DE2514655A1

DE2514655A1 - Tool spindle quick change arrangement - has spindle jammed between balls within sleeve radial holes by spring loaded sleeve

Info

Publication number: DE2514655A1
Application number: DE19752514655
Authority: DE
Inventors: Theodore M Smith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-03
Filing date: 1975-04-03
Publication date: 1976-10-14

Abstract

The tool mounting spindle has a bore in which a tool holder can be mounted. A sleeve is mounted over the spindle and secured with screws. The sleeve has a number of radial holes in which balls are mounted. The sleeve protrudes with the holes over the end of the spindle. The tool holder has a conical collar which lies against the end of the sleeve and which is in line with the row of balls. A second sleeve is mounted over the first sleeve. This second sleeve has a conical bore at one end. This bore engages with the balls in the first sleeve, from the outside.

Description

Ycililellwechs elvorrich-tunU von Spindel adaptern für Werkzeughalter Die Brfindung betrifft eine Schnellwechselvorrichtung von Spindeladaptern für Werkzeughalter. Derartige Vorrichtungen sind in der US-PS 3 720 417 sowie in der US-PS 3 851 390 beschrieben.Ycililellwechsel elvorrich-tunU of spindle adapters for tool holders The invention relates to a quick-change device for spindle adapters for tool holders. Such devices are disclosed in U.S. Patent 3,720,417 and U.S. Patent 3,851,390 described.

@anchmal verursachen auf den Werkzeughalter wirkende exzentrische Querkräfte transversale radiale Kippbewegungen des Halters gegenüber den Haltekugeln. Manchmal besteht auch die Gefahr, daß sich der Werkzeughalter aus der Voll den Kugeln bewirkten Halterung zufällig löst.@sometimes cause eccentrics acting on the tool holder Transverse forces, transverse radial tilting movements of the holder with respect to the retaining balls. Sometimes there is also the risk that the tool holder will become full of the balls caused bracket accidentally loosens.

In der US-PS 3 788 656 wird eine Anordnung ulit einer zweistückigen Eutter verwendet.In U.S. Patent No. 3,788,656, an assembly ulit a two-piece Eutter used.

In den erwähnten Patentschriften weist eine Schraubenanordnung einen aufgeschraubten Werkzeughalter mit einer die 5 chraub enanordirnng' ve rankernden Einrichtung auf.In the cited patents, a screw assembly a screwed-on tool holder with one of the 5 screw arrangements Establishment on.

Es ist somit Ziel und Zweck der rfiidui-ig, bei Vermeidung der Schraubenanordnung die Möglichkeit einer direkten Befestigung des Werkzeughalters innerhalb der kraftangetriebenen Spindel zu schaffen. fit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll darüber hinaus ein zufälliges Herausrutschen (Lösen) des Werkzeughalters aus der Spindel verinieden werden. Zu diesem Zweck ist der Spindelkörper mit einer gleichbleibenden (uniform) Bohrung ausgebildet.It is thus the aim and purpose of the rfiidui-ig, in avoiding the screw arrangement the possibility of a direct attachment of the tool holder within the power-driven To create spindle. fit help of the device according to the invention should in addition Avoid accidental slipping (loosening) of the tool holder from the spindle will. For this purpose, the spindle body is provided with a constant (uniform) Bore formed.

Direkt am vorderen Ende der Spindel ist am Werkzeughalter ein Dund ausgebildet. Einem auf den Werkzeughalter wirkenden sauberen Axialdruck wirken wachsende Haltekräfte entgegen, die über einen in Längsrichtung verlaufenden KleIrunwinkel (elongated binding angle) der zurückziehbaren Büchse, Haltekugeln und den Werkzeughalter wirken, woraus sich ein wachsender Haltedruck auf den Werkzeughalter zur Festlegung desselben gegenüber Verschiebung nach außen ergibt. Schließlich ist es Ziel und Zweck der Brfindung, einen Werkzeughalter zu schaffen, dessen Außenumfang einen vorgeformten Haltebund aufweist, der zur Befestigung (des Werkzeughalters an der Spindel mit in der Vorrichtung angeordneten Kugeln zusammenwirken kann und mit Hilfe einer zurückziehbaren Büchse von außen unter Druck gesetzt wird.There is a Dund on the tool holder directly at the front end of the spindle educated. A clean axial pressure acting on the tool holder increases Holding forces counteract the over a lengthwise running angle (elongated binding angle) of the retractable sleeve, retaining balls and the tool holder act, resulting in a growing holding pressure on the tool holder for fixing the same results in relation to shifting outwards. After all, it's goal and Purpose of the invention to create a tool holder whose outer circumference has a Has preformed retaining collar that is used to attach (the tool holder to the Spindle can interact with balls arranged in the device and with the help a retractable sleeve is pressurized from the outside.

Damit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich den Werkzeughalter in der Spindel sicher zu befestigen sowie ein zufälliges Herausrutschen des Werkzeughalters aus der aus Spindelkörper und Büchse gebildeten Kombination zu verhindern, erfüllt.This is the object underlying the invention, namely the Secure tool holder in the spindle as well as accidental slipping out of the tool holder from the combination formed from the spindle body and sleeve to prevent met.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügLen Zeichnung.Further features, details and advantages result from the following Description of preferred embodiments of the invention as well as from that in the annex attached drawing.

-Iierbei zeiü'en: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Spindel und den Schnellwechsel-Spindeladapter mit dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter und Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.In the drawing: Fig. 1 shows a longitudinal section through the spindle and the quick-change spindle adapter with the tool holder according to the invention and Fig. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 of a further embodiment of the subject matter of the invention.

Zunächst sei nochlllals betont', daß die erwähnte Zeichnung nur zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstell und daß demzufolge auch andere Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der in der Anlage beigefügten Patentansprüche @öglich sind.First of all, it should be emphasized that the drawing mentioned is only two preferred embodiments of the invention and that consequently others Embodiments within the scope of the appended claims @ are possible.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnung weist der Schnellwechsel-Spindeladapter 11 eine kraftangetriebene Spindel auf, die hier nur teilweise dargestellt und zuia besseren Verständnis aufgebrochen ist. Die Spindel 13 weist eine Innenbohrung 15 auf, die einen an einem Werkzeughalter 19 ausgebildeten Schaft 17 aufnehmen kann. Der Werkzeughalter 19 weist eine abgeschrägte oder anderweitig ausgebildete Bohrung zur entfernbaren Aufnahme eines Werkzeugs T auf, das ein Bohr-, Senk-, Drill- oder ein sonstiges Schneidwerkzeug sein kann.According to FIG. 1 of the drawing, the quick-change spindle adapter 11 a power-driven spindle, which is only partially shown here and zuia better understanding. The spindle 13 has an inner bore 15 which can receive a shaft 17 formed on a tool holder 19. The tool holder 19 has a beveled or otherwise formed bore for the removable inclusion of a tool T, which is a drilling, countersinking, drilling or can be another cutting tool.

An der und uln die Spindel 13 herum ist ein langgestreckter zylindrischer Körper 21 angebracht, der eine gleichbleibende (uniform) bohrung 23 aufweist und sich bis zuni vorderen Ende der Spindel 13 hin erstreckt, um dort gemeinsam den am Schaft 17 des Werkzeughalters 19 ausgebildeten bund 25 aufzunehmen. Eine den zylindrischen Körper 21 radial durchsetzende Kopfschraube 28 ist in eine in der Spindel 13 ausgebildete, ebenfalls radial verlaufende Gewindebohrung 27 eingeschraubt. Damit ist der Körper 21 it der Spindel 13 fest verbunden.At and around the spindle 13 is an elongated cylindrical one Body 21 attached, which has a constant (uniform) bore 23 and extends up to the front end of the spindle 13 to the common there collar 25 formed on the shaft 17 of the tool holder 19. One the cylindrical body 21 radially penetrating head screw 28 is in a Spindle 13 formed, also radially extending threaded bore 27 screwed. The body 21 is thus firmly connected to the spindle 13.

Der Körper 21 weist an seinem vorderen Ende eine Reihe von in Abstand angeordneten Radialbohrungen 29 auf, innerhalb derer eine entsprechende Anzahl von Kugeln 31 bewegbar angeordnet sind. Die Kugeln 31 wirken mit einer nach hinten und nach au'-,-en geneigt ausgebildeten Innenwand 33 einer Büchse 35 zusammen und können zur Halterung des Werkzeughalters 19 mit dessen Bund 25 in Wirkverbindung gebracht werden. Die Büchse 35 weist innenseitig zwei in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Schultern 37 und 3S auf. In einer am zylindrischen Körper 21 ausgebildeten Ringrlu-t ist ein Seegerring (split ring) 41 angeordnet, der mit der in der Büchse 35 ausgebildeten Schulter 37 in Wirkverbindung bringbar ist.The body 21 has a number of spaced apart at its front end arranged radial bores 29, within which a corresponding number of Balls 31 movable are arranged. The balls 31 act with a inner wall 33 of a bushing 35, which is inclined towards the rear and towards the outside together and can for holding the tool holder 19 with its collar 25 in operative connection to be brought. The sleeve 35 has on the inside two spaced apart in the longitudinal direction mutually arranged shoulders 37 and 3S. In one on the cylindrical body 21 formed Ringrlu-t a Seeger ring (split ring) 41 is arranged, which with the shoulder 37 formed in the sleeve 35 can be brought into operative connection.

Um den zylindrischen Körper 21 herwn ist eine Spiraldruckfeder 43 angeordnet, deren eines Ende mit den" Seegerring 41 zusammenwirkt und deren entgegengesetztes Ende an der in der Büchse 35 ausgebildeten Innenschulter 39 zur Anlage gelangt, so daß sie (die Feder -43) die Büchse 33 in ihre normale Haltestellung drückt, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. Die Büchse 33 kann zur Lösung des Werkzeughalters 19 gegenüber den zylindrischen Körper 21 manuell nach vorne bewegt werden.A compression coil spring 43 is provided around the cylindrical body 21 arranged, one end of which cooperates with the "Seeger ring 41" and the opposite The end of the inner shoulder 39 formed in the sleeve 35 comes to rest, so that it (the spring -43) presses the sleeve 33 into its normal holding position, as from Fig. 1 can be seen. The sleeve 33 can be used to release the tool holder 19 relative to the cylindrical body 21 are manually moved forward.

Der Werkzeughalter 19 weist an seinem Schaft 17 einen in Längsrichtung verlaufenden Bund 25 auf. Der Bund 15 ist am Schaft 17 befestigt oder kann ein Teil desselben sein.The tool holder 19 has a shaft 17 in the longitudinal direction running collar 25 on. The collar 15 is attached to the shaft 17 or can be a part be the same.

Der Bund 25 weist außenseitig eine ringförmige, nach hinten und nach außen abgeschrägte Fläche 26 auf, die mit entsprechend angeordneten Kugeln 31 in Wirkverbindung bringbar ist. In Fig. 1 ist die Fläche 26 konisch ausgebildet, wobei sie nach vorne konvergiert, und zwar relativ zur geneigt ausgebildeten Innenwand 33 der Büchse 35. Wie Fig. 2 zeigt, kann die Außenfläche 45 des Bundes 25' auch zylindrisch ausgebildet sein.The collar 25 has on the outside an annular, to the rear and to the rear on the outside beveled surface 26, which with correspondingly arranged balls 31 in Active connection can be brought. In Fig. 1, the surface 26 is conical, wherein it converges forward, relative to the inclined inner wall 33 of the sleeve 35. As FIG. 2 shows, the outer surface 45 of the collar 25 'can also be cylindrical.

In jedem Fall ist die Außenfläche des Bundes 25 gegenüber der abgeschrägten Innenwand 33 der Büchse 35 konvergierend ausgebildet. Die innenseitig angeordnete, nach hinten geneigte Wand 33 der Büchse 35 bildet gegenüber dem Bund 25 und den dazwischen angeordneten Kugeln 31 einen Klemmwinkel (binding angle). Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung bildet die innere geneigte Wand 33 der Büchse 35 eine Klemmverbindung mi den Kugeln 31, die wiederum mit dem am Werkzeughalter 13 ausgebildeten Bund 25 oder 25' in Wirkverbindung stehen. Der Bund 25 bzw. 25' liegt mit seilen innenseitigen lande 47 am äußeren Ende der Spindel 13 an und ist imerhalb des zylindrischen Körpers 21 eingebettet.In any case, the outer surface of the collar 25 is beveled with respect to the one Inner wall 33 of the sleeve 35 is converging. The inside arranged, The rearwardly inclined wall 33 of the sleeve 35 forms opposite the collar 25 and the balls 31 arranged therebetween have a binding angle. In the The arrangement shown in Fig. 1 forms the inner inclined wall 33 of the sleeve 35 a clamp connection mi the balls 31, which in turn with the on the tool holder 13 formed collar 25 or 25 'are in operative connection. The collar 25 or 25 ' lies with ropes inside land 47 at the outer end of the spindle 13 and is embedded within the cylindrical body 21.

çJie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, hat jeder von außen auf das Werkzeug oder den Werkzeughalter 19 wirkende Axialdruck zur Folge, daß sich die Kugeln 31 drehen.çJie shown in Figs. 1 and 2, each has on the outside Tool or the tool holder 19 acting axial pressure result in the Rotate balls 31.

Die Kugeln 31 stehen in Reibverbindung mit der äußeren Büchse 35 und neigen dazu, letztere axial nach innen zu drücken. Die Büchse 35 hat dabei das Bestreben, ihre auf die Kugeln 31 wirkende Haltekraft zu erhöhen, um den Werkzeughalter 19 noch fester gegen Herausrutschen bzw.The balls 31 are in frictional connection with the outer sleeve 35 and tend to push the latter axially inward. The sleeve 35 aims to to increase their holding force acting on the balls 31 in order to move the tool holder 19 even more firmly against slipping out or

Verschiebung zu sichern.Secure shift.

Jede auf den Bund 25 wirkende Vorwärtskraft (forward force) hat zur Folge, daß die Kugeln 31 einwärts rollen und dabei den Werkzeughalter 19 noch mehr festhalten. Da die Fläche 33 und die Außenfläche des Bundes nach vorne konvergieren, ergibt sich eine erhöhte Klemm- und Haltekraft zur £3efestigung und Sicherung des Werkzeughalters 19 gegenüber zufälligen Lösen desselben aus dem zylindrischen Körper 21.Each forward force acting on the federal government 25 has to As a result, the balls 31 roll inward and the tool holder 19 even more hold tight. Since face 33 and the outer face of the collar converge forward, the result is an increased clamping and holding force for fastening and securing the Tool holder 19 against accidental detachment of the same from the cylindrical body 21.

Die in Fi. 2 dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen der Anordnung gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der Bund 25' zylindrisch ausgebildet ist und eine äußere ringförmige Fläche 45 aufweist. Bei diesem Bund 25', ans-\:elle des Bundes 25 gemäß Fig. 1, sind die Kugeln 31 zwischen der zylindrischen Fläche 45 und dem Klemmwinkel oder der nach hinten und nach außen geneigt ausgebildeten Fläche 33 der zurückziehbaren Büchse 35 angeordnet.The in Fi. 2 essentially corresponds to the arrangement Arrangement according to FIG. 1 with the exception that the collar 25 'is cylindrical and has an outer annular surface 45. With this fret 25 ', ans - \: elle of the collar 25 according to FIG. 1, the balls 31 are between the cylindrical surface 45 and the clamping bracket or the one formed inclined to the rear and to the outside Surface 33 of the retractable sleeve 35 is arranged.

Eine derart zylindrisch ausgebildete Fläche 45 wird dann Verwendet, wann vom nach außen und nach hinten geneigten Bund 25-26 gemäß Fig. 1 zusätzliche Klemmkräfte nicht erförderlich sind. Die Fig. 1 und 2 stimmen im wesentlichen überein, da zwischen den Kugeln 31 und dem und 25 gemäß jig. 1 und dem Bund 25' gemäß Fig. 2 ein enges Längsverhältnis (close longitudinal relationship) nicht erforderlich ist.Such a cylindrical surface 45 is then used, when from the outwardly and rearwardly inclined collar 25-26 according to FIG. 1 additional Clamping forces are not required. FIGS. 1 and 2 essentially coincide, there between the balls 31 and the and 25 according to jig. 1 and the collar 25 'according to Fig. 2 a close longitudinal relationship is not required is.

ltig. 2 zeigt lediglich das äußerste Längsverhältnis (extreme longitudinal relationship), das erzielbar ist und zweckmäßig bleibt.valid. 2 shows only the extreme longitudinal ratio (extreme longitudinal relationship) that can be achieved and remains functional.

Die Betriebsweise ist die gleiche. Jede Tendenz des ierkzeughalters, zufällig aus der Halterung des Haltekörpers herauszurutschen, wird mit Hilfe des zwischen den Flachen 33 und 45 gebildeten Winkels unterbunden, wenn der Bund 25' gemäß Fig 2 in Fig. 1 substituiert ist.The mode of operation is the same. Any tendency of the tool owner, accidentally slipping out of the holder of the holding body, with the help of the between the surfaces 33 and 45 prevented when the collar 25 ' is substituted according to FIG. 2 in FIG.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Bauweise, wobei die Kugeln 31 (axial) vor dem Bund angeordnet sind und mit dessen vorderer ringförmigen Kante bzw. Ecke in Klemmverbindung stehen. Auch damit ist der Werkzeughalter gemäß Fig. 2 befestigt. Der Bund 25' ist in Fig. 2 zylindrisch dargestellt.Fig. 2 shows a modified design, the balls 31 (axially) are arranged in front of the federal government and with its front annular edge or corner are in clamp connection. The tool holder according to FIG. 2 is also fastened with this. The collar 25 'is shown cylindrical in FIG.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung somit einen Schnellwechseladapter für eine kraftangetriebene Spindel zum entfernbaren Einsetzen eines Werkzeughalters. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen an der Spindel angebrachten und diese vorne überragenden zylindrischen Körper auf. Eine nach vorne verschiebbare (zurückziehbare), federbeaufschlagte, mit einer konisch abgeschrägten Innenfläche (Innenwand) versehene Verstellbüchse (control sleeve) ist an dem zylindrischen Körper bewegbar angeordnet. Ein Werkzeughalter ist entfernbar in den/die zylindrischen Körper und Spindel eingesetzt. Ein am Werkzeughalter angeordneter bzw. ausgebildeter Bund ist im zylindrischen Körper eingebettet und an der Spindel gelagert.In summary, the invention thus relates to a quick-change adapter for a power driven spindle for removable insertion of a tool holder. The device according to the invention has an attached to the spindle and this front protruding cylindrical body. A forward sliding (retractable), spring-loaded with a conically bevelled inner surface (inner wall) The control sleeve is movably arranged on the cylindrical body. A tool holder is removably inserted into the cylindrical body (s) and spindle. A collar arranged or formed on the tool holder is in the cylindrical shape Body embedded and mounted on the spindle.

Eine Reihe von in Abstand voneinander angeordneten Kugeln ist im zylindrischen Körper eingelassen, deren radial außen liegende Flächen mit der abgeschrägten Innenfläche der Steuerbüchse und deren radial innen liegende Flächen mit dem am Werkzeughalter angeordneten Bund zusammenwirken.A series of spaced apart spheres is in the cylindrical Embedded bodies, their radially outer surfaces with the beveled inner surface the control box and their radially inner surfaces with the cooperate on the tool holder arranged collar.

Burch Zurückziehen der-Steuerbücllse (nach vorne) kann der Werkzeughalter entfernt werden,By pulling back the control sleeve (forwards) the tool holder be removed,

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Quick change device for one power-driven spindle with a hole for receiving a tool holder, with one provided with an axial bore, arranged on a spindle and on this fastened with the help of a holding device and to the front end of the spindle extending cylindrical body i eilier forwards retractable, spring-loaded, two cylindrical bodies movable and one sloping backwards and outwards Inner wall having sleeve, with a row of spaced apart, Spheres embedded in the cylindrical body so that they can move, their radially outwardly located Surfaces are in operative connection with the beveled inner wall of the sleeve, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the cylindrical body (21) has a constant (uniform) bore (23) has that a tool holder (19, 17) is forward, on which one is inserted into the cylindrical body (21) and the spindle (13) tool (T) can be fastened that on the tool holder (19, 17) between its ends a collar (25) is provided which extends into the cylindrical body (21) and on the spindle (13) is supported that the inwardly directed surfaces of the Balls (31) are in operative connection with the collar (25) and that the inclined inner wall (33) of the sleeve (35) converges relative to the surface (26) of the collar (25) and thereby together with the balls (31) between the outer surface (26) of the collar (25) and the Inner wall (33) of the sleeve (35) for fastening the tool holder (19, 17) inside of the cylindrical body (21) form a clamping connection, a manual Forward movement the @ axis (39) loosen the balls (31) and thereby the ringing or manual removal of the tool holder (1, 17) from the cylindrical one Allow body (21) and the spindle (13).

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the outer surface (2 @) of the belt (25) beveled to the outside and to the rear @ is.

3. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t that the outer surface (4 @) of the federal government (25 ') is cylindrical.

4. @Power-driven spindle @ with a step, with an @ with a constant bore in its longitudinal direction formed cylindrical body, which is attached to the spindle @ and extends forward to the end of the spindle @, @@@ one attached to the cylindrical body, retractable, spring-loaded Bush, which has a beveled inner @ wall, and with on the cylindrical body arranged laterally movable balls that can be brought into operative connection with the bushing, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that ei @ in the cylindrical body (21) and the spindle (13) nine-projecting tool holder (19, 17) is provided that a. @ tool holder in the cylindrical body (21) and on the spindle (13) supporting collar (2 @) is provided, d @@ the radially inne @ facing surfaces of the balls (31) @ i @ de @ Bund (2 @) are in operative connection in such a way that @ a manual Moving the bushing (35) forwards, releases the balls (31) and thus the attachment and manual removal of the tool holder (19, 17) enables is that the collar (25) comprises a tool holder (19, 17) unbalanced body, that the outer surface (26) of the collar (25) rearward and outward to form a retaining connection with the balls (31) is beveled, and that the beveled Inner wall (33) of the tube (35) converges relative to the outer surface (26) of the collar (25) and together with the balls (31) between the collar (25) and the inner wall (33) of the sleeve (35) for fixing or holding the tool holder (19, 17) Forms a clamping connection within the cylindrical body (21).

5. The device according to claim 1, that is to say h n e t that the balls (31) between the inner wall (33) of the sleeve (35) and the Outer surface (26) of @undes (25) are arranged (Fig. 1).

6. The device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the balls (31) between the inner wall (33) of the sleeve (33) and the / the front edge / corner of the collar (25 ') are arranged (Fig 2).