DE3413285A1

DE3413285A1 - CLAMPING DEVICE FOR TOOLS LIKE DRILLING, MILLING OR THE LIKE

Info

Publication number: DE3413285A1
Application number: DE19843413285
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ALBERT SCHREM WERKZEUGFABRIK GmbH
Current assignee: ALBERT SCHREM WERKZEUGFABRIK GmbH
Priority date: 1984-04-07
Filing date: 1984-04-07
Publication date: 1985-10-17
Also published as: GB2159736A; FR2562452B3; GB8508708D0; FR2562452A1; JPS60228008A

Description

Albert Schrem A 37 920/mxaAlbert Schrem A 37 920 / mxa

Werkzeugfabrik GmbH _r_Werkzeugfabrik GmbH _r _

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7928 Giengen 17928 Giengen 1

Spannvorrichtung für Werkzeuge, wie Bohrer, Fräser oder dgl.Clamping device for tools such as drills, milling cutters or the like.

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Werkzeuge, wie Bohrer, Fräser oder dgl., bei welcher eine Spannzange für die Aufnahme eines Werkzeugschaftes mittels einer überwurfmutter auf den Vorderteil eines Spannfutters formschlüssig, jedoch lösbar aufbringbar ist.The invention relates to a clamping device for tools, such as drills, milling cutters or the like, in which a collet for holding a tool shank by means of a union nut on the front part of a chuck in a form-fitting, but releasable manner.

Zum Spannen von Werkzeugen mit zylindrischem Spannschaft, wie beispielsweise Bohrer, Fingerfräser, Drehstähle usw., sind mechanische Spannvorrichtungen bekannt, bei denen der zu spannende Schaft des Werkzeuges in eine mit axialen Schlitzen versehene Spannzange eingesteckt und in dieser verspannt wird. Dies geschieht mittels einer zur Spannzange gehörenden Überwurfmutter, die lösbar mit der Spannzange verbunden ist und mit einem Axialgewinde auf den vorderen Teil des Spannfutters geschraubt wird. Die Spannkraft der Spannzange wird beim Aufschrauben der überwurfmutter auf das Spannfutter durch komplementäre Konussteigungen bewirkt, die am Umfang der Spannzange und in der Einstecköffnung des vorderen Teiles des Spannfutters derart ausgebildet sind, daß beim Aufschrauben der überwurfmutter radiale Druckkomponenten die geschlitzte Spannzange fest gegen den zu spannenden Werkzeugschaft drücken.For clamping tools with a cylindrical clamping shank, such as drills, end mills, turning tools, etc., mechanical clamping devices are known in which the shank of the tool to be clamped in an with axial Slotted collet is inserted and clamped in this. This is done using a collet chuck belonging union nut, which is detachably connected to the collet and with an axial thread on the front part of the chuck is screwed. The clamping force of the collet is increased when the union nut is screwed on on the chuck caused by complementary taper slopes on the circumference of the collet and in the insertion opening of the front part of the chuck are designed such that when unscrewing the union nut radial pressure components press the slotted collet firmly against the tool shank to be clamped.

Diese mechanisch wirkenden Spannzangen mit überwurfmutter haben den Nachteil, daß beim Aufschrauben der überwurfmutter die Spannkraft nicht genau definiert aufgebracht werden kann,These mechanically acting collets with union nut have the disadvantage that when screwing on the union nut the clamping force cannot be applied in a precisely defined manner,

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Das Aufspannen erfolgt üblicherweise von Hand unter Zuhilfenahme mechanischer Hilfsmittel, wie beispielsweise eines Hakenschlüssels, der in entsprechende Ausnehmungen der überwurfmutter eingesetzt wird, wobei in der Praxis zur Erzielung eines festen Spannsitzes der überwurfmutter diese zusätzlich noch mit Hammerschlägen in ihre endgültige Spannlage gedreht wird. Dieses manuelle Aufbringen der Spannzange mit überwurfmutter gewährleistet es nicht, daß in jedem einzelnen Spannfall eine vorbestimmte, genau definierte Spannkraft erzeugt wird. Da ferner die Größe der Spannkraft von der Steigung des Gewindes abhängig ist und deshalb ein Gewinde mit möglichst kleiner Steigung angewandt wird, besteht ferner der Nachteil, daß das Aufbringen der Spannmutter verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nimmt. Schließlich geht ein Teil der aufgebrachten Spannkraft im Schraubgewinde der Überwurfmutter bzw. als Reibkraft innerhalb der konischen Anlagefläche verloren. Bei bekannten hydraulisch wirkenden Spannvorrichtungen mit einem Druckmittel, wie öl, Fett oder dgl., sind diese Nachteile nicht gegeben. Bei diesen hydraulischen Spannvor-The clamping is usually done by hand with the aid of mechanical aids, such as one Hook wrench in the corresponding recesses in the union nut is used, in practice to achieve a tight fit of the union nut this is also turned into its final clamping position with hammer blows. This manual application of the Collet chuck with union nut does not guarantee that in each individual clamping case a predetermined, exact defined clamping force is generated. Since the size of the clamping force is also dependent on the pitch of the thread and therefore a thread with the smallest possible pitch is used, there is also the disadvantage that the application the clamping nut takes a relatively long time. Eventually, part of the angry goes Clamping force in the screw thread of the union nut or as Frictional force lost within the conical contact surface. With known hydraulically acting clamping devices with A pressure medium such as oil, grease or the like. These disadvantages do not exist. With these hydraulic clamping devices

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richtungen wird eine von Hand verstellbare Spannschraube, die im vorderen Teil des Spannfutters quer zur Spannfutterachse angeordnet ist, ein Kolben mit Hubbegrenzung betätigt. Dadurch wird das hydraulische Öl in einem Kammersystem dosiert gegen eine dünnwandige Dehn-Büchse aus Spezial-Schnellstahl gepresst. Diese Dehn-Büchse ist auf ihrer ganzen Länge vom Druckmittel umgeben, so daß sie sich gleichmäßig zylindrisch und zentrisch zur Mittelachse des Spannfutters zusammendrücken bzw. dehen kann. An beiden Enden ist die Dehnbüchse mit dem vorderen Teil des Spannfutters fest und flüssigkeitsdicht verbunden. Durch einen gleichfalls im vorderen Teil des Spannfutters vorgesehenen verstellbaren Längsanschlag kann die Einspannlänge selbst geändert werden. Die Druckentlastung erfolgt dadurch, daß die Spannschraube von Hand zurückgedreht wird, wodurch infolge des eintretenden Druckabfalles im hydraulischen Kammersystem die Dehn-Büchse inover
directions, a manually adjustable clamping screw, which is arranged in the front part of the chuck transversely to the chuck axis, actuates a piston with a stroke limiter. As a result, the hydraulic oil is metered in a chamber system and pressed against a thin-walled expansion sleeve made of special high-speed steel. This expansion sleeve is surrounded over its entire length by the pressure medium, so that it can be compressed or expanded evenly, cylindrical and centrically to the central axis of the chuck. At both ends, the expansion sleeve is connected to the front part of the chuck firmly and in a liquid-tight manner. The clamping length itself can be changed by means of an adjustable longitudinal stop which is also provided in the front part of the chuck. The pressure relief takes place in that the clamping screw is turned back by hand, whereby as a result of the pressure drop occurring in the hydraulic chamber system, the expansion sleeve in

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ihre Ausgangslage zurückgeht und den eingespannten Werkzeugschaft und damit das Werkzeug freigibt.their original position goes back and releases the clamped tool shank and thus the tool.

Hydraulische Spannvorrichtungen dieser Art haben aber den Nachteil, daß deren Toleranzbereich äußerst gering ist. Es sind daher für alle gängigen Werkzeugdurchmesser komplette Spannvorrichtungen notwendig, so daß für verschieden große Spanndurchmesser von beispielsweise 10, 12, 16, 20, 25 und 32 mm jeweils ein gesondertes, diesen verschiedenen Durchmessern jeweils genau angepasstes, komplettes Spannwerkzeug, bestehend aus Spannfutter mit den vorstehend beschriebenen Spannelementen, erforderlich ist. Die bekannten hydraulischen Spannvorrichtungen mit ihrer hohen Spanngenauigkeit und einfachen Bedienung erfordern jedoch wegen ihres geringen Toleranzbereiches eine Vielzahl solcher Spannvorrichtungen, was zu einer großen und kostenintensiven Lagerhaltung führt.Hydraulic clamping devices of this type have the disadvantage that their tolerance range is extremely small. It Therefore, complete clamping devices are necessary for all common tool diameters, so that for different sizes Clamping diameters of, for example, 10, 12, 16, 20, 25 and 32 mm each have a separate one of these different diameters Each precisely adapted, complete clamping tool, consisting of a chuck with the ones described above Clamping elements, is required. The well-known hydraulic clamping devices with their high clamping accuracy and simple operation, however, require a large number of such clamping devices due to their low tolerance range, which leads to large and costly storage.

Durch die Erfindung sollen die Vorteile der mechanischen Spannzangen mit ihrem im Vergleich zu hydraulischen Spannvorrichtungen großen Toleranzbereich und dementsprechend geringer Lagerhaltung erhalten bleiben und deren Nachteile hinsichtlich ihrer meist unzureichenden Größe der Spannkraft sowie ihrer mangelnden genauen Definierbarkeit vermieden werden. Demgemäß soll durch die Erfindung eine Spannvorrichtung geschaffen werden, die die Nachteile der mechanischen Spannzange nicht aufweist, jedoch ihre Vorteile behält und diese mit den Vorteilen der hydraulischen Spannvorrichtungen unter Vermeidung der Nachteile dieser kombiniert.The invention is intended to take advantage of the mechanical collets with their in comparison to hydraulic clamping devices large tolerance range and correspondingly low storage are retained and their disadvantages avoided with regard to their mostly inadequate size of the clamping force and their lack of precise definability will. Accordingly, a clamping device is to be created by the invention, the disadvantages of the mechanical Collet does not have, but retains its advantages and this with the advantages of hydraulic clamping devices while avoiding the disadvantages of these combined.

Diese Aufgabe Wird bei einer Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes dadurch gelöst, daß für die elastische Verformung der Spannzange bei Erreichen ihrer Spannstellung druckmittelbeaufschlagte Spannmittel vorgesehen sind.This task is carried out with a clamping device with the characteristics of the preamble solved in that for the elastic deformation of the collet when it reaches its Clamping position pressurized clamping means are provided.

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Eine einfache Ausführungsform erhält man, wenn in Ausgestaltung der Erfindung am Vorderteil des Spannfutters ein Anschlag für die überwurfmutter der Spannzange vorgesehen ist, welche beim Aufbringen der Überwurfmutter deren Endlage genau definiert und bei dem ferner die überwurfmutter ausschließlich zum Aufbringen von Hand vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Außenumfang der überwurfmutter lediglich mit einer Rändelung oder dgl. versehen ist, derart, daß ein Anziehen der überwurfmutter durch mechanische Hilfsmittel, wie beispielsweise Hakenschlüssel, oder durch Anwendung von Hammerschlägen ausgeschlossen ist.A simple embodiment is obtained when in development According to the invention, a stop for the union nut of the collet is provided on the front part of the chuck is, which precisely defines its end position when the union nut is applied, and in which the union nut is also used is only intended to be applied by hand. This can be done, for example, by the fact that the outer circumference the union nut is only provided with knurling or the like. In such a way that the union nut can be tightened excluded by mechanical aids such as a hook wrench or by using hammer blows is.

Eine einfache konstruktive Ausbildung ergibt sich, wenn zwischen der geschlitzten Spannzange und dem Vorderteil des Spannfutters wenigstens ein druckmittelbeaufschlagtes Spannelement, vorzugsweise in Form einer Spannhülse, vorgesehen ist. Dabei ist diese Spannhülse vorteilhaft zwischen der geschlitzten Spannzange, in welche der Werkzeugschaft eingesteckt ist, und der Innenwand des Spannfutter-Vorderteiles derart angeordnet, daß die Spannhülse gegenüber der in ihrer Endlage befindlichen Spannzange unter der Wirkung hydraulischer oder dgl. Kräfte axial verschiebbar ist.A simple design results when between the slotted collet and the front part of the Chuck at least one pressurized medium Clamping element, preferably in the form of a clamping sleeve, is provided. This clamping sleeve is advantageous between the slotted collet into which the tool shank is inserted, and the inner wall of the chuck front part in this way arranged that the clamping sleeve opposite the collet in its end position under the action of hydraulic Or the like. Forces is axially displaceable.

Um bei der Verschiebung der Spannhülse, die unter hydraulischer Kraftwirkung erfolgt, eine ausreichend große Spannkraft auf den eingesteckten Werkzeugschaft zu erhalten, ist in weiterer Ausbildung die Außenfläche der Spannzange und die Innenwandung der Spannhülse jeweils komplementär mit einem Konus versehen, derart, daß bei Verschiebung der Spannhülse die Spannzange durch radial wirkende Kraftkomponenten gegen den eingesteckten Werkzeugschaft gespannt wird.In order to have a sufficiently large clamping force when the clamping sleeve is displaced, which takes place under the action of hydraulic force to get on the inserted tool shank is the outer surface of the collet and in further training the inner wall of the clamping sleeve is each provided with a complementary cone in such a way that when the clamping sleeve is displaced the collet is clamped against the inserted tool shank by radial force components.

Zur axialen Verschiebung der Spannhülse selbst ist ein hydraulisches Kammersystem vorgesehen, welches einen hydraulisch beaufschlagten Druckkolben aufweist, der mitFor the axial displacement of the clamping sleeve itself, a hydraulic chamber system is provided which has a having hydraulically acted upon pressure piston with

einem in einem anderen Druckraum vorgesehenen Stellkolben hydraulisch verbunden ist. Durch einfaches Eindrehen dieses Stellkolbens wird infolge Verkleinerung des Druckraumes der hydraulische Druck in dem Kammersystern so weit erhöht, bis sich die genau vorgegebene Spannkraft an dem die Spannhülse verschiebenden Druckkolben einstellt.is hydraulically connected to an actuating piston provided in another pressure chamber. By simply screwing this in The hydraulic pressure in the chamber system is increased as a result of the reduction in the pressure chamber, until the precisely specified clamping force is set on the pressure piston that moves the clamping sleeve.

Eine einfache konstruktive Anordnung erhält man, wenn die Spannzange und die Spannhülse, ebenso wie der die Spannhülse verstellende Druckkolben samt Druckraum in einer zentrischen Ausnehmung des Vorderteils des Spannfutters angeordnet sind.A simple structural arrangement is obtained when the collet and the clamping sleeve, as well as the clamping sleeve adjusting pressure piston and pressure chamber are arranged in a central recess of the front part of the chuck.

Dabei ist die Spannzange vorteilhaft, beispielsweise über einen Zwischenring, mit der überwurfmutter fest aber lösbar verbunden, so daß durch einfaches Aufschrauben oder durch einen geeigneten Bajonettverschluß die Spannzange zusammen mit der überwurfmutter auf den vorderen Teil des Spannfutters in ihre feste Anschlagstellung aufgeschraubt bzw. aufgesetzt werden kann.The collet is advantageous, for example over an intermediate ring, firmly but detachably connected to the union nut, so that by simply screwing it on or by a suitable bayonet lock the collet together with the union nut on the front part of the chuck can be screwed or placed in its fixed stop position.

Um sicherzustellen, daß die Bedienungsperson in einfacher Weise von außen erkennen kann, ob der erforderliche genaue Spanndruck aufgebracht ist/ ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine hydraulische Verbindung zwischen einem der Druckräume des hydraulischen Systems und einer weiteren Druckkammer vorgesehen. In dieser weiteren Druckkammer befindet sich gleichfalls ein Verschiebekolben, der bei Erreichen des vorgegebenen Arbeitsdruckes in eine von außen deutlich sichtbare, vorzugsweise markierte, Anzeigestellung unter der Wirkung des vorhandenen hydraulischen Druckes verschoben wird. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß dieser Kolben mit Sichtanzeige und der von Hand einstellbare Kolben zur Erzeugung des erforderlichen Spanndruckes in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise radial oder schräg zur Achse des Spannfutters, angeordnet sind.To ensure that the operator can easily see from the outside whether the required exact Clamping pressure is applied / is, according to a further feature of the invention, a hydraulic connection between a the pressure chambers of the hydraulic system and another pressure chamber are provided. In this further pressure chamber there is also a sliding piston which, when the specified working pressure is reached, enters one from the outside clearly visible, preferably marked, display position under the effect of the existing hydraulic pressure is moved. The arrangement is preferably such that this piston with visual display and the manually adjustable Piston for generating the required clamping pressure in a common plane, preferably radially or at an angle to the axis of the chuck.

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Um nach einem Spannvorgang die Spannhülse in einfacher Weise in eine sichere Rückstellage zu bringen, ist ferner nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein mechanisch betätigbarer Rücksteller für die Spannhülse vorgesehen.In order to bring the clamping sleeve into a safe return position in a simple manner after a clamping process, is also According to a further feature of the invention, a mechanically actuatable reset device is provided for the clamping sleeve.

Vorteilhaft kann dieser Rücksteller durch eine in einer Querbohrung des Vorderteiles des Spannfutters verstellbar gelagerten Löseschraube bestehen, die über einen Zwischenteil, beispielsweise eine Kugel, mit einer axialen Verstellkraftkomponente auf einen Teil, beispielsweise den Rand einer Ausnehmung,der Spannhülse greift.This reset device can advantageously be adjusted in a transverse bore in the front part of the chuck There are mounted release screw, which via an intermediate part, for example a ball, with an axial adjusting force component on a part, for example the edge of a recess, engages the clamping sleeve.

Weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand eines dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigenFurther features of the invention are explained in more detail below with reference to an illustrated embodiment. Show it

Fig. 1 ein Spannfutter gemäß der Erfindung, dessen unterer Teil im Schnitt dargestellt ist;1 shows a chuck according to the invention, the lower part of which is shown in section;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, in vergrößerter Darstellung.Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1, in an enlarged view.

In einer in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten, umlaufenden Arbeitsspindel, beispielsweise einer Bohr- oder Frässpindel 1, ist ein in seinem Grundaufbau bekanntes Spannfutter 2 fest eingespannt. Das Spannfutter 2 hat auf der von der Einspannstelle an der Arbeitsspindel abgewandten Seite einen vorderen Teil^ 3 mit einem Aufnahmeraum für die Einspannung eines Schaftes 6 eines nicht näher dargestellten Arbeitswerkzeuges, beispielsweise eines Bohrers, Fräsers oder dgl.. Im Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche dieses Aufnahmeraumes zylindrisch. Der vordere Umfang des Teiles 3 ist mit einem Außengewinde 7 versehen, dessenIn a revolving work spindle, only indicated schematically in FIG. 1, for example a drilling or milling spindle 1, a chuck 2, which is known in its basic structure, is firmly clamped. The chuck 2 has on the from the clamping point on the work spindle facing away from a front part ^ 3 with a receiving space for the Clamping of a shank 6 of a working tool not shown in detail, for example a drill, milling cutter or the like. In the exemplary embodiment, the inner surface of this receiving space is cylindrical. The front perimeter of the part 3 is provided with an external thread 7, the

Ende als radiale Stirnkante 7' für den Anschlag einer überwurfmutter 5 aufweist. Diese überwurfmutter 5 ist mit einem Haltering 5^f verbunden, der seinerseits den vorderen Abschnitt einer Spannzange 4 aufnimmt. Die Spannzange 4 ist in üblicher Weise mit axialen Schlitzen 4¹ versehen und hat eine dem Außenumfang des Werkzeugschaftes 6 angepasste, vorzugsweise zylindrische Innenwandung 4^ΙΓ. Der Außenumfang der Spannzange 4 ist konisch ausgebildet, derart, daß er sich in Richtung des Pfeiles 19, also zur Einschuböffnung der Spannzange hin, erweitert. Die Spannzange 4, Haltering 5" und überwurfmutter 5 bilden somit insgesamt den üblicherweise als Ganzes bezeichneten Spannzangenteil, der auf dem Endabschnitt des Werkzeugschaftes 6 sitzt und leicht gegen einen Spannzangenteil anderer Größe austauschbar ist.Has the end as a radial front edge 7 'for the stop of a union nut 5. This union nut 5 is connected to a retaining ring 5 ^f , which in turn receives the front section of a collet 4. The collet 4 is provided in the usual way with axial slots 4 ¹ ^{and has a preferably cylindrical inner wall 4 'which is} adapted to the outer circumference of the tool shank 6. The outer circumference of the collet 4 is conical in such a way that it widens in the direction of the arrow 19, that is to say towards the insertion opening of the collet. The collet 4, retaining ring 5 ″ and union nut 5 thus together form the collet part, usually referred to as a whole, which sits on the end portion of the tool shank 6 and is easily exchangeable for a collet part of a different size.

Die Außenumfangsfläche der überwurfmutter 5 ist frei von Angriffsöffnungen für ein Werkzeug und weist lediglich eine Rändelung oder dgl. auf, um sicherzustellen, daß sie zusammen mit der Spannzange 4 von der Bedienungsperson nur von Hand auf das Gewinde 7 des vorderen Teiles 3 des Spannfutters 2 aufgeschraubt werden kann. Anstelle des im Ausführungsbeispieles gezeichneten Axialgewindes 7 kann auch eine andere formschlüssige Verbindung, beispielsweise ein Bajonettverschluß, eine Kulisse oder dgl., mit einem entsprechenden Anschlag vorgesehen sein.The outer circumferential surface of the union nut 5 is free from Attack openings for a tool and has only one Knurling or the like. To ensure that it can only be operated by hand together with the collet 4 by the operator can be screwed onto the thread 7 of the front part 3 of the chuck 2. Instead of the one in the exemplary embodiment shown axial thread 7 can also be another form-fitting connection, for example a bayonet lock, A backdrop or the like., Be provided with a corresponding stop.

Wesentlich ist, daß das Aufschrauben der Teile 4, 5, 5¹ lediglich von Hand und bis zu dem durch die Stirnkante 7¹ vorgegebenen Anschlag erfolgt. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Bedienungsperson die Spannzange 4 samt überwurfmutter 5 lediglich bis zu dem durch das Ende des Gewindes 7 vorgesehenen Anschlag 7' aufschrauben kann, ohne daß dabei über die überwurfmutter 5 die eigentliche Spannkraft fürIt is essential that the parts 4, 5, 5 ^{1 are} screwed on only by hand and up to the stop predetermined ^{by the front edge 7 1.} This ensures that the operator can screw the collet 4 together with the union nut 5 only up to the stop 7 'provided by the end of the thread 7, without the actual clamping force for

die Spannzange und damit das Festspannen des Werkzeugschaftes 6 aufgebracht werden kann.the collet and thus the clamping of the tool shank 6 can be applied.

Zwischen der geschlitzten Spannzange 4 und dem vorderen Teil 3 des Spannfutters 2 befindet sich eine Spannhülse 21, derenBetween the slotted collet 4 and the front part 3 of the chuck 2 is a clamping sleeve 21, whose

Innenwandung 21b mit dem Konus der Außenumfangsflache der Spannzange 4 genau korrespondiert, während der Außenumfang 21a der Spannhülse 21 entsprechend dem Innenumfang des Aufnahmeraumes des vorderen Teiles 3 des Spannfutters 2 zylindrisch ausgebildet ist.Inner wall 21b with the cone of the outer peripheral surface of the Collet 4 corresponds exactly, while the outer circumference 21a of the clamping sleeve 21 corresponding to the inner circumference of the receiving space of the front part 3 of the chuck 2 is cylindrical.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Spannhülse 21 ist gegenüber der Spannzange 4 im vorderen Teil 3 axial verschieblich angeordnet. Hierzu ist im vorderen Teil 3 des Spannfutters 2 eine radial oder schräg liegende Bohrung 8 vorgesehen, in der ein Stellkolben 9 eines hydraulischen Spannsystems gelagert ist. Der Stellkolben 9 liegt nach außen zu gegen einen Gewindebolzen 10 an, der in einem Gewindeeinsatz 11 des Spannfutterteiles 3 verstellbar geführt ist.The clamping sleeve 21 provided according to the invention is opposite the collet 4 in the front part 3 is arranged to be axially displaceable. For this purpose, the front part 3 of the chuck 2 a radial or inclined bore 8 is provided in which an actuating piston 9 of a hydraulic clamping system is mounted is. The actuating piston 9 rests outwardly against a threaded bolt 10 which is in a threaded insert 11 of the chuck part 3 is adjustable.

Auf der anderen Seite des Druckkolbens 9 befindet sich eine Dichtung 12, die aus Gummi oder dgl. bestehen kann und den eigentlichen Druckmittelraum 13, in welchem sich das hydraulische Druckmittel, beispielsweise Fett, öl oder dgl., befindet, gegen den Kolben 9 abdichtet. Der Druckmittelraum 13 steht über eine axial liegende Bohrung 14 oder dgl. mit einem Druckraum 15 in Verbindung, der zentrisch zur Achse 2^f des Spannfutters liegt. In diesem Druckraum 15 ist ein axial beweglicher Druckkolben 16 hin- und herbeweglich gelagert.On the other side of the pressure piston 9 is a seal 12, which can be made of rubber or the like. The pressure medium chamber 13 is connected via an axially located bore 14 or the like with a pressure chamber 15 which is centric to the axis 2 ^{f of} the chuck. In this pressure chamber 15, an axially movable pressure piston 16 is mounted such that it can move back and forth.

Der Druckkolben 16 ist gegenüber dem Vorderteil 3 des Spannfutters 2 mittels einer Dichtung 18 abgedichtet und weist auf seiner in Richtung des Pfeiles 19, also in Vorschubrichtung vorn liegenden Seite, einen Umfangsabschnitt 20 auf, dessen Stirnkante 20' gegen die hintere Stirnkante der Spannhülse 21 anliegt. Wie erwähnt, hat diese Spannhülse innen eine dem Außenumfang der Spannzange 4 entsprechende Konizität, so daß bei Axialverschiebung des Druckkolbens 16 und der damit verbundenen Verschiebung der Spannhülse 21 in Richtung des Pfeiles 19 ein Radialdruck auf die geschlitzteThe pressure piston 16 is opposite the front part 3 of the chuck 2 sealed by means of a seal 18 and points on its in the direction of arrow 19, that is, in the feed direction front side, a peripheral portion 20, the end edge 20 'against the rear end edge of the Clamping sleeve 21 is applied. As mentioned, the inside of this clamping sleeve has a conicity corresponding to the outside circumference of the collet 4, so that with axial displacement of the pressure piston 16 and the associated displacement of the clamping sleeve 21 in Direction of arrow 19 a radial pressure on the slotted

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Spannzange 4 ausgeübt wird, durch welchen der Spanndruck gegen den Schaft 6 des in die Spannzange 4 eingesteckten Arbeitswerkzeuges aufgebracht wird.Collet 4 is exerted through which the clamping pressure is applied against the shaft 6 of the working tool inserted into the collet 4.

Zum Spannen eines Werkzeuges mit Werkzeugschaft 6 wird die Spannzange 4 mit überwurfmutter 5 auf das Ende des Werkzeugschaftes 6 aufgesetzt, in das Spannfutter 2 eingesteckt und auf diesem durch Aufschrauben der überwurfmutter 5 auf das Außengewinde 7 des Vorderteiles 3 des Spannfutters 3 befestigt. Dabei wird die überwurfmutter lediglich von Hand und ohne Benutzung irgendeines Werkzeuges bis gegen das Ende 7¹ des Gewindes 7 geschraubt. In dieser durch Anschlag begrenzten Endstellung der überwurfmutter hat das Werkzeug mit Schaft 6 seine endgültige genaue Arbeitsposition eingenommen. Die eigentliche Pestspannung des Werkzeuges geschieht nun einfach dadurch, daß der Gewindebolzen 10, der beispielsweise als Imbusschraube ausgebildet sein kann, in die Gewindehülse 11 eingeschraubt wird, wodurch der Stellkolben 9 nach vorne verlagert wird, wodurch sich nun ein entsprechender hydraulischer Druck in den komunizierenden Räumen 13, 14, 15 aufbaut, durch welchen wiederum der Druckkolben 16 (Arbeitskolben) mit Bund 20 in Richtung des Pfeiles 19 nach vorn verlagert wird. Hierbei wird über die Stirnfläche 20' des Bundes 20 die anliegende Spannhülse 21 ebenfalls nach vorn verschoben. Dabei wird infolge der beschriebenen Konizität der aufeinanderliegenden Innenfläche der Spannhülse 21 und der korrespondierenden konischen Außenfläche der geschlitzten Spannhülse 4 diese radial zusammengedrückt und der Werkzeugschaft 6 fest im Spannfutter 2 verspannt.To clamp a tool with a tool shank 6, the collet 4 with union nut 5 is placed on the end of the tool shaft 6, inserted into the chuck 2 and fastened thereon by screwing the union nut 5 onto the external thread 7 of the front part 3 of the chuck 3. The union nut is simply screwed by hand and without the use of any tool up to the end 7 ^{1 of} the thread 7. In this end position of the union nut, which is limited by a stop, the tool with shaft 6 has assumed its final, precise working position. The actual plague tension of the tool now happens simply in that the threaded bolt 10, which can be designed as an Allen screw, for example, is screwed into the threaded sleeve 11, whereby the actuating piston 9 is shifted forward, which now creates a corresponding hydraulic pressure in the communicating spaces 13, 14, 15 builds up, through which in turn the pressure piston 16 (working piston) with collar 20 is displaced forward in the direction of arrow 19. Here, the clamping sleeve 21 lying against it is also displaced forward via the end face 20 'of the collar 20. As a result of the described conicity of the inner surface of the clamping sleeve 21 lying on top of one another and the corresponding conical outer surface of the slotted clamping sleeve 4, the latter is radially compressed and the tool shank 6 is firmly clamped in the chuck 2.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist ferner am Spannfutter 2 eine Anzeigevorrichtung für die aufgebrachte Spannkraft vorgesehen. Diese liegt vorzugsweise in derselben Radialebene wie der Gewindebolzen 10 und der Druckkolben 9 und besteht aus einer mit dem Druckmittelraum 13 verbundenen weiterenIn a further embodiment of the invention, a display device for the applied clamping force is also on the chuck 2 intended. This is preferably in the same radial plane as the threaded bolt 10 and the pressure piston 9 and consists from a further connected to the pressure medium chamber 13

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Druckkammer 22, in welcher ein Kolben 23 mit einem Bund 23" gegen eine Feder 28 gelagert ist, der bei Druckbeaufschlagung entgegen der KraftPressure chamber 22, in which a piston 23 with a collar 23 "against a Spring 28 is mounted, which when pressurized against the force

ι einer
der Feder 28, die mit Schraubenhülse 29 im Vorderteil 3 gelagert ist, aus der Bohrung heraustritt und an seinem Ende mit einer Markierung versehen ist, so daß bei vorbestimmtem hydraulischen Spanndruck infolge des Heraustretens dieser Markierung am Kolben 23 eine sichere Anzeige für den bestehenden Spanndruck erfolgt. Damit ist für die Bedienungsperson sichergestellt, daß diese, unabhängig von der sonstigen Einstelllage der Spannzange 4, sicher sein kann, daß die erforderliche Spannkraft im System aufgebraucht ist.ι one
the spring 28, which is mounted with the screw sleeve 29 in the front part 3, emerges from the bore and is provided with a marking at its end, so that at a predetermined hydraulic clamping pressure as a result of the emergence of this marking on the piston 23 there is a reliable indication of the existing clamping pressure . This ensures that the operator can be sure, regardless of the other setting position of the collet 4, that the required clamping force in the system has been used up.

Zum Lösen des Werkzeuges, bespielsweise Bohrers oder dgl., wird zunächst der Gewindebolzen 10 in entgegengesetzter Richtung, also radial nach außen, gedreht. Hierauf wird der hydraulische Druck im System verringert, wodurch die Spannzange 4 und die Spannhülse 21 vom Spanndruck entlastet sind. Die Spannhülse 21 kann dann in ihre Äusgangslage zurückgestellt werden. Hierzu ist eine Löseschraube 24 vorgesehen, die in einer mit Gewinde 27 versehenen Bohrung 17 des Vorderteiles 3 sitzt und durch Hineinschieben über eine Kugel 25 in eine ringförmig ausgebildete Ausnehmung 26 der Spannhülse 21 drückt und diese axial entgegen der Richtung des Pfeiles 19 derart verschiebt, daß die Spannzange 4 freigegeben wird und der Schaft 6 des Werkzeuges zusammen mit der Spannzange 4, Haltering 5¹ und Überwurfmutter 5 als Ganzes ausgewechselt werden kann.To loosen the tool, for example a drill or the like, the threaded bolt 10 is first rotated in the opposite direction, that is to say radially outward. The hydraulic pressure in the system is then reduced, as a result of which the collet 4 and the clamping sleeve 21 are relieved of the clamping pressure. The clamping sleeve 21 can then be returned to its initial position. For this purpose, a release screw 24 is provided, which sits in a threaded hole 17 of the front part 3 and presses by pushing it over a ball 25 into an annular recess 26 of the clamping sleeve 21 and moves it axially against the direction of the arrow 19 in such a way that the collet 4 is released and the shaft 6 of the tool together with the collet 4, retaining ring 5 ¹ and union nut 5 can be replaced as a whole.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß die einfach aufgebauten, mechanisch wirkenden, zylindrischen Spannzangen zusammen mit den Überwurfmuttern in einfacher Weise leicht ausgewechselt werden können und damit der für diese mechanische Spannzangen erwünschte weite Toleranzbereich erhalten bleibt. Da andererseits aber die Spannkraft selbst nicht mehr manuell über die Überwurfmutter der Spannzange aufgebracht werden muß, wird vermieden, daß Undefinierte und damit ungenaue Spannkräfte aufgebracht werden. Das Aufbringen der Spannkraft wird vielmehr genau definiert über dasThe design according to the invention has the advantage that the simply constructed, mechanically acting, cylindrical Collets can be easily replaced together with the union nuts in a simple manner and thus the for These mechanical collets maintain the desired wide tolerance range. On the other hand, there is the elasticity no longer has to be applied manually via the union nut of the collet, this avoids undefined and thus imprecise clamping forces are applied. Rather, the application of the clamping force is precisely defined by the

hydraulische Spannsystem aufgebracht; hierdurch sind Fehler beim Aufbringen der Spannkraft vermieden. Dadurch, daß die überwurfmutter der Spannzange keine Eingriffsmittel für manuelle zu betätigende Spannwerkzeuge hat, ist sichergestellt, daß beim Aufschrauben der überwurfmutter die Spannkraft nicht manuell über die überwurfmutter aufgebracht werden kann. Die Erfindung erlaubt es auch, an sich bekannte, austauschbare Spannzangen, also Spannzangen mit Überwurfmuttern, zusammen zu verwenden. Dadurch, daß sichergestellt ist, daß nur noch eine definiert genaue Spannkraft hydraulisch aufgebracht werden kann, welche zudem infolge der vorgesehenen Anzeigevorrichtung eindeutig feststell- und kontrollierbar ist, ist gewährleistet, daß das Werkzeug stets mit der vorbestimmten Spannkraft eingespannt ist. Die hydraulische Spannkraft kann zudem im Vergleich zu mechanischen Spannvorrichtungen um ein Vielfaches größer sein. Schließlich entfallen infolge der Aufbringung der Spannkraft über hydraulischen Kolben und Zylinder die Verluste der Spannkraft infolge der Konizität bzw. infolge der übertragung der Spannkraft ausschließlich über das Gewinde, wie dies bei herkömmlichen mechanischen Spannzangen der Fall ist. Auch wird insgesamt eine erhebliche Verbesserung des Rundlaufes der Spannvorrichtung im Vergleich zu mechanischen Spannvorrichtungen erreicht, weil bei der erfindungsgemäßen Ausbildung die Spannkraft ausschließlich in axialer Richtung eingeleitet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüberhinaus leicht zu bedienen, da jedes Manipulieren von Hand, wie bei den üblichen Spannzangen mit überwurfmutter, und damit auch jede Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson entfällt.hydraulic clamping system applied; this avoids errors when applying the clamping force. Through this, It is ensured that the union nut of the collet has no means of engagement for manually operated clamping tools, that when screwing on the union nut, the clamping force is not applied manually via the union nut can be. The invention also makes it possible to use interchangeable collets known per se, that is to say collets with union nuts, to use together. This ensures that only a defined, precise clamping force is hydraulic can be applied, which also clearly ascertain and due to the provided display device is controllable, it is ensured that the tool is always clamped with the predetermined clamping force. the Hydraulic clamping force can also be many times greater than mechanical clamping devices. Finally, there are no losses due to the application of the clamping force via hydraulic pistons and cylinders the clamping force due to the conicity or as a result of the transmission of the clamping force exclusively via the thread, as is the case with conventional mechanical collets. There will also be a significant improvement overall the concentricity of the clamping device compared to mechanical clamping devices achieved because in the inventive Training the clamping force is initiated exclusively in the axial direction. The device according to the invention is also easy to use, as every manipulation by hand, as with the usual collets with union nut, and thus any risk of injury to the operator is eliminated.

Durch die Verwendbarkeit und Austauschbarkeit der einzelnen Spannzangen mit überwurfmutter ist auch die Lagerhaltung im Vergleich zu herkömmlichen ausschließlich hydraulisch wirkenden Spannvorrichtungen erheblich verringert, wobei zu-Due to the usability and interchangeability of the individual collets with union nuts, storage is also possible Significantly reduced compared to conventional, exclusively hydraulically acting clamping devices, whereby

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gleich der Vorteil erreicht wird, daß ein wesentlich größerer Spannbereich als bei ausschließlich hydraulischen Spannvorrichtungen erzielt wird. Schließlich ist auch das Lösen der Spannvorrichtung erheblich vereinfacht, da hierzu lediglich eine radiale Verstellung des Gewindebolzens 10 bzw. der Löseschraube 24 erforderlich ist.the same advantage is achieved that a significantly larger clamping range than with exclusively hydraulic clamping devices is achieved. Finally, the loosening of the clamping device is also considerably simplified, since this only involves a radial adjustment of the threaded bolt 10 or the release screw 24 is required.

Arbeitstechnisch ergibt sich der große Vorteil, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Arbeitswerkzeug, beispielsweise ein Fräser, Bohrer oder dgl., seine genau voreingestellte und definierte Arbeitslage während des Spannvorganges und nach dem Spannvorgang unverändert beibehält, was bei mechanischen Spannzangen nicht mit der jetzt erzielten Genauigkeit möglich ist, da sich beim Spannen von Hand mittels der überwurfmutter die Spannzange axial verschieben kann, was wiederum eine Nachstellung des Arbeitswerkzeuges in die genaue Arbeitsposition erforderlich macht. Technically there is the great advantage that with the device according to the invention, the work tool, for example a milling cutter, drill or the like, its precisely preset and defined working position during the clamping process and remains unchanged after the clamping process, which is not achieved with mechanical collets with the one now achieved Accuracy is possible because the collet is axially displaced when clamping by hand by means of the union nut can, which in turn makes it necessary to readjust the work tool in the exact working position.

Demgegenüber hat bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Spannzange 4 nach Einfahren in die Endstellung durch die Bedienungsperson in das Spannfutter 2 eine unverrückbare Lage zu diesem, zumal die Spannkraft ausschließlich über die axial bewegliche durch den Hydraulikkolben 16 axial verschiebliche Spannhülse 21 aufgebracht wird. Hierdurch tritt in keinem Falle eine Veränderung der Positionslage des Werkzeuges ein.In contrast, in the embodiment according to the invention, the Collet 4 after moving into the end position by the operator in the chuck 2 is an immovable one Position to this, especially since the clamping force is exclusively via the axially movable by the hydraulic piston 16 axially displaceable Clamping sleeve 21 is applied. In no case does this result in a change in the position of the tool a.

Schließlich kann der vordere Abschnitt der Spannzange 4, der über den Vorderteil 3 des Spannfutters 2 hinausragt, anstelle mit einer winkeligen Anphasung mit einer abgerundeten versehen werden, wodurch der Kraftverlauf in diesem Bereich begünstigt wird und gleichzeitig ein Ausgleich, beispielsweise von Gewindefehlern, zwischen dem Gewinde der überwurfmutter und dem Aufschraubgewinde 7 erzielt wird.Finally, the front section of the collet 4, which protrudes beyond the front part 3 of the chuck 2, instead of an angular bevel be provided with a rounded one, whereby the force curve in this Area is favored and at the same time a compensation, for example of thread errors, between the thread the union nut and the screw-on thread 7 is achieved.

Claims

J 4 1 ο - ο ο Albert Schrem A 37 920 / mxa Werkzeugfabrik GmbH Ulmer Str. 56 -6. April 1934 Giengen 1 Claims:

1. Clamping device for tools such as drills, milling cutters Or the like., In which a collet for receiving the tool shank with a union nut can be attached positively but detachably to the front part of a chuck,

characterized in that for the elastic deformation of the collet (4) in its clamping position hydraulically acting clamping means are provided.

2. Device according to claim 1,

^{characterized in that a stop (7 1} ) for the union nut (5) of the collet chuck (4) is provided on the front part (3) of the chuck (2), and the union nut (5), for example by knurling its surface, exclusively for application is trained by hand.

3. Clamping device according to claim 1 or 2,

characterized in that between the collet (4) and the front part (3) of the chuck (2) at least one clamping means (21) acted upon by pressure medium are provided is.

4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping means has an between Collet (4) and inner wall of the front part (3) arranged clamping sleeve (21), which is opposite to in their

End position located collet (4) axially movable is stored.

5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer surface of the Collet (4) and the inner wall (21b) of the clamping sleeve (21) are designed to be complementary conical, such that when the clamping sleeve (21) is moved in the direction of arrow (19) the collet (4) passes through in radial direction acting compressive force components can be tensioned.

6. Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clamping sleeve (21) for Axial displacement with a pressurized medium Pressure piston (16) is in operative connection, the pressure chamber (15) of which is hydraulically connected to an actuating piston (9) connected is.

7. Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure piston (IG), pressure chamber (15), collet (4) and clamping sleeve (21) are arranged in a central recess of the front part (3) of the chuck (2) .

8. Clamping device according to claims 1 to 7, characterized in that the actuating piston (9) with pressure chamber (15) and threaded bolt (10) are arranged transversely to the axis (2 ¹ ) of the chuck (2), and the two pressure chambers (13 , 15) are connected via a preferably axially located bore (14).

9. Clamping device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure piston (16) through an annular seal (18) is sealed against the front part (3) of the chuck (2), and that

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the pressure piston (16) has a protruding peripheral section (20), the end edge (20 ¹ ) of which rests against the adjacent end edge of the clamping sleeve (21).

10. Clamping device according to claims 1 to 9,

characterized in that a hydraulic connection between one of the pressure chambers (13 or 15) and one further pressure chamber (22) is provided in which a piston (23) is arranged displaceably in such a way that it assumes a display position when the specified clamping pressure is reached.

11. Clamping device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piston (23) with visual display and the actuating piston (9) are arranged in a common plane transverse to the axis (2 ¹ ) of the chuck (2).

12. Clamping device according to one of claims 1 to 11, characterized by a mechanically actuatable Back divider (24, 25, 26) for the clamping sleeve (21).

13. Clamping device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the back divider by a in a transverse bore (17) of the front part (3) of the Chuck (2) adjustable loosening screw (24) is made via an intermediate part, for example a ball (25), with an axially directed force component on the edge of a recess (26) of the Clamping sleeve (21) is so effective that this when screwing in the release screw (24) in the opposite direction of the Arrow (19) can be returned to its original position.