spindel ziehen. Die Steuerhülse verhindert ein öffnen der Spannzange unter der auf das Werkzeug übertragenen Spannkraft bzw. unter den im Arbeitsbetrieb auftretenden axialen Arbeitskräften.

Bei einer bekannten Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist die Hülse axial feststehend in der Spindel angeordnet (»Machines & Tooling«, Volume XLV No. 2, S. J4/r>). Dadurch besteht die Gefahr, daß die Spannvorrichtung beim Spannen eines Werkzeuges blockiert wird, wenn /.. B. die Rillenprofile der Spannzange und des Werkzeugschaftes mit ihren Kopfkreisen aufeinandertreffen, so daß sich die Spannzange nicht schließen kann und infolgedessen nicht in die Steuerhülse hineingezogen werden kann.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der ein

to Blockieren der Vorrichtung auch bei ungünstigem Zusammentreffen der Rillenprofile von Spannzange und Werkzeugschaft vermieden wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerhülse in Spannrichiung gegen die Kraft

Γ> einer Feder um einen Betrag verschiebbar ist, welcher etwa der Ganghöhe des Rillenprofils am Werkzeugschafi entspricht.

Bei einem Aufeinandertreffen der Kopikreise der Rillenprofile kann sich die Spannzange zunächst nicht schließen und deshalb nicht in die Hülse gezogen werden. Bei einer Bewegung der Spannhülse in Spannrichtung nimmt diese deshalb die Steuerhülse mit, die ja in Spannrichtung ausweichen kann. Wenn das Rillenprofil der Spannzange sich gegenüber dem des

->■"> Werkzeugschaftes so weit verschoben hai, daß es einrasten kann, schließt sich die Spannzange, und die Sieuerhülse kann sich unter der Kraft der Feder über die Spannzange schieben.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist der

ίο Weg der Steuerhülse in Löserichtung dadurch begrenzt, daß die Steuerhülse in dieser Richtung durch einen oder mehrere radial in die hohle Werkzeugspindel ragende Arretierstifte gehalten wird.

In weiterer Ausbildung ist innerhalb der Werkzeug-

i^r> aufnahme ein federnder Anschlag für den Werkzeugschaft vorgesehen, gegen den sich dieser beim Einsetzen in die Werkzeugaufnahme zunächst anlegt, bevor er durch die Spannstange zur vollständigen Anlage in der Werkzeugauf;iahme gebracht wird. Die Feder dieses

•tu Anschlages ist so stark, daß sie durch die beim Einrasten der Spannzange in das Rillenprofil des Werkzeugschaftes, insbesondere auch in dem Fall, in dem zunächst die Kopfkreise der Rillenprofile aufeinanderstellen, wirkenden axialen Kräfte noch nicht überdrückt wird. So wird

4^r> gewährleistet, daß die Rillenprofile zuerst exakt ineinandergreifen, bevor das Werkzeug vollständig in die Aufnahme gezogen wird und nach Anlage die volle Spannkraft auf Spannzange und Werkzeugschaft wirkt. Außerdem wird durch diesen Anschlag sichergestellt,

■>o daß unabhängig von der anfänglichen Konstellation der Rillenprofile zueinander auf jeden Fall ein Spannweg gegeben ist, welcher ausreicht, die Spannzange genügend weit in die I lülse zu ziehen, so daß diese einerseits in der Lage ist, die Spannzange auch unter Axiallasten

■>"> geschlossen zu hallen, und so daß andererseits die Spannzange bei der Lösebewegung zunächst in geschlossener Stellung einen gewissen Weg macht und den Werkzeugschaft aus der Aufnahme löst, bevor sie das Werkzeug freigibt.

W) Hin Ausführungsbeispiel der Hrfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Werkzeugspannvorrichtung,

'>^r> F i g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus F i g. I im Bereich der Spannzange.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine in einer axi il vorschubbeweglich gelagerten

Pinole 10 drehbar gelagerte Werk/eugspindel 12 iiiii einer konischen Werk/eiigaufnahnie 14, in die z. B. ein Werk/eng oder eine Werkzjiighallerzange mit einem einsprechend geformten, konischen Werk/eiigschaft 16 eingespannt wird. Am oberen linde des We^rkzeugschafles, bezogen auf die Darstellungsweise gemäß J-'ig. !,ist ein Rilleiiprofil 17, in diesem J-'all ein Außengewinde 18, ausgebildet, an welchem die Spannmittel angreifen können, welche den Werkzeugschaft 16 in die Werkzeugaufnahine ziehen.

Diese Spannmittel bestehen im wesentlichen aus einer innerhalb der hohlen Werkzeugspindel 12 angeordneten, axial verschiebburen Spannstange 20, an deren dem Werkzeugschaft 16 zugewandten finde die Spannzange 22 mil einem zum Rillenprofil des Werkzeugschaftes passenden Rillenprofil 21, im vorliegenden !'all einem Innengewinde 24, angeordnet ist. Die Spannzange ist als doppelt geschlitzte Büchse 23 ausgebildet, so daß lediglich zwei gegenüberliegende, elastisch nach außen biegbare Spannklirien 26, 28 stehen bleiben. Diese .Spannklauen 26, 28 werden bei einer Bewegung in Aiisstoßrichtung, d. h. im dargestellten Ausführungsbeispiel nach unten, durch einen zwischen die .Spannklauen ragenden Stift 50 nach außen gebogen, so daß sie sich über das Außengewinde 18 eines in die Werkzeugaufnahnie eingeführten Werkzeugschaftes 16 schieben lassen. Zum Spannen wird die Spannzange 22 zurückgezogen, wobei die Spannklauen wieder außer F.ingriff mit dem Stift 30 gelangen, in ihre Normallage zurückfedern und dabei in das Außengewinde 18 des Werkzeugschaftes 16 formschlüssig eingreifen. Bei der weiteren .Spannbewegung der Spannstange 20 werden die Spannklauen 26, 28 des Riegelkopfes durch eine diese umgebende Hülse 52 in ihrer zusammengeklemmlen Lage arretiert, so daß di-: Kopplung des Werkzeugschaftes mit der Spannstange gewährleistet ist.

Zum Lösen des Werkzeugschafles wird die Spannstange 20 mit dci Spannzange 22 in Ausstoßrichtung, d. h. in der Zeichnung nach unten, verschoben. Bei der ersten Phase dieser Bewegung werden die Spannklauen 26, 28 von der sie umgebenden Hülse 52 noch zusammengehalten, so daß sie den Werkzeugschaft mitnehmen und aus der Werkzeugaufnahnie 14 lösen. Bei der weiteren Aiisstoßbewegung werdein die Spannklauen 26, 28 von der Hülse freigegeben und sodann mittels des Stiftes 30 aufgespreizt, so daß sie außer [iingriff mit dem Außengewinde 18 kommen und das Werkzeug mil seinem Werkzeugschaft 16 entnommen werden kann.

('ig. 2 zeigt die Werkzeugspannvorrichtung in vergrößerter Darstellung, wobei die rechte Zeichnungshalfte den Werkzeugschaft 16 in gespannter, die linke in gelöster Stellung darstellt. Wie aus l·' i g. 2 zu ei sehen ist, sind an den Spannklauen 26, 28 kreisbogenförmige Rihrungsflachen 34 ausgebildet, welche mit dem Stift 30 zusammenwirken. Wenn die Spannzange 22 in Ausstoßrichtung bewegt wird, legen sich die F'ührungsflächen 34 gegen die obere Mantelflache 36 des Stiftes 3Ί) und werden seitlich ausgelenkt (linke Bildseite). In Jieser Stellung kann der Werkzeugschaft 16 eingesetzt werden, ohne daß das Außen- bzw. Innengewinde 18 bzw. 24 miteinander in Jiingriff kommen. Dm die Aufspreizung der Schenkel 26, 28 auf ein bestimmtes Maß zu beschränken, ist der Stift 30 seitlich im Bereich 18 abgeflacht. Die Spannklauen haben damit etwai nach Erreichen der in Fig. 2, linke Bildseite, gezeigten Stellung ihre größte seitliche Auslenkung erreicht.

Zum Spannen wird die Spunnstungc 20 mit Spannzange 22 nach oben verschoben, wobei die Spannklauen 26, 28 in ihre Normallage zurückfedern und das Innengewinde 24 in das Außengewinde 18 des Werkzeugüchaftes formschlüssig eingreift (rechte Bildseite). Bei der weiteren Bewegung der Spannzange 22 in Spannrichtung kommen konische Führungsflächen 40 auf der Außenseite der Spannzange in Eingriff mit entsprechen · den Führungsflächen 42 der .! lülse 32, so daß die Spannklauen 26, 28 nach innen zusammengeklemmt werden, bis sie in die Hülse 32 hineingezogen werden können.

Wie bereits weiter vorne beschrieben, vollzieht sich der Aiisstoßvorgang in umgekehrter Weise. Die Spannzange 22 bewegt sich nach unten. Obwohl auf Grund der J lankenneigung des dargestellten Sägegewindes die Spannklauen 26, 28 bei der Ausstoßbewegung die Tendenz haben, sich aufzuspreizen, werden sie bei der ersten Phase dieser Bewegung durch die Hülse 32 zusammengehalten, so daß das Werkzeug festgehallen iifid durch die Atjssioübewegiing der Spannslange aus der Werkzeugaufnahme gelöst wird. Erst in der zweiten Phase, nachdem die Spannklauen 26, 28 von der Hülse 32 freigegeben sind, werden diese durch den Stift 30 aulgespreizt, so daß das Werkzeug mit seinem Werkzeugschaft 16 herausfallen oder entnommen werden kann.

Um ein Verklemmen der Spannvorrichtung beim Einsetzen des Werkzeuges zu verhindern, ist die Hülse 32 in axialer Richtung gegen die Kraft einer Feder 44 verschiebbar in der Werkzeugspindel 12 gelagert. Wenn beispielsweise im Augenblick des Eingreifens der beiden Gewinde Ϊ8, 24 jeweils zwei Gewindegänge mit ihrem Außendurchmesser aufeinanderstellen, kann die Hülse 32 bei der .Spannbewegung zunächst mit der Spannzange 22 zusammen nach oben ausweichen, ohne die Spannklauen 26, 28 zusammenzukommen, bis die Gewinde einrasten. Sobald die Spannklauen dann ihre geschlossene Lage eingenommen haben, kann die Hülse 32 durch die Kraft der Feder 44 wieder in ihre unterste Lage geschoben werden, wo sie auf einem Arretierstift 46 aufliegt.

Die Verwendung der verschiebbaren Hülse 32 führt dazu, daß je nach Konstellation der Rillenprofile zueinander der Spannweg der Spannstange un!erschiedlich groß wird, so daß die Spannklauen 26, 28 unterschiedlich weit in die Hülse 32 hineingezogen werden. Da der größtmögliche Spannweg aus baulichen Gründen stark beschränkt ist (z. B. Abmessungen der Spannfeder 58), ergibt sich für den anderen Grenzfall ein derart geringer Spannweg, daß die Spannklauen 26, 28 nur noch in sehr geringem Maße in die Hülse 32 hineinragen würden, wenn der Werkzeugschaft nach dem Einführen direkt auf der Aufnahme anliegen würde. Abgesehen von der hohen Flächenpressung infolge der geringen Berührungsfläche zwischen Hülse und Spannklauen besteht dann beim Lösen des Werkzeuges die Gefahr, daß die Spannklauen 26, 28 durch die Hülse 32 schon freigegeben werden und sich offnen, bevor das im .Spindelkonus festsitzende Werkzeug gelöst ist.

Ein sicheres Lösen des Werkzeugschaftes 16 aus der Werkzeugaufnahme 14 ist nur gewährleistet, wenn die Spannklauen 26, 28 der Spannzange 22 in der beschriebenen ersten Phase der Ausstoßbewegung von der Jlülse 32 zusammengehalten werden, d.h. also bei der .Spannbewegung genügend weit in diese hineingezogen worden sind. Es ist deshalb ein federnder Anschlag 49 vorgesehen, welcher verhindert, daß das Werkzeug

16 bereits beim Hinführen in die Werkzeugaufnahnic zur Anlage an die Wände der Werkzcugaufnahmc kommt, so daß immer ein ausreichender Spannweg gegeben ist. Im Falle einer konischen Werkzeugaufnahme gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser federn- ■> de Anschlag 49 als seitlich in die Werkzeugaufnahnic ragender, durch eine Feder 50 radial nach innen belasteter Anschlagstift 52 ausgebildet, welcher beim Spannen des Werkzeuges radial nach außen ausweichen kann. to

Der Stift 30 sowie der Arretierstift 46 werden vor dem F.inbau der Werkzeugspindel 12 in diese eingesetzt. Sie sind in Fig. 2, linke Bildseite, nochmals um Ή)" verdreht in Seitenansicht dargestellt.

Der übrige Aufbau der Werkzcugspindel 12, ihi Antrieb über die l'inole 10 und in diese eingreifende Zahnräder 46, 48 sowie ihr Drehantrieb über Kegelräder 54,56 sind von herkömmlicher Art und deshalb nicht näher beschrieben. Die Ilctätigimg für die axiale Spann und l.ösebewcgung der Spannslangc 20 kann in bekannter Weise, z. H. mechanisch, hydraulisch odei elektromagnetisch erfolgen, wie ebenfalls nicht nähei dargestellt zu werden braucht. Vorzugsweise wird die Spannstange in Spannrichtung durch Spannfedern 5f belastet und gegen die Kraft dieser Spannfedern vor Hand oder motorisch gelöst (F ig. I).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeugspannvorriehtung mit einer in der Werkzeugspindel axial verschiebbar gelagerten Spannstange, einer an der Spannstange angeordneten Spannzange mit mehreren elastisch aufspreizbaren Spannklauen, sowie einer die Spannzange umgebende Steuerhülse, welche diese bei der Spannbewegiing der Spannzange zusammendrückt, wobei die Spannklauen mit einem mehrrilligen Innenprofil in ein dazu komplementäres Killenprofil am Werkzeugschaf t eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die .Steuerhülse (12) in Spannrichtung gegen die Kraft einer Feder (44) um einen Betrag verschiebbar ist, welcher etwa der (Janghöhedes Rillenprofils (17) am Werkzeugschaft (16) entspricht.

2. Werkzeugspannvorrichiung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (J2) in AiisstoUrichlung durch einen oder mehrere radial in die hohle Werkzeugspindel (12) ragende Arretierstifte (46) gehalten wird.

J. Werkzeugspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein federnder Anschlag (49) für den Werkzeugschaft (16) vorgesehen ist, gegen den sich dieser beim Einsetzen in die Werkzeiigaufnahme (14) zunächst anlegt, bevor er durch die Spannstange (20) zur vollständigen Anlage in der Werkzeiigaufnahme gebracht wird.

4. Werkzeugspannvorrichiung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (49) als seitlich in die Werkzeiigaufnahme (14) ragender, durch eine Keiler (50) radial nach innen belasteter Anschlagstift (52) ausgebildet ist, welcher bis in eine vollständig in die Wandkontur der Werkzeiigaufnahme zurückgezogene Lage druckbar is!.