DE2545713A1

DE2545713A1 - Machine spindle quick change tool holder - has small spring pack on coupling sleeve in compact assembly

Info

Publication number: DE2545713A1
Application number: DE19752545713
Authority: DE
Inventors: Edmo Benatti; Herbert Ing Grad Schmid
Original assignee: Schmid Kosta KG
Current assignee: Sandvik Kosta GmbH
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1976-11-11
Also published as: IT1037803B; DE2560287C2; DE7532469U; DE2545713C2

Abstract

Dished plate springs (28) on a coupling sleeve lie betweenan actuating brush and the sleeve's flange on the machine spindle end. The actuating brush is grooved (30) with an inclined face. A controlled, fluid operated draw bolt (34) is grooved (44) with a steeper incline. The sleever periphery holes hold balls (33) with freedom. When clamped the balls press radially inwards with a draw bolt component larger than the spring force, permitting a smaller spring pack. To unclamp, the bush and bolt (34) descent relative to the sleeve, moving the spring loaded balls outward, and releasing the clamping claws from the tool arbor.

Description

Werkzeugspannvorri Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselvorrichtung fur eine mit einer konischen Aufnahmebohrung versehene hohle Spindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Fräsmaschine, zum raschen Lösen und Spannen von einen konischen Schaft aufweisenden Werkzeugen oder Werkzeughaltern, die an dem dem Werkzeug abgewandten Ende eine Ringnut aufweisen, in die radial bewegbare Vorspriinge eines an einer in der Spindel längsverschiebbaren Zugstange angebrachten Spannelements lösbar eingreifen, das unter der Wirkung von an der Zugstange angreifenden Spannfedern den konischen Schaft in den Spindelkonus zieht und durch Zusammenpressen der Spannfedern mittels eines Kraftgliedes lösbar ist, Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (Werkstatt und Betrieb 108, 1975r Seiten 339) ist in der Spindel eine Zugstange vorgesehen, an deren einem Ende das Spannelement in Form einer Spannzange mit radial nach innen vorstehenden Vorsprüngen angebracht, die durch eine in der Spindel untergebrachte Außenhülse mit verschiedenen Innendurchmessern spannbar sind0 Die Spannzange wird axial verschoben und es ist das Werkzeug, dessen im Spindelinneren befindliches Ende mit einem hinterschnitteren Kopf versehen ist, durch Einziehen der Spannzange in den engeren Bereich der Hülse festlrlemmbar, Die Spannbewegung wird durch ein Paket von Tellerfedern erzeugt, die die Zugstange umgebend angeordnet sind. Die Tellerfedern stützen sich einerseits an einer Schulter der Längsbohrung der Spindel und andererseits an dem der Spannzange abgewandten Ende des Zugstabes ab. Zum Lösen der Spannzange wird durch ein Kraftglied die Zugstange entgegen der Kraft der Spannfedern verschoben, Zum Festhalten des Werkzeuges wird das Kraftglied entlastet oder abgeschaltet, worauf die Spannfedern das Festziehen des Werkzeuges und der Spannzange bewirken, Von Nachteil ist bei dieser bekannten Anordnung, daß zur Erzielung von ausreichenden Spannkräften ein sehr großes und damit auft7endiges und Platz beanspruchendes Tellerfedernpaket erforderlich ist. Das ,rraftglied muß eine wesentlich größere Kraft aufbringen können, weil beim Entspannen des Werkzeuges die Spannfedern zusätzlich zusammengepreßt werden. Beträgt beispielsweise die erforderliche Spannkraft 8000 N, um das Werkzeug sicher zu halten, so beträgt die von dem Kraftglied zum Lösen des Werkzeuges auf zubringende Kraft beispielsweise 12000 bis 16000 M. Die hierfür erforderlichen großen Federpakete können zwar bei großen Maschinen untergebracht werden, doch läßt sich insbesondere bei Vorrichtungen zum nachträglichen Anbau an vorhandene Jerkzeugmaschinen, bei dem von der vorhandenen Spindel auszugehen ist, ein derart langes Tellerfederpaket kaum unter bringen, abgesehen von den durch die Tellerfedern bediagten zusätzlichen Kosten. Tool clamping device The invention relates to a quick change device for a hollow spindle of a machine tool with a conical mounting hole, in particular a milling machine, for quick loosening and clamping of a conical one Shank having tools or tool holders, which on the remote from the tool End have an annular groove into the radially movable projections one on one in the spindle longitudinally displaceable tie rod attached clamping element detachable intervention, under the action of tension springs acting on the pull rod, the conical The shaft is pulled into the spindle cone and by pressing the tension springs together by means of of a force member is releasable, In a known device of this type (workshop and Operation 108, 1975r pages 339) a pull rod is provided in the spindle, at one end the clamping element in the form of a collet with radially inward protruding protrusions attached by a housed in the spindle Outer sleeves with different inner diameters can be clamped 0 The collet is axially shifted and it is the tool whose inside spindle is located The end is provided with an undercut head by pulling in the collet can be clamped in the narrower area of the sleeve, the clamping movement is controlled by a Generated package of disc springs, which are arranged surrounding the tie rod. the Disc springs are supported on the one hand on a shoulder of the longitudinal bore of the spindle and on the other hand at the end of the tension rod facing away from the collet. To solve the collet is operated by a force member, the pull rod against the force of the tension springs moved, to hold the tool, the force element is relieved or switched off, whereupon the tension springs tighten the tool and the collet, The disadvantage of this known arrangement is that to achieve sufficient Tension forces a very large and thus emerging and space-consuming Disk spring package is required. The force link must be a much larger one Can apply force because the tension springs are also used when the tool is released are pressed together. For example, if the required clamping force is 8000 N, in order to hold the tool securely, is that of the force link for releasing of the tool to the force to be applied, for example 12000 to 16000 M. The for this The necessary large spring assemblies can indeed be accommodated in large machines , but can be used especially with devices for retrofitting existing machine tools for which the existing spindle is to be assumed, Can hardly accommodate such a long disc spring package, apart from those caused by the Disc springs incurred additional costs.

Es ist auch bekannt (D'U-PS 1 602 980) die Zugstange über ein kleines Tellerfedernpaket mit einem Kraftglied zu koppeln, wobei das Tellerfederpaket lediglich als elastisches A@ischenglied im Kraftfluß zwischen Kraftglied und Zugstange dient. Die Spannkraft und nahezu der vollständige Spannung werden allein durch das kraftglied aufgebracht. Da als Kraftglied im allgemeinen ein Pneumatik- oder I{ydraulik-Arbeitszylinder verwendet werden, besteht bei Ausfall des Druckmittels die Gefahr, daß sich das Werkzeug löst. Es müssen dann besondere Vorkehrungen gerben plötzlichen Druckmittelabf. all getroffen werden. Da das Krafte,lied mit der Spindel rotiert ergeben sich zusätzliche Probleme für die Zuführung des Druckmit els.It is also known (D'U-PS 1 602 980) the pull rod over a small To couple plate spring package with a force member, the plate spring package only serves as an elastic elastic member in the flow of force between the force member and the pull rod. The tension force and almost complete tension are generated solely by the force link upset. Since the force member is generally a pneumatic or hydraulic working cylinder are used, there is a risk of failure of the pressure medium that the Tool loosens. Special precautions must then be taken to tan sudden depressurization of pressure. all to be taken. As the strengths, song with the Spindle rotates there are additional problems for the feeding of the Druckmit els.

Es ist auch bekannt (D-OS 2 345 869), zur Lösung des Problemes der Druckmittelzufuhr bei einem mit der Spindel mitrotierenden Kraftglied ein Überleitungsgehäuse vorzusehen, in dem ein Verteilerschieber mit entsprechenden Nuten und Längsbohrungen rotiert, der zusammen mit der Spindel umläuft. Diese Anordnung ist jedoch sehr aufwendig und baut relativ groß; außerdem sind ebenfalls Llittel zur Verhinderung unerwünschter Auswirkungen bei plötzlichem Abfall des Druckmitteldruckes vorgesehen.It is also known (D-OS 2 345 869) to solve the problem of Pressure medium supply in the case of a force member rotating with the spindle, a transfer housing to be provided in which a distributor slide with corresponding grooves and longitudinal bores rotates, which rotates together with the spindle. However, this arrangement is very complex and builds relatively large; in addition, prevention agents are also undesirable Effects provided in the event of a sudden drop in pressure medium pressure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine-Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der Spannung des Werkzeuges unabhängig von der Druckmittelzufuhr und der Wirkung eines Kraftgliedes ist, so zu verbossern, daß der Raumbedarf der Spannfedern und die für die Spannfedern aufzuwendenden Kosten erheblich vermindert sind, ohne daß dadurch der Spannweg oder die an den iierkzeug angreifende Spannkraft beeinträchtigt sind.The object of the present invention is to provide a device of the initially mentioned named type, regardless of the pressure medium supply when the tool is tensioned and the effect of a force member is to be bossern so that the space requirement of the Tension springs and the costs incurred for the tension springs are significantly reduced without affecting the tensioning path or the tensioning force acting on the picking tool are impaired.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der vorliegenden Brfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daP in dem Kraftiluß zwischen. Spannfed^rn und Spann@lement eine lösbare Kupplung angeordnet ist.The object is achieved according to the present invention in a Device of the type mentioned in that the power flow between. Tension spring and clamping element a releasable coupling is arranged.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß der Raumbedarf für die Spannfedern erheblich vermindert werden kann, weil die Spannfedern zum :erkzeugwechsel, also zum Lösen des Spannelementes, nach dem Lösen der Kupplung nicht mehr durch das Kraftglied zusammengepreßt--werden müssen, sie also mit ihrer vollen Kraft zur nicht nur mit einem Bruchteil ihrer Kraft für die Werkzeugspannung zur Verfügung stehen, Die Spai'federn brauchen nicht den vollen Spannweg aufnehmen, sondern nur den für das Lösen der Kupplung erforderlichen rçeg. Dadurch ist es möglich geworden, eine derartige Vorrichtung bei relativ kleiner Bauweise als zusätzliches Ausrüstungsteil für vorhandene Werkzeugmaschinen auszubilden. Ein weiterer Vorteil liegtdarin, daß bei einer Spannkraft von beispielsweise 8000 N, das Kraftglied nicht 12000 bis 16000 N zum Lösen des Werkzeuges aufbringen muß, sondern beispielsweise nur noch etwa 8500 bis 9000 N, weil ano schließend die Kupplung gelöst ist und die Federn nicht zusätzlich - den Spannweg des Werkzeuges - aufnehmen müssen. Es kann daher auch das Kraftglied leichter und insbesondere kleiner ausgebildet werden.An advantage of the device according to the invention is that the The space required for the tension springs can be significantly reduced because the tension springs for: changing tools, i.e. for releasing the clamping element after releasing the coupling no longer compressed by the force link - must be, so they with their full power not only with a fraction of their power for tool clamping are available, the springs do not need to take up the full span, but only the rçeg required to release the clutch. This makes it possible become such a device with a relatively small design as an additional Train equipment part for existing machine tools. Another advantage lies in the fact that with a clamping force of 8000 N, for example, the force member does not Must apply 12000 to 16000 N to loosen the tool, but for example only about 8500 to 9000 N, because then the clutch is released and the Springs do not also have to take up the tensioning path of the tool. It can therefore the force member can also be made lighter and, in particular, smaller.

Bei vorgegebenem Druckmitteldruck für das Kraftglied kann die wirksame Kolbenfläche nahezu halbiert werden.With a given pressure medium pressure for the force member, the effective Piston area can be almost halved.

Auch alle anderen Kraftübertragungselemente können entsprechend kleiner und leichter dimensioniert werden. Bei der Verwendung feststehender Kraftglieder können die in den obertragungsweg einzuschaltenden axiallager für entsprechend kleinere Kräfte dimensioniert werden0 Als lösbare Kupplung können praktisch alle bekannten Kupplungskonstruktionen, evtl. entsprechend angepaßt, verwendet erden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als lösbare Kupplung eine kruppe von radial bewegbaren Kugeln vorgesehen, die in der eingekuppelten Stellung von einem Ring mit Innenkonus durch die Spannfedern radial nach inf-7 in eine Nut der Zugstange gedrückt sind. Eine derartige Kupplung ist mit wenig Aufwand zu realisieren und arbeitet sehr zuverlässig, da die tibertragung der Kraft der Spannfedern auf die Zugstange über eine Vielzahl von Kupplungselementen in Form der @ageln erfolgt, Diese Ausführungsform der Erfindung eröffnet aber die ti.öglichkeit einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, die darin besteht, daß die Nut der Zugstange eine dem Innenkonus des Ringes gegenüberliegende konische Flanke aufweist, wobei der Kegelwinkel der konischen Flanke größer ist als der Kegelwinkel des Innenkonus des Ringes. Das hat den Vorteil, daß die auf die Zugstange wirkende Kraft etwa im Verhältnis der Kegelwinkel größer ist als die von den Spannfedern ausgeübte Kraft. Dadurch ist es möglich, eie Spannfedern um den entsprechende Faktor schwächer und damit kleiner auszubilden. Dadurch wird der Raumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter vermindert. Ebenso ist es dadurch möglich, weil das Kraftglied in entgegengesetzter Richtung auf die Spannfedern wirkt, auch das Kraft glIed nochmals kleiner und leichter auszubilden, da es lediglich eine Kraft aufbringen muß, die etwas größer ist als die um den durch das Verhältnis der Kegelwinkel gegebenen faktor verkleinerte Kraft der Spannfedern. Beispielsweise betrugt bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung der Kegelwinkel der Nutflanke etwa 800 bis 1000 und der Kegelwinkel des Innenkonus des Ringes etwa 200 bis 4QO0 Es ist also eine Kraftübersetzung im Bereich von etwa 1:2 bis 1:5, vorzugsweise von etwa 1;7 erzielbar.All other power transmission elements can also be correspondingly smaller and be dimensioned more easily. When using fixed force links the axial bearings to be switched on in the transmission path can be used for correspondingly smaller ones Forces are dimensioned 0 As a releasable coupling can be practical Ground all known coupling designs, possibly adapted accordingly. In a particularly preferred embodiment of the invention, it is used as a releasable coupling a croup of radially movable balls is provided which is in the engaged position from a ring with an inner cone through the tension springs radially towards inf-7 into a groove the pull rod are pressed. Such a coupling can be implemented with little effort and works very reliably, since the transmission of the force of the tension springs is based on the pull rod is carried out via a large number of coupling elements in the form of nails, This embodiment of the invention, however, opens up the possibility of a special one advantageous embodiment, which consists in the fact that the groove of the pull rod is one of the Inner cone of the ring has opposite conical flank, the cone angle the conical flank is larger than the cone angle of the inner cone of the ring. That has the advantage that the force acting on the tie rod is approximately in the ratio of Cone angle is greater than the force exerted by the tension springs. This is it is possible to make a tension spring weaker and therefore smaller by the corresponding factor to train. This increases the space requirement of the device according to the invention reduced. It is also possible because the force link is in opposite directions The direction of the tension springs acts, and the force is even smaller and lighter to train, since it only has to muster a force to do something greater is than that reduced by the factor given by the ratio of the taper angles Power of the tension springs. For example, in preferred embodiments the invention of the cone angle of the groove flank about 800 to 1000 and the cone angle of the inner cone of the ring about 200 to 4QO0 So there is a force transmission in the Range from about 1: 2 to 1: 5, preferably from about 1.7 achievable.

Bei bevorzugten Ausführungsformen kommt das Kraftglied bei seiner Betätigung nach dem Lösen der Kupplung an einem Anschlag zur Anlage. Dadurch lassen sich definierte Arbeitsverhältnisse bei Kraftgliedern erzielen, die keine fest vorgegebene Wegbegrenzung aufweisen. Beispielsweise kommt das Kraftglied nach dem Lösen der Kupplung an der Spindel bzw. einem an aer Spindel sich in axialer Richtung abstützenden Teil zur Anlage.In preferred embodiments, the force member comes at his Actuation after releasing the coupling at a stop on the system. Let through it Achieve defined working relationships with force members that are not predefined Have travel limit. For example, the force link comes after loosening the Coupling on the spindle or one on the spindle supporting itself in the axial direction Part of the system.

Das Lösen des Trerkzeuges durch Herausfahren aus dem Spindelkonus unter Mitnahme des Spannelementes und der Zugstange bis in die liösestellung, in der sich das Spannelement aus der Nut des Werkzeuges oder Y;erkzeughalters löst, kann manuell oder maschinell vorgenommen werden. Es kann dabei, wie bevorzugt vorgesehen is die Lage des Anschlages so gewählt sein, daß das Kraftglied vor der Anlage an dem Anschlag bei bereits gelöster Kupplung an der Stirnseite der Zugstange zur Anlage kommt und diese bis zur Anlage an den anschlag so weit verschiebt, daß sich der konische schaft des Werkzeuges von dem Konus der ; Spindel gelöst hat. Es genügt dazu, wenn die Zugstange,so lang ausgebildet ist, daß sie über den Anschlag für das Kraftglied in axialer Richtung etwas hinausragt, das Betätigungsglied für das Schalten der Kupplung jedoch noch über die Stirnw seite der Zugstange in Richtung auf das Kraftglied ¼,,, £---: vorsteht. Dadurch läßt sich mit einem eine ebene Stirnfläche aufweisenden Betätigungsorgan des Kraftgliedes die gewünschte, zuvor beschriebene Zuordnung der einzelnen Vorgänge in einfachster Weise erzielen.The release of the trench tool by moving it out of the spindle cone taking the clamping element and the pull rod into the release position, in which releases the clamping element from the groove of the tool or Y; tool holder, can be done manually or by machine. It can be provided, as is preferred is the position of the stop chosen so that the power link is in front of the system the stop when the coupling is already released on the face of the drawbar to the system comes and this up to the plant move to the stop so far, that the conical shaft of the tool differs from the cone of the; Has loosened the spindle. It is sufficient for the pull rod to be so long that it extends over the stop for the force member protrudes somewhat in the axial direction, the actuator for switching of the clutch, however, is still on the front side of the pull rod in the direction on the force link ¼ ,,, £ ---: protrudes. As a result, a flat end face can be achieved with one having the actuator of the force member the desired, previously described Achieve assignment of the individual processes in the simplest way.

Selbstverständlich können auch der Anschlag, die Stirnseite der Zugstange und das Betätigungsorgan für die Kupplung in einer Ebene liegen, wenn das bewegbare Teil des Kraftgliedes, das an diesen Teilen zur Anlage kommt, entsprechend abgestufte Anlageflächen aufweist.Of course, the stop, the end face of the pull rod and the actuator for the clutch lie in one plane when the movable Part of the force link that comes to rest on these parts, correspondingly graded Has contact surfaces.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltglied vorgesehen, das nach dem Einrücken der Kugelkupplung kurz vor Erreichen der Spann@ndlage hetätigbar ist, Insbesondere ist das Schaltglied so angeordnet, daß es durch die Zugstange oder das Betätigungsorgan der Kugelkupplung schaltbar ist, wenn diese in ihre Endlage einlaufen. Dieses Schaltglied kann zum Anzeigen der Betriebsbereitschaft verwendet werden. Es kann auch dazu verwendet werden, um eine Sperre gegen das vorzeitige Inbetriebsetzen der Maschine bzw. der Spindel zu steuern. Es läßt sich dadurch die Sicherheit bei der Benutzung einer mit der erfindungsgemaßen Vorrictltung ausgestatteten Werkzeugmaschine erhöhen. Gleichzeitig kann dieses Schaltglied als Kontrolle dafür verwendet werden, ob das Werkzeug richtig gespannt ist, ob es also seine Spannendlage eingenommen hat.In a particularly preferred embodiment of the invention a switching element is provided, which shortly before reaching after the engagement of the ball clutch the clamping position can be actuated, in particular the switching element is arranged in such a way that that it can be switched by the pull rod or the actuator of the ball coupling is when they reach their end position. This switching element can be used to display can be used for operational readiness. It can also be used to a barrier against that early commissioning of the machine or to control the spindle. It can be the security when using a Increase with the inventive Vorrictltung equipped machine tool. At the same time, this switching element can be used to check whether the The tool is properly clamped, i.e. whether it has reached its final clamping position.

Bei bekannten Schnellwechselvorrichtungen ist die Zugstange im allgemeinen als massive Stange ausgebildet und es sind an dem Ende der Stange Spannklauen oder eine Spannzange vorgesehen, die radial nach innen gerichtete Vorsprünge aufweisen, die in eine Außenringnut eingreifen, die an dem Werkzeugschaft oder einem mit dem Vierkzeugschaft starr verbundenen Eeil vorgesehen ist, Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dagegen ist die Zugstange als Hülse ausgebildet und es stehen die Vorsprünge des an dem Ende der Hülse vorgesehenen Spannelementes radial nach außen vor; dabei drückt ein gegenüber der Spindel feststehender Spreizstab, der sich durch die Zugstangenhülse erstreckt, die Vor-Sprünge bei der Bewegung des Spannelementes in die gespannte Lage nach außen. Entsprechend ist der Werkzeugschaft oder ein daran befestigtes Halteteil mit einer ausdrehung (innenringnut) versehen, in die die Vorsprünge des Spannelementes in der gespannten Position eingreifen. Das Spannelement ist wie eine Spannzange als Iängsgeschlitzte Hülse hergestellt, wobei durch die Längsschlitze einzelne, federnde Klauen aus der ilülse herausgeschnitten sind, die an ihren Außenflächen konische und zylindrische Gleit- und SpannXlcichen aufweisen0 Bevorzugt ist der Spreizstab mittels eines Querstiftes, der Längsnuten der Zugstangenhülse durchdringt, gefeniiber der Spindel axial festgehalten, Dabei könnte der Querstift unmittelbar in eine Querbohrung der Spindel eingesetzt sein, Bevorzugt ist jedoch der Querstift in einer an der Spindel kraft-oder formschlüssig befestigten Hülse fixiert. Dabei erstreckt sich bevorzugt ein Ende dieser Hülse in eine Bohrung der Spindel, wodurch gleichzeitig der Querstift durch die die Bohrung begrenzende Wand gegen Verschieben gesichert ist.In known quick-change devices, the pull rod is generally designed as a solid rod and there are clamping claws or at the end of the rod a collet is provided which has radially inwardly directed projections, which engage in an outer ring groove on the tool shank or one with the Vierkzeugschaft rigidly connected Eeil is provided, in a preferred embodiment the invention, however, the tie rod is designed as a sleeve and there are the Projections of the tensioning element provided at the end of the sleeve radially outward before; a spreader bar that is fixed opposite the spindle and pushes through the tie rod sleeve extends, the fore-jumps in the movement of the tensioning element into the tense position to the outside. The tool shank or one of it is corresponding The attached retaining part is provided with a recess (inner ring groove) into which the projections engage the tensioning element in the tensioned position. The clamping element is like a collet made as a longitudinally slotted sleeve, wherein by the longitudinal slots have individual, resilient claws cut out of the sleeve, which have conical and cylindrical sliding and clamping surfaces on their outer surfaces The spreader bar is preferred by means of a transverse pin, the longitudinal grooves of the tie rod sleeve penetrates, held axially by the spindle, the transverse pin be inserted directly into a transverse bore of the spindle, but is preferred the transverse pin in a sleeve fastened to the spindle in a force-fitting or form-fitting manner fixed. One end of this sleeve preferably extends into a bore of the Spindle, whereby at the same time the cross pin through the wall delimiting the bore is secured against shifting.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Kugeln der Kupplung in radialen Bohrungen einer an der Spindel kraft- oder formschlüssig befestigten Hülse geführt. Die Kugeln sind also in axialer Richtung gegenüber der Spindel feststehend angeordnet und können sich lediglich radial bewegen, abgesehen von einem vorgesehenen Bewegungsspiel der Kugeln in den Bohrungen, weil die Bohrungen einen deutlich größeren Durchmesser aufweisen als die Kugeln. Ferner sind bevorzugt die Spannfedern eine Hülse umgebend angeordnet und stützen sich einerseits an dem Ring, der sowohl Teil der Kugelkupplung als auch Wetäti gungsorgan der Kugelkupplung ist, und andererseits an einem Bund der Hülse ab.In preferred embodiments of the invention, the balls are the Coupling in radial bores of a non-positively or positively attached to the spindle Sleeve led. The balls are therefore fixed in the axial direction with respect to the spindle arranged and can only move radially, apart from one provided Movement play of the balls in the holes, because the holes are significantly larger Have diameters than the balls. Furthermore, the tension springs are preferably one Surrounding the sleeve and are supported on the one hand on the ring, the is both part of the ball coupling and wetäti supply organ of the ball coupling, and on the other hand from a collar of the sleeve.

Bei einer besonders einfach aufgebauten Ausführungsform der Erfindung ist die von den Spannfedern umgebene Hülse, die die Kugeln in radialen Bohrungen führende Hülse und die Hülse, an der der Querstift fixiert ist, dieselbe, einstückig hergestellte Hülse0 Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausfüh:rgsbeispiele im Zusammenhang mit den Ansprüche, Es zeigen im Längsschnitt: Fig0 1 eine erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung zum Befestigen an den Spindelstock einer Werkzeugmaschine in gelöster und gespannter Stellung, Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung für Werkzeugmaschinen mit beweglicher Pinole, bei der die Vorrichtung unmittelbar in die Spindel eingeschraubt wird, und Fig. 3 in stark vergrößert er Darstellung ein Detail der Kugelkupplung.In a particularly simple embodiment of the invention is the sleeve surrounded by the tension springs, which holds the balls in radial bores leading sleeve and the sleeve on which the transverse pin is fixed, the same, in one piece Manufactured sleeve0 Further details and embodiments of the present invention result from the following description of two shown in the drawing Ausfüh: rgsbeispiele in connection with the claims, It show in longitudinal section: Fig0 1 shows a quick change device according to the invention for attaching to the headstock a machine tool in a released and clamped position, FIG. 2 shows another according to the invention Device for machine tools with movable quill, in which the device is screwed directly into the spindle, and Fig. 3 in it greatly enlarged Representation of a detail of the ball coupling.

Eine Spindel 1 ist drehbar in einem nicht dargestellten Spindelkopf einer Werkzeugmaschine gelagert. Die Spindel weist einen von einer Stirnseite ausgehenden Aufnahmekonus 2 für einen konischen Schaft 6 eines Werkzeughalters 5 uf. Der Aufnahmekonus 2 gellt an seinem inneren, engen bunde in eine Bohrung 3 über, die anschließend in eine Längsbohrung 4 mit vermindertem Durchmesser übergeht. In den konischen Schaft 6 des Werkzeughalters 5 ist, an der dem Werkzeug gegerniberliegenden Stirnseite eine zentrale Sackbohrung 7 eingearbeitet, die mit einem Einschraubgewinde versehen ist, in das eine Spannhülse 8 Eingedreht i;t. In die Spannhülse 8 ist eine innere Ausdrehung 9 eingearbeitet, die eine Ringnut bildet. Von der freien Stirnseite her führt eine Kegelfläche 10 zu dem durch die Ringnut 9 begrenzten Raum.A spindle 1 is rotatable in a spindle head (not shown) stored in a machine tool. The spindle has one extending from an end face Receiving cone 2 for a conical shaft 6 of a tool holder 5 uf. The receiving cone 2 rings inside him, tight collar in a hole 3 over, which then merges into a longitudinal bore 4 with a reduced diameter. In is the conical shaft 6 of the tool holder 5, on the opposite of the tool Front side incorporated a central blind hole 7 with a screw-in thread is provided, into which a clamping sleeve 8 is screwed i; t. In the clamping sleeve 8 is a inner recess 9 incorporated, which forms an annular groove. From the free face a conical surface 10 leads to the space delimited by the annular groove 9.

Auf den bpindelkopf, in dem die Spindel 1 gelagert it, ist ein zylindreförmiges Gehäuse 11, das an seinen beiden otirnseiten mit je einem Flansch 12 bzw. 13 versehen ist, mit dem Flansch 12 flach anliegend, befestigt Die Zylinderachse des Gehäuses 11 fluchtet dabei mit der achse der Bohrungen 2, 3 und 4.On the spindle head in which the spindle 1 is mounted is a cylindrical one Housing 11, which is provided with a flange 12 and 13 on each of its two end faces is, with the flange 12 lying flat, attached to the cylinder axis of the housing 11 is aligned with the axis of holes 2, 3 and 4.

An dem Flansch 13 ist mittels Schrauben 14 ein Zylinder 15 befestigt, in dem ein mittels einer Dichtung 16 algeftichteter Kolben 17 in Achsrichtung geführt ist.A cylinder 15 is attached to the flange 13 by means of screws 14, in which a piston 17 sealed by means of a seal 16 is guided in the axial direction is.

Auf der der Spindel 1 abgowandten Seite ist der Lolben 17 mit einer zentralen, starr an ihm befestigten Kolbenstange 18 versehen, die durch eine Bohrung in einem den Zylinder 15 abschließenden Boden 19 mittels einer Dichtung 20 abgedichtet nach außen geführt ist.On the side facing away from the spindle 1, the piston 17 is provided with a central, rigidly attached to it piston rod 18 provided through a bore sealed in a bottom 19 closing off the cylinder 15 by means of a seal 20 is led to the outside.

Die Kolbenstange 18 ist längs durchbohrt und es ist in dieser Bohrung ein Schaltglied 21 in Gestalt eines Schaltventiles oder eines Schalters eingebaut, der durch Verschieben eines axial vorstehenden Stößels 22 schaitoar ist. ln den Kolben 17 ist an der der Spindel 1 zugewandten Seite ein Axialkugellager 23 eingebaut, das sich e tl-rc;eits gegen den Kolben 17 und andererseits gegen einen Ring 24 axial abstützt. Der Ring 24 liegt mit einer Stirnfläche an einer Stirnfläche einer Kupplungshülse 25 an, deren gegenüberliegendes Ende in eine an die Ilsngsbohrung 4 anschließende Bohrung 26 mit gegenüber der Längsbohrung 4 vergrößertem Durchmesser eingesetzt ist, Die Kupplungshülse 25 ist mit einem Bund 27 versehen, der an der Stirnfläche der Spindel 1 anliegt und dort befestigt, beispielsweise angeschraubt ist. An der der Spindel 1 abgewandten Seite des Bundes 27 liegt ein Paket Tellerfedern 28 an, die sich andererseits gegen einen Kupplungsring 29 abstützen, der die Kupplungshülse 25 in dem dem Kolben 17 zugewandten Bereich umgibt. Der Kupplungsring 29 ist relativ zur ivupplungshülse 25 axial verschiebbar. Er ist mit einer inneren Ausdrehung 30 versehen, die in einen in Richtung zu den Tellerfedern hin sich verjüngenden Innenkonus 31 übergeht. Der Innenkonus 31 schließt einen Kegelwinkel von etwa 30° ein, so daß die Oberfläche des Innenkonus 31 zur Längsachse einen Winkel von etwa 15° einschließt. Im Bereich der Ausdreh der Ausdrehung 30 ist die Kupplungshülse 25 mit einem Kranz entlang dem Umfang verteilter radialer Bohrungen 32 versehen in denen jeweils eine Kugel 33 mit gegenüber der radialen Bohrung 32 kleineren Durchmesser angeordnet ist. Der Durch1.lesser dazu kugeln 33 ist etwa so groß wie die Differenz zwischen Au.,endurchmesser und Innendurchmesser der Kupplungshülse 25, also etwa doppelt so groß wie die Wanddicke der Kupplungshülse 25.The piston rod 18 is pierced longitudinally and it is in this bore a switching element 21 in the form of a Switching valve or a switch installed, which is schaitoar by moving an axially protruding plunger 22. In the piston 17, on the side facing the spindle 1, there is an axial ball bearing 23 installed, the e tl-rc; already against the piston 17 and on the other hand against a Ring 24 is supported axially. The ring 24 has one end face on one end face a coupling sleeve 25, the opposite end of which in a to the Ilsngsbohrung 4 adjoining bore 26 with an enlarged diameter compared to the longitudinal bore 4 is inserted, the coupling sleeve 25 is provided with a collar 27 which is attached to the The end face of the spindle 1 rests and is fastened there, for example screwed on is. On the side of the collar 27 facing away from the spindle 1 there is a package of disc springs 28, which on the other hand are supported against a coupling ring 29, which the coupling sleeve 25 surrounds in the area facing the piston 17. The coupling ring 29 is relative to the coupling sleeve 25 axially displaceable. It is 30 with an inner recess provided in an inner cone tapering towards the disc springs 31 passes. The inner cone 31 includes a cone angle of about 30 °, so that the surface of the inner cone 31 encloses an angle of approximately 15 ° to the longitudinal axis. In the area where the recess 30 is turned out, the coupling sleeve 25 is provided with a ring along the circumference distributed radial bores 32 provided in each of which one Ball 33 is arranged with a smaller diameter than the radial bore 32 is. Of the Durch1.lesser to balls 33 is about the same size as the Difference between outer, end diameter and inner diameter of the coupling sleeve 25, that is, about twice as large as the wall thickness of the coupling sleeve 25.

In der Mupplungshülse 25 ist eine zweiteilige Zugstange axial verschiebbar geführt, die einen Bolzen 34 und eine daran starr befestigte Zughülse 35 umfaßt.A two-part pull rod is axially displaceable in the coupling sleeve 25 out, which comprises a bolt 34 and a pulling sleeve 35 rigidly attached thereto.

in dem den Bolzen 34 abgewandten Ende ist die Zughülse 35 längs geschlitzt, wodurch einzelne Spannbacken 36 Dilet sind, die nach außen weisende Vorsprünge 37 mit sich zum Werkzeughalter 5 hin verjüngender Kegelfläche 38 aufweisen. Die Querschnittsform der Vorsprünge 37 ist so gewählt, daß sie zumindest in dem dem Bolzen 34 zugewandten Bereich der entsprechenden Fläche der Ringnut 9 konturengleich ist. In einer Längsbohrung der Zughülse 35 ist ein Spreizstab 39 angeordnet, der relativ zu der Spindel 1 axial unverschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist an dem dem Bolzen 34 zugewandten Ende des Spreizstabes 39 ein querstift 40 vorgesehen, der sich durch zwei einander gegenüberliegende Laiiglöcher 41 hindurch erstreckt, die in die Zughülse 35 eingearbeitet sind. Mit seinen Enden steck der Querstift 40 in Radialbohrungen des in der Bohrung 26 befindlichen Bereiches der iCupplungshülse 25. Das freie, dem Werkzeughalter 5 zugewandte Ende des Spreizstabes 39 ist mit einer Konusfläche 42 versehen, der eine entsprechende Konus fläche 43 an der Innenseite der Spannbacken 36 gegenübersteht.in the end facing away from the bolt 34, the pulling sleeve 35 is slotted longitudinally, whereby individual clamping jaws 36 are dilet, the outwardly pointing projections 37 with a conical surface 38 tapering towards the tool holder 5. The cross-sectional shape the projections 37 is chosen so that they at least in the one facing the bolt 34 Area of the corresponding surface of the annular groove 9 is the same contour. In a longitudinal hole the tension sleeve 35 is a spreader rod 39 is arranged, which relative to the spindle 1 axially is immovable. For this purpose, the end facing the bolt 34 of the Spreader rod 39 a cross pin 40 is provided, which is through two opposite Laiiglöcher 41 extends therethrough, which are machined into the tension sleeve 35. With The ends of the transverse pin 40 are inserted into radial bores of the one located in the bore 26 Area of the coupling sleeve 25. The free end facing the tool holder 5 of the spreader rod 39 is provided with a conical surface 42, which has a corresponding Conical surface 43 on the inside of the clamping jaws 36 faces.

Wird die Zughülse 35 von Werkzeughalter 6 weggefahren, so werden die Spannbacken 36 nach außen gespreizt, sobald die Konusflächen 42 und 43 aneinander zur Anlage kommen. Bei der Weiterbewegung dringt das freie Ende des Spreizstabes 39 in den Bereich der Bohrung zwischen den Spannbacken 36 ein und hält diese formschlüssig nach außen gespannt0 In dieser Lage liegen die Vorsprünge 37 an der Ringnut 9 der Spann hülse 8 an.If the tension sleeve 35 is moved away from the tool holder 6, the Clamping jaws 36 spread outwards as soon as the conical surfaces 42 and 43 come together come to the plant. The free end of the spreader rod penetrates as the movement continues 39 into the area of the bore between the clamping jaws 36 and holds them in a form-fitting manner Tensioned outwards In this position, the projections 37 lie on the annular groove 9 of the Clamping sleeve 8.

Der mit der Zughülse 35 starr verbundene Bolzen 34 ist mit einer Außenringnut 44 versehen deren der Z@@hülse 35 abgewandte Flanke 45 als Kegelmantelfläche ausgebildet ist, die einen Kegelwinkel von etwa 90° einschließt. Die Flanke 45 schließt also einen Winkel von etwa 450 zur Achse ein. Die Tiefe der Ringnut 44 ist etwa gleich der Tiefe der husdrehung 30 und etwa gleich der Wanddicke der Kupplungshülse 25.The bolt 34 rigidly connected to the tension sleeve 35 has an outer ring groove 44 are provided whose flank 45 facing away from the Z @@ sleeve 35 is designed as a conical surface which includes a cone angle of about 90 °. The flank 45 thus closes an angle of about 450 to the axis. The depth of the annular groove 44 is approximately the same the depth of the rotation 30 and approximately equal to the wall thickness of the coupling sleeve 25.

In dem Ring 24 bzw. der Längsbohrung der Kolbenstange 18 ist ein Schaltstift 46 axial verschiebbar geführt.In the ring 24 or the longitudinal bore of the piston rod 18 is a switching pin 46 axially displaceably guided.

Zum usspannen eines Werkzeuges wird durch eine Anschlußbohrung 47 Vruckmedium in den Zylinder 15 eingefüllt, wodurch der Kolben 17 über das Axialkugel lager 23 und den Ring 24 den Kupplungsrimg 29 axial verschiebt, wodurch die zuvor unter der Wirkung der Tellerfedern 28 zwische dem Innenkonus 31 und der Flanke 45 eingeklemmten Kugeln 33 frei werden und in die Ausdrehung 30 eintreten können, Sobald sich die LXusdrehung 30 in der Ebene der Ringnut 44 befindet, trifft der Ring 24 auf die Stirnseite des Bolzens 34 auf und verschiebt diesen in Richtung auf die Spindel 1, wobei die Kugeln 33 radial nach außen gedrückt werden in die >usdrehung 30. Gleichzeitig wird über die Zughülse 35 und die Spannilülse 8 der Werkzeughalter 5 nach außen bewegt, wodurch sich der konische Schaft 6 von der Ob-fläshe des Aufnahmekonus 2 löst0 In der Endstellung, die in der einen Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist, sind die Spannbacken 36 frei, da der Spreizstab 39 außer Eingriff kommt und es können die Vorsprünge 37 axial aus der Spannhülse 8 austreten.To unclamp a tool, a connection hole 47 Vruckmedium filled into the cylinder 15, whereby the piston 17 over the axial ball bearing 23 and the ring 24, the coupling rim 29 moves axially, whereby the previously under the action of Disc springs 28 between the inner cone 31 and the flank 45 trapped balls 33 are released and enter the recess 30 can, as soon as the LXus turn 30 is located in the plane of the annular groove 44, meets the ring 24 on the face of the bolt 34 and moves it in the direction onto the spindle 1, the balls 33 being pressed radially outwards into the > Turn 30. At the same time, via the tension sleeve 35 and the clamping sleeve 8, the Tool holder 5 moved outwards, whereby the conical shaft 6 from the Ob-Fläshe of the receiving cone 2 loosens in the end position, which is in one half of FIG is shown, the clamping jaws 36 are free because the spreader rod 39 is disengaged comes and the projections 37 can exit axially from the clamping sleeve 8.

Es kann dann der Werkzeughalter 5 mit dem Werkzeug entnommen werden.The tool holder 5 can then be removed with the tool.

Anschließend wird ein neuer Werkzeughalter eingesetzt und es wird der konische Schaft 6 in den Aufnahmekonus 2 eingeführt, wobei die Spannbacken 36 mit ihren Vorsprüngen 37 in die Ebene der Ringnut 9 gelangen. Durch Anlage der freien Stirnfläche der Spannbacken 36 an einer Schulterfläche der Aus drehung 9 wird die Zughülse 35 in Richtung auf den Kolben 17 verschoben, wobei das freie Ende des Spreizstabes 39 in den Bereich zwischen den Spannbacken 36 eindringt und diese nach außen spreizt. Ehe der konische Schaft 6 an dem Aufnahmekonus 2 satt zur Anlage kommt befindet sich die l'inF,nut 44 wieder etwa in der Ebene der Ausdrehung 30, worauf bei Abschalten des Drucks des Durckmediums die Tellerfedern 28 den Kupplungs ring 29 in Itlchtung auf den Z @inder 15 bewegen, wodurch die Kugeln 33 durch Anlage an dem Innenkonus 31 radial nach innen bewegt werden, bis sie an der Flanke 45 anliegen. In dieser Endlage der Zugstange 3IL, 35 liest die Stirnflache des Bolzens 34 an den Schaltstift 46 an und bewegt diesen gegen den Stößel 22 des Schaltgl. des 21, das dadurch betätigt wird, Der Schaltstift 46 kann so bemessen sein, daß er das Schaltglied 21 dann schalt, wenn sich die Flanke 45 etwa im Bereich der Ausdrehung 30 befindet, Dabei schaltet das Schaltglied 21 die Drucknittelzufuhr zur Anschlußbohrung 47 ab, worauf selbsttätig die Kugelkupplung eingekuppelt und der Spannvorgang durch die Tellerfedern 28 beendet wird, wobei der konische Schaft 6 satt an dem Aufnahnekonus 2 zur Anlage kommt, Es kann nber auch die Länge des Schaltstiftes 46 so bemessen sein, daß das Schaltglied 21 erst bei Erreichen dieser Endstellung geschaltet wlr, Das Schaltglied 21 dient dann dazu, das Erreichen der Spannendlage zu signalisieren und/oder dazu, eine Sperrung des Spindelantriebes aufzuheben.Then a new tool holder is inserted and it is the conical shaft 6 is inserted into the receiving cone 2, the clamping jaws 36 get with their projections 37 in the plane of the annular groove 9. By planting the free End face of the clamping jaws 36 on a shoulder surface of the rotation 9 is the Pulling sleeve 35 moved in the direction of the piston 17, the free end of the spreader rod 39 penetrates into the area between the clamping jaws 36 and spreads them outwards. Before the conical shaft 6 comes to rest on the receiving cone 2 the l'inF, nut 44 is again approximately in the plane of the recess 30, whereupon it is switched off the pressure of the Durckmediums the disc springs 28 the clutch ring 29 move in the direction of the cylinder 15, whereby the balls 33 by contact be moved radially inward on the inner cone 31 until they rest against the flank 45. In this end position of the pull rod 3IL, 35 reads the face of the bolt 34 the switching pin 46 and moves it against the plunger 22 of the Schaltgl. of the 21st which is thereby actuated, the switching pin 46 can be dimensioned so that he the Switching element 21 switches when the flank 45 is approximately in the area of the recess 30 is, the switching element 21 switches the pressure medium supply to the connection hole 47, whereupon the ball coupling is automatically engaged and the clamping process is carried out the disc springs 28 is terminated, with the conical shaft 6 snug against the receiving cone 2 comes to rest, the length of the switching pin 46 can also be dimensioned in this way be that the switching element 21 is only switched when this end position is reached, The switching element 21 then serves to signal that the clamping end position has been reached and / or to unlock the spindle drive.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die gegenüber Fig. 1 unverändert gebliebenen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Ein-ander in ihrer Funktion entsprechende, jedoch anders gestaltete Teile sind mit einem um eine vorgesetzte 1 veränderten Bezugszeichen versehen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, die @@r Werkzeugmaschinen mit axial bewe.,licher pinole vorgesehen ist, ist die ganze Anordnung unmittelbar auf die nicht dargestellte Spindel morltiert. Dazu ist die I.upplungshiilse 125 mit einen Gewindeansatz versehen, der in eine Gewirdeborung der Spindel eingedreht wird, bis die Spindelstirnfläche an einem Bund 51 der Kupplungshülse 125 zur anlage kommt. Die Anordnung ist von einem zylindrischen Gehäuse 111 umschlossen, das an seiner der Spindel zugewandten Stirnfläche mit einen aufgeschraubten Deckel 52 abgeschlossen ist.In the embodiment shown in Fig. 2 are opposite Fig. 1, parts that have remained unchanged are provided with the same reference numerals. One another Corresponding in their function, but differently designed parts are with a around a prefixed 1 changed reference numerals. In the case of the one shown in FIG Embodiment, the @@ r machine tools with axially moveable, licher quill is the whole arrangement morltiert directly on the spindle, not shown. Is to the I.upplungshiilse 125 is provided with a thread extension that is inserted into a tissue borehole the spindle is screwed in until the spindle face on a collar 51 of the coupling sleeve 125 comes to the plant. The arrangement is enclosed by a cylindrical housing 111, that on its end face facing the spindle with a screwed-on cover 52 is complete.

An dem Deckel 52 stützt sich ein Axialkugellager 53 ab, das andererseits an einem Bund 127 der Kupplungshülse 125 anliegt. An der gegenüberliegenden Seite des Bundes 127 liegen die Tellerfedern 28 an.An axial ball bearing 53 is supported on the cover 52, which on the other hand abuts against a collar 127 of the coupling sleeve 125. On the opposite side of the federal 127 the disc springs 28 are on.

In dem zylindrischen Gehäuse 111 ist ein Ring-Stufenkolben 54 geführt, der mit einer Stirnfläche 55 an den Kupplungsring 129 anliegt. Die Druckmittelzufuhr erfolgt über eine Anschlußbohrung 147 an der dem Deckel 52 abgewandten Stirnseite. Der Druck des Druckmediums wirkt dabei auf eine Ringfläche des Stufenkolbens 54, der durch eine die Tellerfedern 28 umgebende Schraubendruckfeder 56 bei fehlendem Druckmedium in seiner einen Endlage gehalten ist, in der die Schulter 55 nicht an dem Kupplungsring 129 anliegt. Die Schraubendruckfeder stützt sich hierzu mit ihrem anderen Ende an dem Deckel 52 radial außerhalb des Axialkugellagers 53 ab. An der dem Band 51 abgewandten Stirnfläche der Kupplungshülse 125 liegt ein Stützring 57 an, der über ein Axialkugellager 58 gegen den dem Deckel 52 gegenüberliegenden Boden des Gehäuses 141 abtestützt ist. Dieser Boden ist zentral durchbohrt und es ist durch diese Bohrung ein Schaltstiftfortsatz 146 nach außen geführt, der an der tirnfläche des Bolzens 34 befestigt ist, Die lfirlrlingsweise der Anordnung ist ebenso wie die der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.An annular stepped piston 54 is guided in the cylindrical housing 111, which rests against the coupling ring 129 with an end face 55. The pressure medium supply takes place via a connection bore 147 on the end face facing away from the cover 52. The pressure of the pressure medium acts on an annular surface of the stepped piston 54, by a helical compression spring 56 surrounding the disc springs 28 when there is no Print medium is held in its one end position in which the shoulder 55 is not at the coupling ring 129 rests. The helical compression spring is based on this with her the other end on the cover 52 radially outside of the axial ball bearing 53. At the the end face of the coupling sleeve 125 facing away from the band 51 lies a Support ring 57 on, which via an axial ball bearing 58 against the opposite of the cover 52 Bottom of the housing 141 is supported. This bottom is centrally pierced and it a switch pin extension 146 is passed through this hole to the outside, which is attached to the front surface of the bolt 34 is attached, the lfirlrlingsweise the arrangement is just like that of the device shown in FIG.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, daß das'Werkzeug oder der Werkzeughalter einen konischen Schaft aufweisen. Vielmehr ist es auch möglich, bei entsprechender Ausbildung der Spindel 1, auch Werkzeuge und Werkzeughalter zu verwenden, die einen zylindrischen Schaft und eine an diesem Schaft radial nach außen anschließende plane Ringfläche aufweisen. Derartige Werkzeuge und Werkzeughalter mit zylindrischem Schaft und zusätzlicher, ringförmiger Planfläche können auch bei Spindeln mit Innenkonus verwendet werden, wenn ein entsprechendes Zwischenstück eingesetzt wird, das beispielsweise als zentriert an der Spindel befestigter Ring mit einer zylindrischen Paß-Bohrung und einer stirnseitig daran anschließenden Planfläche ausgebildet sein kann. Die Spannzange kann dabei dem Spindelkonus entsprechend sich zum Werkzeug hin erweitern. Statt mit einer Konusfläche 42 ist der Spreizstab an seinem vorderen Ende mit einem der Innenform der Spannzange angepaßten Ansatz versehen. Das Spannprinzip und die erfindungswesentlichen Teile der Spannvorrichtung bleiben davon unberührt.It is understood that the invention is not limited to the illustrated and described embodiments is limited. For example, it is not necessary that the tool or the tool holder have a conical shaft. Much more it is also possible, with a corresponding design of the spindle 1, also tools and to use tool holders that have a cylindrical shaft and one on this Shank have radially outward adjoining planar annular surface. Such tools and tool holder with cylindrical shank and additional, annular flat surface can also be used with spindles with an inner cone, if a corresponding one Intermediate piece is used, which is fastened, for example, as centered on the spindle Ring with a cylindrical fitting bore and an adjoining one on the face Can be formed flat surface. The collet can correspond to the spindle cone expand towards the tool. Instead of having a conical surface 42, the spreader bar is at its front end with an approach adapted to the inner shape of the collet Mistake. The clamping principle and the parts of the clamping device that are essential to the invention remain unaffected.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Kugelkupplung sind die radialen Bohrungen 32 in dem den Teller£eern 28 abgewandten Bereich mit einer Anschrägung 48 v sehen. Der Innenkonus 31 des Kupplungsringes 29 ist dabei absetzt und weist einen Konus 31' auf, der den erwähsten Winkel von etwa 150 zur Längsachse der Anordnung @inschließt. Bei der in Fig. 3 dargstellten Modifizierung schließt an den Innenkonus 31' ein weiterer, sich bis zum Grund der Ausdrehung 30 erstreckender Innenkonus 31" an, der einen Konuswinkel von etwa 90° und damit einen Winkel von etwa 450 zur Längs achse aufweist. Die Anschrägung 48 schLießt einen Winkel von etwa 600 zur Längsachse der Anordnung ein, so daß die Flächen der Anschrägung 48 und des Innenkonus 31" miteinander einen Winkel von etwa 150 einschließen, der gemäß der nachfolgenden Schilderung auch etwas größer oder kleiner sein kann.In the embodiment of the ball coupling shown in FIG. 3 are the radial bores 32 in the area facing away from the plate £ eern 28 see a bevel 48 v. The inner cone 31 of the coupling ring 29 is included settles and has a cone 31 ', the aforementioned angle of about 150 to The longitudinal axis of the arrangement @ includes. In the modification shown in FIG a further one adjoins the inner cone 31 ′, extending to the bottom of the recess 30 extending inner cone 31 ″, which has a cone angle of about 90 ° and thus a Has an angle of about 450 to the longitudinal axis. The bevel 48 closes one Angle of about 600 to the longitudinal axis of the arrangement, so that the surfaces of the bevel 48 and the inner cone 31 "with each other enclose an angle of about 150, the can also be slightly larger or smaller according to the following description.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung der Kugelkupplung eignet sich besonders dann, wenn, beispielsweise aus Raummangel bei nachträglichem Einbau oder auch aus Kostengründen, kein Schaltglied 21 vorhanden ist.The embodiment of the ball coupling shown in Fig. 3 is suitable especially if, for example, due to a lack of space with subsequent installation or also for reasons of cost, no switching element 21 is present.

In diesen Fällen muß beim Werkzeugwechsel das Lösen der Kigelkupplung durch Spannen der Tellerfedern 28 manuell ausgelöst oder vorgenommen werden. Eine manuelle Auslösung bedeutet, daß ein der Anschlußbohrung 47 für Druckmedium vorgeschaltetes Ventil oder Magnetventil manuell betätigt wird. Dabei muß entweder ein Ventil mit Selbsthaltung verwendet werden oder es muß das Ventil manuell ständig in geöffneter Lage gehalten werden, um die Tellerfedern 28 zu spannen.In these cases, the Kigel coupling must be released when changing tools manually triggered or made by tensioning the disc springs 28. One manual release means that a connection hole 47 for pressure medium is connected upstream Valve or solenoid valve is operated manually. Either a valve must be used with Self-holding can be used or the valve must be kept open manually Position are held in order to tension the disc springs 28.

Wird nämlich der Druck von dem Kolben 17 genommen, dann pressen d;in Tellerfedern über den Innenkonus 31 (mit der Neigung gemäß der Fläche 31') die Kugeln 33 so fest gegen den Bolzen 34, daß dieser zum Festziehen eines Werkzeuges nicht in axialer Richtung soweit bewegt werden kann, daß die Kugeln 33 in die PLIngnut 44 einfallen. Dasselbe gilt auch dann, wenn statt einer pneumat- chen oder hydraulischen Betätigung eine mechanische Betätigung vorgesehen ist, beispielsweise über einen Exzenter oder den Pinolenvorschub. Der Benutzer ist in diesem Fall gezwungen, zum Einsetzen des Werkzeuges die mechanische Vorspannung aufrecht zu erhalten, um den Bolzen 34 in axialer Richtung verschieben zu können, der bei auf den Eupplungsring 29 wirkenden Tellerfedern 28 durch die Eugeln 33 festgeklemmt ist.If the pressure is released from the piston 17, then d; in Disc springs over the inner cone 31 (with the inclination according to the surface 31 ') the balls 33 so tightly against the bolt 34 that it cannot be used to tighten a tool can be moved in the axial direction so far that the balls 33 in the PLIngnut 44 come up. The same also applies if instead of a pneumatic or hydraulic one Actuation a mechanical actuation is provided, for example via a Eccentric or the quill feed. In this case, the user is forced to go to Inserting the tool to maintain the mechanical preload in order to achieve the To be able to move the bolt 34 in the axial direction, when on the Eupplungsring 29 acting disc springs 28 is clamped by the balls 33.

Ist jedoch zusätzlich die Anschrägung 48 vorgesehen und nicht der Innenkonus 31 in den einen stumpferen Konuswinkel aufweisenden Konus 31" über, so beträgt bei einem resultierenden Winkel von ca. 15 zwischen den Flächen 48 und 31' die von den Kugeln 33 auf den Bolzen 34 übertragene Kraft auch dann nur einige N, wenn die Tellerfedern 28 ihre volle Kraft auf den Kupplungsring 29 und damit auf die Kugeln 33 übertragen. Durch Wahl des Winkels zwischen rien Flächen 48 und 31' kann, diese resultierende Kraft in gewünschter Weise eingestellt werden. Der Innenkonus 31" sowie die Anschrägung 48 wirken sich-nur bei der in Fig. 3 dargestellte, ausgeückten Lage der Kugelkupplung aus, weil bei gespanntem Werkzeug die tCugeln 33 in die Ringnut 44 eingefallen sind und dann allein der Innenkonus 31' und die Fläche 45 für die von den Tellerfedern 28 über den Kupplungsring 29 und die Kugeln 33 auf den Bolzen 34 übertragene Kraft maßgebend sindHowever, if the bevel 48 is also provided and not the Inner cone 31 into the cone 31 ″, which has a more obtuse cone angle, see above is at a resulting angle of approx. 15 between the surfaces 48 and 31 ' the force transmitted from the balls 33 to the bolt 34 then only a few N, when the disc springs 28 apply their full force to the clutch ring 29 and thus transferred to the balls 33. By choosing the angle between rien surfaces 48 and 31 ', this resulting force can be adjusted as desired. The inner cone 31 ″ and the bevel 48 only have an effect in the case of the one shown in FIG. disengaged position of the ball coupling, because when the tool is clamped the tBalls 33 have fallen into the annular groove 44 and then only the inner cone 31 'and the Area 45 for the disc springs 28 via the coupling ring 29 and the balls 33 on the bolt 34 transmitted force are decisive

Claims

PatentansI) riche 1. quick change device for one with a Conical mounting hole provided hollow spindle of a machine tool, in particular a milling machine, for the quick release and tensioning of a conical shaft Tools or tool holders that have an annular groove at the end facing away from the tool have, in the radially movable projections of one on a longitudinally displaceable in the spindle Drawbar attached tensioning element releasably engage, under the action of Tension springs acting on the drawbar push the conical shaft into the spindle cone pulls and can be released by compressing the tension springs by means of a force link is, characterized in that in the power flow between tension springs (23) and Clamping element (36) a releasable coupling (29, 30, 33, 4, 44) is arranged.

2. Quick change device according to claim 1, characterized in that that a group of radially movable balls (33) is provided as a releasable coupling is, which in the coupled position of a ting (Z9j with inner cone (31) through the tension springs (28) radially inwards into a groove (44) of the pull rod (34, 35) are pressed.

3. Quick change device according to claim 2, characterized in that that the Nwu1 (44) of the tie rod (34, 35) one of the inner cone (31) of the ring (29) has opposite conical flank (45), and that the cone angle deer conical @ n Flank (45) is larger than the cone angle of the inner cone (31) of the ring (29).

4. Quick change device according to claim 3, characterized in that that the fierrel angle of the groove flank (45) about 800 to 1000 and the cone angle of the Inner cone (31 of the ring (29) is about 200 to 400.

50 quick change device according to one of the preceding claims, characterized in that the force member (15, 17) after releasing the coupling (29, 33, 34) comes to rest against a stop (25).

6. Quick change device according to claim 3, characterized in that that the position of the stop is chosen so that the force member (15, 17) before contact the stop (25) with the coupling already released on the face of the Pull rod (34) comes to rest and this comes to rest on the stop so far moves that the conical shaft (6) of the tool holder (5) from the hoisting cone (2) the spindle (1) has loosened.

7. Quick change device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that a switching element (21) is provided, which can be actuated after the engagement of the ball coupling shortly before reaching the clamping end position is.

8. Quick change device according to one of the preceding claims, characterized in that the 3 tie rods (34, 35) are designed as a sleeve (35) is that the projections (37) of the clamping element provided at the end of the sleeve (35) (36) imagine radially outwards, and that eiii more fixed than the spindle (1) Spreader bar (39) annte the protruding rings (37) during the movement of the clamping element in the gesl) Position pushes outwards.

9. Quick change device according to claim 8, characterized in that that the spreader bar (39) by means of a transverse pin (40), the elongated holes (41j the Pull rod (35) penetrates, @ opposite to the spindle (1) is axially held.

10. Quick change device according to claim 9, characterized in that that the transverse pin (40) in a non-positively or positively attached to the spindle (1) Sleeve (25) is fixed.

110 quick change device according to one of the preceding claims, characterized in that the balls (33) of the coupling in radial bores (32) one on the spindle (1) non-positively or positively attached sleeve (25) out are.

12. Quick change device according to one of the preceding claims, characterized in that the tension springs (28) surround a sleeve (25) arranged are and on the one hand on the coupling ring (29) and on the other hand on a collar (27) of the sleeve (25).

13. Quick change device according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the tension springs (28) are uneven Sleeve that guides the balls (33) in radial bores (32) and the sleeve, on which the transverse pin (40) is fixed, is the same, one-piece sleeve (25).

14. Quick change device according to one of the preceding claims, characterized in that the radial bores (32) with eii. Bevel (48) are provided on the side facing away from the Tellerfederii (28), and in which the Disc springs (28) facing away from the inner cone (31) in a conical ring (31 ") with a more obtuse cone angle, whereby the surface of the inner cone (31 ") and the surface of the bevel (48) forms an acute angle between about 100 and 200 include each other, which opens in the direction of the bolt (34).