DE3405368C2 - - Google Patents
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- DE3405368C2 DE3405368C2 DE19843405368 DE3405368A DE3405368C2 DE 3405368 C2 DE3405368 C2 DE 3405368C2 DE 19843405368 DE19843405368 DE 19843405368 DE 3405368 A DE3405368 A DE 3405368A DE 3405368 C2 DE3405368 C2 DE 3405368C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
- B23B31/26—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
- B23B31/261—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
- B23B31/265—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of collets
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist eine Schnellwechselvorrichtung der genannten Gattung
zum raschen Lösen und Spannen von mit einem konischen
Schaft in die konische Aufnahme einer Werkzeugmaschinen
spindel einsetzbaren Werkzeugen oder Werkzeughaltern
bekannt (DE-PS 25 45 713), die eine Spannfeder in Form
eines die Spindel umgebenden Tellerfederpakets enthält.
Dieses wirkt auf einen als Kupplungsring bezeichneten
Teil, der als axial verschiebbbarer Sperrkörper einer
mit Kugeln arbeitenden Verriegelungseinrichtung angespro
chen werden kann und eine Kegelflächenanordnung als Ab
stützung für die Kugeln im Spannzustand der Vorrichtung
aufweist. Der Kupplungsring sitzt außen auf einer mit
der Spindel fest verbundenen Kupplungshülse. Die Kugeln
sind in radialen Bohrungen der mit der Spindel verbundenen
Kupplungshülse gehalten und bleiben bei jedem Zustand
der Vorrichtung in diesen Bohrungen.
Es ist eine Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen in der Ar
beitsspindel einer Drehmaschine bekannt (DE-GM 80 14 064),
die einen unter der Kraft von Spannfedern stehenden Spannkol
ben und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die den
Spannkolben in der Spannstellung sichert. Der Spannkolben ist
mit einem Übertragungsorgan verbunden, durch dessen Axialver
schiebung die Teile der eigentlichen Spanneinrichtung aus
einer Spannposition in eine Löseposition und umgekehrt über
führbar sind. Die Verriegelungseinrichtung enthält in Aus
nehmungen eines büchsenartigen Käfigs radial geführte Kugeln
als Verriegelungsglieder, die sich in der Verriegelungsposi
tion in eine Ringnut des Spannkolbens einfügen und durch ei
nen den Spannkolben und den Käfig übergreifenden, in einem
Gehäuseteil verschiebbaren Hutkolben gehalten werden. Letzte
rer steht unter der Kraftwirkung von Verriegelungsfedern, die
jeweils mit einem Ende an der rückwärtigen Stirnseite des Hut
kolbens anliegen und sich mit dem anderen Ende an einem Ge
häusekopf abstützen. Ihre Kraftrichtung ist der der Spann
feder entgegengesetzt. Außerdem ist der Hutkolben innensei
tig mit einer sich in Kraftrichtung dieser Verriegelungsfe
dern und damit in Richtung auf das Werkzeug hin erweiternden
konischen Anlagefläche für die Kugeln versehen. Der Neigungs
winkel dieser Anlagefläche gegenüber der Kegelachse ist klei
ner als der Grenzwinkel für Gleitreibung zwischen dem Hutkol
ben und den Kugeln. Die Betätigung der Vorrichtung erfolgt
mit Druckmedium, das in einen innerhalb der Vorrichtung zwi
schen dem Spannkolben und dem Hutkolben liegenden Zylinder
raum geleitet wird.
Zum Lösen eines gespannten Werkzeuges muß zuerst die Verrie
gelung aufgehoben werden. Dazu wird der Hutkolben unter der
Einwirkung eines Druckmediums entgegen der Kraft der Verrie
gelungsfedern verschoben, d.h. in Richtung vom Werkzeug weg
nach rückwärts. Dadurch gelangt eine Ausdrehung im Hutkolben
in den Bereich der noch in der Ringnut des Spannkolbens lie
genden Kugeln, so daß sich diese radial nach außen bewegen
können. Der hierdurch freigegebene Spannkolben kann nun unter
der Wirkung des Druckmediums gegen die Kraft der Spannfedern
vorgeschoben werden, wobei das mit dem Spannkolben bewegte
Übertragungsorgan die an dem hinteren Spannansatz des Werk
zeuges angreifenden Teile der Spanneinrichtung in die Löse
position überführt.
Bei einer solchen Vorrichtung sind die das Werkzeug spannen
den Teile in der Spannposition verriegelt, so daß das Werk
zeug nicht durch äußere Kräfte aus seiner Aufnahme in der
Spindel herausgezogen werden kann, wie es sonst ohne Verrie
gelung bei Überwindung der Kraft der Spannfedern möglich ist.
Zum Herstellen und Lösen der Verriegelung sind bei der ge
nannten Vorrichtung jedoch verschiedene Teile erforderlich,
die jeweils in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden
müssen. Die Druckmittelbetätigung ist dabei unmittelbar
innerer Bestandteil der Vorrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die zum Lösen der Verriegelung
und zum Aufheben der Spannung eines Werkzeuges oder eines
anderen in der Aufnahme einer Spindel zu haltenden Teiles
bzw. zum Herbeiführen der Spannung und zum Bewirken der Ver
riegelung jeweils nur eine Bewegung in einer einzigen Rich
tung benötigt, die dabei einfach im Aufbau, betriebssicher
und vielseitig anwendbar ist und bei der im Hinblick auf
die Betätigung verschiedenartige Möglichkeiten bestehen.
Die Erfindung strebt insbesondere auch eine solche Ausbil
dung der Vorrichtung an, daß sie für besondere Anwendungs
fälle geeignet ist, namentlich für spezielle Spindeln bzw.
Spindeln von verhältnismäßig geringer Länge. In solchen
Fällen war es bisher schwierig, geeignete Spannvorrichtungen
unterzubringen, erst recht wenn dabei noch eine Sicherung
gegen Lösen des Werkzeuges unter der Einwirkung äußerer Kräf
te gegeben sein sollte. Die Vorrichtung soll ferner nach
Möglichkeit auch so ausgebildet sein, daß vom hinteren Ende
der Vorrichtung bzw. einer dieselbe enthaltenden Arbeitsspin
del bis zur Aufnahme des Werkzeuges ein Durchgang vorgesehen
sein kann, insbesondere als Durchlaß für ein Kühlmittel od.
dgl. Mit alledem zusammenhängende weitere Probleme, mit denen
sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen
Erläuterung der aufgezeigten Lösung.
Die Erfindung sieht bei einer Spannvorrichtung der eingangs
genannten Art die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angege
benen Merkmale vor.
Eine derartige Vorrichtung bildet ein in sich abgeschlos
senes System, das keiner zusätzlichen Abstützung bedarf.
Die Vorrichtung ist somit für die verschiedensten Anwen
dungs- und Einbaufälle in besonderem Maße geeignet. Weil
sie einfach ausgebildet ist und wenig Platz beansprucht,
können auch kurze Spindeln mit einer verriegelbaren Spann
vorrichtung ausgestattet werden, was bisher nicht ohne
weiteres möglich war. Die Betätigung der Vorrichtung,
d.h. die Erzeugung der erforderlichen Bewegung, kann auf
verschiedene Weise geschehen. Die Vorrichtung ist deshalb
vielseitig anwendbar, und zwar mit besonderem Vorteil
bei Vorsatzspindeln, Spindeln von Winkelköpfen u.dgl. Die
Vorrichtung bietet eine große Kraftübersetzung bei gün
stiger Verriegel- und Entriegelbarkeit und somit eine
hohe Sicherheit, so daß es im Spannzustand nicht möglich
ist, das in der Aufnahme der Spindel gehaltene Werkzeug
durch äußere Kräfte herauszuziehen. Dabei hat die Vorrich
tung den wesentlichen Vorteil, daß zu ihrer Betätigung,
d.h. zum Aufheben der Verriegelung, zum Lösen der Spann
einrichtung und ggfs. zum Ausstoßen des Werkzeuges nur
eine einzige Bewegung in einer einzigen Richtung erforder
lich ist, ebenso wie umgekehrt auch zum Herbeiführen der
Spannung des Werkzeuges und zum Bewirken der Verriegelung
eine Bewegung in einer Richtung genügt. Besonders günstig
ist es auch, daß der Innenraum völlig freigehalten ist,
so daß dort Kühlmittelwege oder andere für den jeweiligen
Bedarfsfall benötigte Elemente ungehindert untergebracht
werden können.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungs
beispielen und aus der zugehörigen Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausge
stattete Arbeitsspindel als koaxial vor einer
Hauptspindel angeordnete Vorsatzspindel, weit
gehend im Schnitt,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1
mit gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehter Spindel,
Fig. 3 eine andere mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestattete Arbeitsspindel in Winkelanordnung
vor einer Hauptspindel, teils im Schnitt,
Fig. 4 und 5 eine der Ausführung nach Fig. 1 vergleich
bare Arbeitsspindel, weitgehend im Schnitt, wobei
in Fig. 4 die Spannposition und in Fig. 5 die
Löseposition der Spannvorrichtung wiedergegeben ist,
Fig. 6 eine Schnittansicht in Richtung des Pfeiles VI
in Fig. 4,
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Muffe in Draufsicht.
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8,
Fig. 10 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 9,
Fig. 11 und 12 einen Schnitt durch eine weitere Ausführung
in größerem Maßstab, wobei eine Kühlmittelzuführung
in Fig. 11 getrennt und in Fig. 12 in Funktion dar
gestellt ist, und
Fig. 13 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XIII in Fig. 11.
In den Fig. 1 und 2 ist mit der Ziffer 1 insgesamt ein Vor
satzaggregat bezeichnet, das mittels nicht gezeigter Schrau
benbolzen abnehmbar an der Vorderseite des nur in seiner
Frontpartie wiedergegebenen Spindelkastens 2 eines Horizontal-
Bohr- und Fräswerkes bzw. eines NC-Bearbeitungszentrums ange
bracht ist. In dem Spindelkasten 2 ist in bekannter Weise ei
ne Frässpindel 4 und in dieser eine relativ zur Frässpindel
axial verstellbare Bohrspindel 3 gelagert. Die letztere hat
eine kegelige Aufnahme 5 für ein mit einem entsprechenden
Kegel 6 versehenes Werkzeug oder einen Einsatz 7, wie er in
Fig. 1 gezeigt ist. Dieser Einsatz weist einen Flansch 8
mit Ringnut 9 zum Erfassen durch den Greifer eines Werkzeug
wechselsystems auf und ist wie ein Werkzeug handhabbar. Ein
an der Bohrspindel 3 befestigter Mitnehmerstein 10 greift in
bekannter Weise in eine Ausnehmung des Flansches 8 ein. Es
können auch zwei solcher Mitnehmer vorhanden sein. Stirnsei
tig weist der Einsatz 7 eine Betätigungsfläche 11 auf, die
eine Kreisfläche oder auch eine Ringfläche sein kann.
In dem Gehäuse 12 des Vorsatzaggregats 1 ist ein Getriebe 14
untergebracht, mittels dessen eine Arbeitsspindel 13 als Vor
satzspindel von einer Drehung der Frässpindel 4 her angetrie
ben werden kann, und zwar mit erhöhter Drehzahl gegenüber der
Drehzahl der Frässpindel. Der Antrieb geht dabei über einen
an der Frässpindel befestigten Mitnehmerstein 15, der in eine
Ausnehmung eines Nabenteiles 16 eingreift, von dem letzteren
über ein mit ihm fest verbundenes Zahnrad 17 auf ein Zahn
rad 18, das auf einer Welle 19 sitzt, auf der sich ein weite
res Zahnrad 20 befindet, und von diesem auf einen Zahnkranz 21,
der über einen Nutenstein 22 od.dgl. drehfest mit der Vorsatz
spindel 13 verbunden ist. Die einzelnen Teile sind in Wälz
lagern gelagert, wie Fig. 1 erkennen läßt. Die Übersetzung
ins Schnelle ist bei einer vorteilhaften Ausführung i=1 : 4.
In Fig. 1 ist strichpunktiert ein Justierbolzen 25 eingezeich
net, der vorübergehend in eine Querbohrung 16 a des Naben
teiles 16 eingeführt werden kann, wenn das Vorsatzaggregat 1
am Spindelkasten 2 montiert wird, um eine richtige Winkelzu
ordnung zu der Frässpindel 4 zu gewährleisten, die durch sog.
Punktstillsetzung eine bestimmte Winkellage erhält.
Die Vorsatzspindel 13 weist am vorderen Ende ebenso wie die
Bohrspindel 3 eine kegelige Aufnahme 5 für den Kegel 6 ei
nes Werkzeuges W auf, das in Fig. 1 nur zum Teil wiedergege
ben ist. Auch hier ist wiederum ein Flansch 8 mit Nut 9 für
den Greifer eines Wechselsystems und eine Ausnehmung für ei
nen an der Vorsatzspindel 13 befindlichen Mitnehmerstein 24
vorhanden.
Die Spannvorrichtung für das Werkzeug W liegt im Inneren
der Vorsatzspindel 13 und wird weiter unten noch im einzel
nen erläutert, ebenso wie die Teile 34 a, 47, 79, die der
Betätigungsfläche 11 des Einsatzes 7 gegenüberliegen.
Fig. 3 zeigt eine Arbeitsspindel 23, die in dem Gehäuse 26
eines Vorbaukopfes 27 im rechten Winkel zur Achse einer
Bohrspindel 3 angeordnet ist, die in einem Spindelstock
od.dgl. eines Bearbeitungszentrums, eines Bohr- und Fräswerkes
oder einer ähnlichen Werkzeugmaschine gelagert ist. Die Dreh
momentübertragung erfolgt von der Bohrspindel 3 über einen
oder mehrere Mitnehmersteine 10 auf eine im Gehäuse 26 gela
gerte Welle 28, auf der ein Kegelrad 29 befestigt ist, das
in ein weiteres, drehfest mit der Arbeitsspindel 23 verbun
denes Kegelrad 31 eingreift. Außer der Bohrspindel 3 kann
eine Frässpindel 4 vorhanden sein.
Die Arbeitsspindel 23 weist auch hier eine kegelige Aufnahme
5 für den Kegel 6 eines Werkzeuges W auf. Im übrigen sind
gleiche oder einander entsprechende Teile in Fig. 3 wie in
den anderen Figuren der Zeichnung mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
Die Spannvorrichtung mit Verriegelung, die jeder der darge
stellten Arbeits- bzw. Vorsatzspindeln zugeordnet sein kann,
wird nachstehend im einzelnen erläutert, wobei besonders auf
die Fig. 4 bis 10 und ferner auf die Fig. 11 und 13 Bezug ge
nommen wird. In den Fig. 4 und 5 ist die Spindel mit der Zif
fer 33 bezeichnet.
Als Spanneinrichtung wird in dieser gesamten Beschreibung
derjenige Komplex bezeichnet, der die am Werkzeug zu des
sen Festlegung angreifenden Teile enthält. Die Erfindung
ist bei jeder Spanneinrichtung verwendbar, die durch Axial
verschiebung eines Übertragungsorgans zu betätigen ist oder
dadurch zu betätigende Teile aufweist. Im vorliegenden Fall
handelt es sich um eine bekannte Spanneinrichtung, bei der
über den Umfang verteilt auf dem vorderen Kopf 35 des insge
samt mit der Ziffer 34 bezeichneten Übertragsorgans einzel
ne Spannhebel 36 angeordnet sind. Diese werden von einer
Hülse 37 umgeben, die Vorsprünge 38 als Abstützungen für
die Spannhebel 36 aufweist. Diese Spannhebel 36 sind so aus
gebildet, daß sie über bzw. hinter den Bund 39 eines Spann
ansatzes 40 am hinteren Ende des Kegels 6 eines Werkzeuges W
oder Einsatzes 7 greifen. Befindet sich das Übertragungsor
gan 34 gemäß Fig. 4 in seiner nach hinten (in der Zeichnung
nach rechts) zurückgezogenen Stellung, greifen die Spannhe
bel 36 hinter den Bund 39 am Spannansatz 40, wodurch sich
der Spannzustand ergibt.
In Fig. 5 ist der Lösezustand der Vorrichtung gezeigt, wobei
sich das Übertragungsorgan 34 in seiner vorgeschobenen Stel
lung befindet und die Spannhebel 36 mit ihren vorderen Enden
nach außen geschwenkt sind und dadurch den Spannansatz 40
freigegeben haben.
Im Spannzustand ist die Vorrichtung durch eine im Bereich des
hinteren Endes des Übertragungsorgans angeordnete Einrichtung
verriegelt. Auf dem zumindest in dem betreffenden Bereich
zylindrischen Übertragungsorgan 34 ist eine Muffe 41 verschieb
bar angeordnet, deren Ausbildung im einzelnen besonders aus
den Fig. 8 bis 10 hervorgeht. Eine Spannfeder 49 liegt an
einer Schulter 43 am vorderen Teil 42 dieser Muffe an und
stützt sich mit dem anderen Ende an einem relativ zum Über
tragungsorgan 34 feststehenden Gehäuseteil 51 ab. Das letzte
re hat eine zylindrische Innenwandung 52. Als Verriegelungs
glieder dienen Kugeln 50, die im wesentlichen einander be
nachbart in einer Radialebene angeordnet sind, wie die Fig.
6 und 7 zeigen.
Die Muffe 41 weist einen sich in Kraftrichtung der Spannfe
der 49, d.h. nach hinten hin (in der Zeichnung nach rechts)
verjüngenden, der Innenwandung 52 des Gehäuseteiles 51 zu
gewandten Außenkegel 44 mit verhältnismäßig geringer Stei
gung auf. Der Kegelwinkel liegt dabei unterhalb des Gleit
reibungs-Grenzwinkels mit Bezug auf die zweckmäßig aus Stahl
bestehenden Kugeln. Auch die Muffe ist vorzugsweise aus
Stahl hergestellt.
An den Außenkegel 44 schließt sich ein kurzer konischer Teil
45 an, dessen Neigung größer als die des Außenkegels 44 ist.
Zum Ende der Muffe 41 hin folgt dann noch eine bei diesem
Ausführungsbeispiel zylindrische Partie 46 mit einem Außen
durchmesser D, der wenigstens um das doppelte Durchmesser-
Maß d der Kugeln 50 kleiner als der Innendurchmesser G des
Gehäuseteiles 51 in dem der Muffe 41 benachbarten Bereich
ist.
Schließlich weist die Muffe 41 noch zwei Betätigungsansätze
47 auf, die sich nach rückwärts erstrecken und im Querschnitt
die Form eines Kreisabschnitts haben, d.h. innenseitig von
einer geraden Fläche 48 und außenseitig von einem Teil einer
Zylinderfläche als Fortsetzung der Partie 46 mit dem Durch
messer D begrenzt sind, wie besonders aus den Fig. 9 und 10
erkennbar ist. In der Spannposition der Vorrichtung ragen
die Betätigungsansätze 47 über das hintere Ende des Übertra
gungsorgans 34 bzw. eines mit diesem verbundenen Teiles hinaus.
Der Gehäuseteil 51 ist in demjenigen Bereich, dem gegenüber
der Außenkegel 44 der Muffe 41 verschiebbar ist, mit einer
eine konische Kugelabstützfläche 53 bildenden Erweiterung 54
versehen, wie u.a. auch die Fig. 11 und 12 erkennen lassen.
Im Bereich des hinteren Endes des Übertragungsorgans 34 und
in Zuordnung zu der Muffe 41 ist ein Widerlager 55 für die
Kugeln 50 vorgesehen. Dieses Widerlager hat insbesondere die
Form eines Ringes, der sich mit seiner hinteren Stirnfläche
an einem Bund 34 a des Übertragungsorgans 34 (Fig. 11 und 12)
oder an einem mit dem Übertragungsorgan 34 verbundenen Teil
abstützt. Das Widerlager 55 ist mit seiner zylindrischen
Bohrung 56 auf der zylindrischen Partie 46 der Muffe 41 und
auf den sich anschließenden Außenflächen der Betätigungsan
sätze 47 der letzteren geführt. Bei einer zweckmäßigen Aus
führung hat das Widerlager 55 eine zur Längsachse der Vor
richtung im wesentlichen lotrechte, ringförmige Stirnfläche
57 und radial innerhalb derselben eine zurückspringende
Fläche 58, etwa eine Kegelfläche.
In der Spannposition hat die Spannfeder 49 die Muffe 41 so
weit wie möglich nach hinten geschoben. Die Kugeln 50 liegen
innen an dem flachen Außenkegel 44 der Muffe 41 und außen an
der verhältnismäßig steilen Abstützfläche 53 des Gehäuse
teiles 51 an. Sie sind dabei durch das Widerlager 55 in die
ser Position gehalten. Die stirnseitige Betätigungsfläche 11
des von der Spindel 3 aufgenommenen Einsatzes 7 hat dabei
Abstand von den hinteren Enden der Ansätze 47 der Muffe 41.
Dies stellt den Spann- und Verriegelungszustand der Vorrich
tung dar. Auch wenn auf das Werkzeug W eine große, nach vor
ne gerichtete Kraft ausgeübt würde, könnte kein Lösen eintre
ten, weil die Verriegelung keine Bewegung des Übertragungs
organs 34 zuläßt.
Das Aufheben der Verriegelung geschieht durch Vorschieben
der Spindel 3, wobei sich die Betätigungsfläche 11 des Ein
satzes 7 gegen die Enden der Ansätze 47 der Muffe 41 legt
und die letztere entgegen der Kraft der Spannfeder 49 ver
schiebt. Dadurch gelangt die den kleinsten Durchmesser D
aufweisende zylindrische Partie 46 der Muffe 41 in den Be
reich der bei Beginn dieses Vorganges immer noch an der
steilen Abstützfläche 53 des Gehäuseteiles 51 anliegenden
Kugeln 50, so daß die letzteren nun eine Beweglichkeit nach
innen hin erhalten. Im weiteren Verlauf der Vorwärtsbewegung
der Spindel 3 legt sich dann die Betätigungsfläche 11 des
Einsatzes 7 auch an die Rückseite des Übertragungsorgans 34
oder eines damit verbundenen Teiles an und schiebt im wei
teren Verlauf auch das Übertragungsorgan nach vorne. Dadurch
wird die Spanneinrichtung im Sinne des Lösens betätigt, wo
bei die Spannhebel 36 den Spannansatz 40 des Werkzeuges W
freigeben. Schließlich wird im letzten Teil der Vorwärtsbe
wegung der Spindel 3 und damit des Übertragungsorgans 34
das gelöste Werkzeug W aus dem Konus 5 ausgestoßen. Die Ku
geln 50 sind durch das Widerlager 55 aus der an der Abstütz
fläche 53 anliegenden Position in den Raum zwischen der In
nenwandung 52 des Gehäuseteiles 51 und dem zylindrischen
Teil 46 der Muffe 41 geführt worden, wie aus Fig. 5 ersicht
lich ist.
Das Betätigen der Vorrichtung mittels einer verschiebbaren
Spindel, sei es durch eine Fläche an dieser Spindel selbst
oder sei es, wie dargestellt, durch einen in die Spindel ein
gefügten Einsatz, kommt naturgemäß in erster Linie dann in
Betracht, wenn es sich um eine koaxiale Hintereinanderanord
nung einer Spindel mit einem vergleichbaren Element handelt.
Ungeachtet dessen kann die Betätigung der Vorrichtung erfin
dungsgemäß aber auch durch jedes andere geeignete Organ ge
schehen, welches eine Bewegung zum Verschieben des Übertra
gungsorgans ausführen kann.
So ist als vorteilhafte Ausführung in Fig. 3 am Beispiel der
im Winkel zur Achse eines drehmomentübertragenden Teiles 3, 28
stehenden Arbeitsspindel 23 zur Betätigung der Muffe 41 und
des Übertragungsorganes 34 zum Aufheben der Verriegelung und
zum Lösen der Spanneinrichtung eine Zylinder-Kolben-Einheit
60 vorgesehen. Diese enthält ein in der Bohrung 62 eines Ge
häuseteiles 61 geführtes Druckstück 63. Der Gehäuseteil 61
bildet einen Zylinderraum 64, in dem ein flacher Kolben 65
verschiebbar ist, mit dem das Druckstück 63 fest verbunden
ist. Dem Zylinderraum 64 kann auf der einen Seite des Kol
bens 65 durch einen Kanal 66 und auf der anderen Seite des
Kolbens 65 durch einen Kanal 67 Druckmittel zugeführt werden,
wobei jeweils der andere Kanal zur Ableitung dient. Das Druck
mittel kann Luft oder eine Flüssigkeit sein. Die Betätigung
der Vorrichtung in dieser Ausbildung geschieht grundsätzlich
in der gleichen Weise, wie es zuvor in Verbindung mit Fig. 4
bzw. anderen Figuren erläutert wurde.
Mit dem Kolben 65 ist noch ein kleiner Führungskolben 68 ver
bunden, der durch einen Deckel 69 des Gehäuseteiles 61 hin
durchgeht und nach außen vorsteht. Mit seiner Hilfe läßt sich
die Vorrichtung ggfs. auch manuell betätigen. Hier können auch
elektrische Überwachungsschalter angeordnet werden.
Die Erzeugung der Betätigungsbewegung für ein Druckstück od.
dgl. kann statt durch Druckmedium auch auf mechanischem Wege
oder durch elektrisch-mechanisch arbeitende Einrichtungen
geschehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich ohne weiteres mit
einem durch sie hindurchgehenden Leitungsweg für ein Kühl-
oder Schmiermittel ausstatten, der von einer an der Maschine
vorhandenen Quelle oder Versorgungseinrichtung bis zur Auf
nahme eines Werkzeuges oder zu einer benachbarten Stelle führt.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine Ausführung mit einem Durchlaß
weg 71. Dieser kann in Verbindung mit einem in einer koaxial
liegenden Arbeitsspindel 3 vorhandenen Leitungsweg 70 gebracht
und von diesem getrennt werden. Der in die Aufnahme 5 dieser
Arbeitsspindel 3 eingefügte und an seinem Spannansatz 40
mittels Spannhebeln 36 festlegbare Einsatz 7 bildet mit ei
nem zentralen Durchlaß 72 eine Fortsetzung des Leitungswe
ges 70. Eine Dichtung 73 am Ende eines rohrförmigen Teiles
74 legt sich gegen die Rückseite des Bundes 39 des Spannan
satzes 40 und verhindert den Austritt von Kühlmittel od.dgl.
an dieser Übergangsstelle.
Im Einsatz 7 ist eine Büchse 75 gegen die Kraft einer Druck
feder 76 verschiebbar, die am vorderen Ende einen z.B. aus
Kunststoff bestehenden ringförmigen Verbindungsteil 77 auf
weist. Ein verschleißfester, beispielsweise aus keramischem
Material bestehender Anlageteil 78 ist von einem Flansch 79
gehalten, der mit dem Bund 34 a am hinteren Ende des Über
tragungsorgans 34 durch Schrauben verbunden ist.
Sowohl in Fig. 11 als auch in Fig. 12 befindet sich die
Spann- und Verriegelungseinrichtung im gespannten Zustand
wie in Fig. 4. Der Unterschied zwischen den beiden Darstel
lungen besteht darin, daß in Fig. 11 die beiden Teile 77 und
78 voneinander getrennt sind, so daß die Kühlmittelleitung
an dieser Stelle unterbrochen ist und dadurch kein Verschleiß
bei Nichtbenutzung der Kühlung erfolgt, während in Fig. 12
der Leitungsweg durchgehend hergestellt ist. Dies geschieht
einfach dadurch, daß die Arbeitsspindel 3 aus der Position
nach Fig. 11 um einen geringen Betrag nach vorne verschoben
wird, so daß sich der Zustand nach Fig. 12 mit satt und dicht
aneinanderliegenden Teilen 77 und 78 ergibt. Die Hülse 75
ist dabei um einen geringen Betrag gegen die Kraft der Druck
feder 76 in den Einsatz 7 hinein verschoben worden, so daß
eine entsprechend sichere Anlage der Dichtflächen gewähr
leistet ist.
Fig. 13 zeigt den Zustand nach Fig. 11 bei unterbrochener
Kühlmittelleitung. Es ist die Ringfläche 11 am Einsatz 7 er
kennbar, die sich bei weiterem Vorschieben an die Betäti
gungsansätze 47 der Muffe anlegt und damit die letztere
nach vorne (in der Zeichnung nach links) drückt. Die Beweg
lichkeit der Hülse 75 unter ihrer Federbelastung läßt auch
alle weiteren Vorgänge bei der Axialbewegung der Arbeits
spindel 3 mit dem Einsatz 7 zur Aufhebung der Werkzeug
spannung und zum Ausschieben des Werkzeuges in einwandfrei
er Weise zu.
Claims (14)
1. Spannvorrichtung für in eine Aufnahme einer Arbeits
spindel einer Werkzeugmaschine einsetzbare Teile,
namentlich Werkzeuge, die an ihrem hinteren Ende
einen Spannansatz aufweisen, der von einer durch
Axialverschiebung eines Übertragungsorgans zu betäti
genden Spanneinrichtung erfaßbar ist, wobei an einem
relativ zum Übertragungsorgan axial feststehenden
Teil eine Spannfeder als Druckfeder vorhanden ist,
die mit einem Ende fest abgestützt ist, wobei weiterhin
das Übertragungsorgan in der Spannstellung durch eine
Verriegelungseinrichtung arretierbar ist, die Kugeln
und einen relativ zum Übertragungsorgan axial beweg
baren, am anderen Ende der Spannfeder anliegenden
Sperrkörper mit einer Kegelflächenanordnung als
Abstützung für die Kugeln im Spannzustand der Vorrich
tung enthält, wobei im Sperrkörper ein Raum zur
teilweisen Kugelaufnahme bei gelöster Verriegelung
vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - der Sperrkörper ist eine auf dem Übertragungsorgan (34) verschiebbare Muffe (41),
- - die Muffe (41) weist als Kugel-Abstützfläche im Spannzustand einen der Innenseite eines relativ zum Übertragungsorgan (34) axial feststehenden Gehäuseteiles (51) od.dgl. zugewandten, sich in Kraftrichtung der Spannfeder (49) verjüngenden Außenkegel (44) auf,
- - die Muffe (41) hat eine Partie (46) mit einem Außendurchmesser (D), der wenigstens um das doppelte Durchmesser-Maß (d) der Kugeln (50) kleiner als der Innendurchmesser (G) des Gehäuse teiles (51) od.dgl. in dem der Muffe (41) benach barten Bereich ist,
- - der Gehäuseteil (51) od.dgl. ist in demjenigen Bereich, dem gegenüber der Außenkegel (44) der Muffe (41) verschiebbar ist, mit einer eine Kugelabstützfläche (53) bildenden Erweiterung (54) versehen,
- - die Muffe (41) weist wenigstens einen rückwärtigen Betätigungsansatz (47) auf, der in der Spannposi tion der Vorrichtung über das hintere Ende des Übertragungsorgans (34) oder eines mit diesem verbundenen Teiles (79) hinausragt,
- - im Bereich des hinteren Endes des Übertragungs organs (34) ist ein Widerlager (55) für die Kugeln (50) vorgesehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelabstützfläche (53) am Gehäuseteil (51)
eine steile Kegelfläche ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an den Außenkegel (44) der
Muffe (41) ein konischer Teil (45) anschließt, dessen
Neigung größer als die des Außenkegels (44) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Widerlager (55) eine zur
Längsachse der Vorrichtung lotrechte, ringförmige
Stirnfläche (57) und radial innerhalb derselben eine
zurückspringende Fläche (58) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mit wenigstens einem Betätigungs
ansatz (47) der Muffe (41) ein mittels Antriebs zu
verschiebendes Betätigungsglied unmittelbar verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens einem Betätigungsansatz
(47) der Muffe (41) ein separates, mittels Antriebs
zu verschiebendes Betätigungsglied (3, 7, 63) zugeord
net ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das separate Betätigungsglied durch einen ver
schiebbaren Teil (63) einer Zylinder-Kolben-Einheit
(64, 65) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sie in eine Arbeitsspindel (13)
eingebaut ist, die vor einer anderen Arbeitsspindel
(3) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsspindel (13) eine in einem an den
Spindelkasten (2) eines Bohr- und Fräswerkes od.dgl.
anbaubaren Vorsatzaggregat (1) gelagerte Spindel ist,
die über ein im Vorsatzaggregat (1) untergebrachtes
Getriebe (14) von einer Spindel (4) des Bohr- und
Fräswerkes od.dgl. antreibbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 8
und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das separate
Betätigungsglied durch die andere Arbeitsspindel (3)
oder einen in diese einfügbaren Einsatz (7) gebildet
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
einen Einsatz (7), der einen Durchlaß (72) und einen
vorderen Verbindungsteil (77) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungsteil (77) an einer gegen die Kraft
einer Feder (76) verschiebbaren Büchse (75) vorgesehen
ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des
Übertragungsorgans (34) der Einlaß eines Durchlaßweges
(71) mit einem Anlageteil (78) für den Verbindungsteil
(77) des Einsatzes (7) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sie in eine Arbeitsspindel (23)
eingebaut ist, die in einem an den Spindelkasten
eines Bohr- und Fräswerkes od.dgl. anbaubaren Gehäuse
(26) im Winkel zu einer Spindel (3) des Bohr- und
Fräswerkes od.dgl. angeordnet und von dieser Spindel
(3) aus antreibbar ist.
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DE19843405368 DE3405368A1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Spannvorrichtung fuer in eine arbeitsspindel einsetzbare teile |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843405368 DE3405368A1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Spannvorrichtung fuer in eine arbeitsspindel einsetzbare teile |
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DE3405368A1 DE3405368A1 (de) | 1985-08-22 |
DE3405368C2 true DE3405368C2 (de) | 1990-01-25 |
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Family Applications (1)
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DE102011075405B3 (de) * | 2011-05-06 | 2012-08-09 | Mag Ias Gmbh | Werkzeug-Spannvorrichtung und Werkzeugmaschine mit einer derartigen Werkzeug-Spannvorrichtung sowie zugehöriges Werkzeug |
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IT1037803B (it) * | 1975-05-02 | 1979-11-20 | Benatti Edmo | Dispositivo di bloccaggio automatico dei portautensili nel mandrino in particolare ma non esclusivamente di macchine fresatrici |
DD137673B1 (de) * | 1978-07-10 | 1982-11-24 | Ulrich Franz | Spanneinrichtung fuer werkzeuge in arbeitsspindeln |
-
1984
- 1984-02-15 DE DE19843405368 patent/DE3405368A1/de active Granted
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