DE3433878A1

DE3433878A1 - AXIAL CLAMP CONNECTION

Info

Publication number: DE3433878A1
Application number: DE19843433878
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 7410 Reutlingen Striegl
Original assignee: August Beck GmbH and Co KG
Current assignee: August Beck GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-03-27
Also published as: GB8522090D0; GB2164276A; JPS6171904A; GB2164276B; FR2570308A1

Description

PATENTANWALT DIPL. -ING. ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen-Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34- Telefon 07031/86501PATENT ADVOCATE DIPL. -ING. ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen-Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32 / 34- Telephone 07031/86501

Telex 7265509 rose d 13. September 1984Telex 7265509 rose d September 13, 1984

Firma August Beck GmbH & Co., 7472 Winterlingen, Ebinger Straße 115 AXIAL-SPANNVERBINDUNGAugust Beck GmbH & Co., 7472 Winterlingen, Ebinger Strasse 115 AXIAL CLAMPING CONNECTION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Axial-Spannverbindung zwischen einem Werkzeughalter und einem Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axial clamping connection between a Tool holder and a tool according to the preamble of claim 1.

Eine Axial-Spannverbindung dieser Art ist beispielsweise aus der DE-PS 31 08 bekannt geworden. Da einerseits die Werkzeugaufnahmen an den Spindeln von Bohr- und Fräsmaschinen sehr unterschiedlich ausgeführt sind, wobei es neben konischen Werkzeugaufnahmen mit den verschiedensten Konuswinkeln auch Spezialausführungen gibt und da andererseits verschiedene Arten von Werkzeugen, wie Fräser, Reibahlen und verschiedene Größen von Vollbohrern möglichst variabel verwendbar sein sollen, ist es üblich, die Werkzeuge nach Art eines Baukastensystems zusammenzusetzen. Es wird dann für bestimmte Bearbeitungsaufgaben jeweils der passende Werkzeugkopf mit einem zu der jeweiligen Werkzeugaufnahme passenden Werkzeughalter verbunden. Auch kann man durch Zwischenschaltung verschieden langer Verbindungsstücke die Länge variieren.An axial clamping connection of this type is, for example, from DE-PS 31 08 known. Since, on the one hand, the tool holders on the spindles of drilling and milling machines are designed very differently conical tool holders with a wide variety of cone angles are also special designs and, on the other hand, there are different types of tools, such as milling cutters, reamers and different sizes of solid drills as variable as possible Should be usable, it is common to use the tools in the manner of a modular system put together. The appropriate tool head with one for the respective tool holder is then used for certain machining tasks matching tool holder connected. You can also vary the length by interposing connectors of different lengths.

Die vorbekannte Konstruktion führt in einer Radialbohrung des Paßzapfens einen radial verschiebbaren Verbindungsbolzen, der an seinen beiden Enden einen kegel-The known construction leads in a radial bore of the fitting pin radially displaceable connecting bolt, which has a conical

form igen Ansatz bzw . eine kegelförmige Vertiefung aufweist. Im Werkzeughalter sind diametral dazu zwei Halteschrauben in Radialgewindebohrungen gehalten, die an ihren einwärts gerichteten Stirnflächen korrespondierende kegelförmige Vertiefungen bzw. Ansätze aufweisen. Die gemeinsame Achse der beiden Halteschrauben ist dabei gegenüber der Symmetrieachse des radialen Verbindungsbolzens axial etwas versetzt, so daß beim Eindrehen der Halteschrauben die kegelförmigen Ansätze entsprechend versetzt in die kegelförmigen Vertiefungen eintreten und zufolge dieser Keilwirkung die von den Halteschrauben bewirkte Radialkraft in eine Axialspannkraft umgesetzt wird. Zwar ist durch den radial frei beweglichen Verbindungsbolzen gewährleistet, daß der Paßzapfen in der Paßbohrung des Werkzeughalters keine radiale Belastung erfährt, wodurch sichergestellt wird, daß sich die Ringfläche und die Anlagefläche vollflächig und mit hohem Anpreßdruck aneinanderlegen, um so eine zuverlässige Reibschlußverbindung herzustellen.formal approach or has a conical recess. In the tool holder diametrically to this, two retaining screws are held in radial threaded bores, the corresponding on their inwardly directed end faces Have conical depressions or approaches. The common axis of the two retaining screws is opposite the axis of symmetry of the radial The connecting bolt is slightly offset axially, so that when the retaining screws are screwed in the conical lugs correspondingly offset into the conical depressions occur and as a result of this wedge effect caused by the retaining screws Radial force is converted into an axial clamping force. The radially freely movable connecting bolt ensures that the fitting pin is in the fitting bore the tool holder does not experience any radial load, which ensures that the ring surface and the contact surface over the entire surface and with high contact pressure to create a reliable frictional connection.

Ungünstig ist hier jedoch der Kraftfluß, da einerseits die Spannkraft vom Werkzeughalter über die Halteschrauben zum Verbindungsbolzen und von diesem auf den Paßzapfen des Werkzeugs übertragen wird. Das heißt also, daß der Kraftfluß über mehrere konstruktive Schwachstellen geführt wird. Eine dieser Schwachstellen ist die Aufnahme der Halteschrauben im Werkzeughalter, da nämlich die ineinandergreifenden Gewindeflanken praktisch nur in durch den Zufall vorgegebenen Berührungslinien aufeinander abgestützt sind, denn kein Gewinde trägt absolut vollflächig. Eine weitere Schwachstelle stellt die nur im günstigsten Fall als Linienberührung auftretende Kontaktzone zwischen den kegelförmigen Ansätzen und der korrespondierenden, achsversetzten kegelförmigen Vertiefung dar. Wenn nämlich die Kegelwinkel exakt übereinstimmen, so stellt dies den günstigsten Fall dar, bei dem die Berührungszone nur entlang einer Linie verläuft bzw. zufolge der Hertz'schen Pressung zu einer sehr schmalen Fläche verformt wird. Dies führt hier leicht zu einer Überlastung und damit zu einemHowever, the flow of force is unfavorable here, since on the one hand the clamping force from the tool holder is transferred via the retaining screws to the connecting bolt and from this to the fitting pin of the tool. So that means that the flow of force is passed over several constructive weak points. One of those flaws is the reception of the retaining screws in the tool holder, because the intermeshing thread flanks are practically only given by chance Lines of contact are supported on each other, because no thread is absolutely full-surface. Another weak point is only in the best case as a line contact occurring contact zone between the conical lugs and the corresponding off-axis conical recess. If the cone angles match exactly, this represents the the most favorable case in which the contact zone runs only along one line or due to the Hertzian pressure to a very narrow surface is deformed. This easily leads to an overload here and thus to a

Nachgeben, womit die Zuverlässigkeit der Spannverbindung insbesondere bei vibrierendem Werkzeug mit wechselnden Lastspitzen beeinträchtigt ist. Auch kann es zu Abnutzungserscheinungen kommen, die einen vorzeitigen Ausfall der Vorrichtung bewirken. Außerdem müssen beide Halteschrauben, um die nötige feste Verbindung herzustellen, verhältnismäßig stark angezogen werden, was unter Umständen auch zu einer Beschädigung ihres Gewindes bzw. des Gewindes der Gewindebohrung im Werkzeughalter führen kann.Da mit zunehmendem Anspannen die Halteschraube zufolge der Keilwirkung als Reaktion auf die Spannkraft zunehmend einseitig schräg gegen den vorne liegenden Bereich der Gewindebohrung gepreßt wird und sich hier zufolge der mehr zufälligen und linienhaften Berührungsstellen in die Gewindeflanken eindrückt, wird damit auch ein Großteil des zum Festspannen erforderlichen Drehmoments hier verbraucht, so daß eine ausreichende Axial-Spannkraft meist nur im Neuzustand der Vorrichtung aufgebracht werden kann.Weiterhin tritt nachteilig in Erscheinung, daß zum Werkzeugwechsel beide diametral gegenüberliegende Halteschrauben jeweils zurückgedreht werden müssen, bis sie die Radialbohrung des Paßzapfens freigeben. Dies stellt eine umständliche Handhabung dar. Schließlich besteht noch eine weitere Einschränkung darin, daß der Verbindungsbolzen in der Radialbohrung des Paßzapfens mit möglichst wenig Spiel geführt sein muß, da anderenfalls die Kraftübertragung von ihm zur Bohrungswandung gleichfalls nur nach Art einer Linienberührung stattfinden würde. Somit hat der Verbindungsbolzen gegenüber dem Paßzapfen eine Bewegungsfreiheit nur in einer Dimension, was bedeutet, daß die Gewindebohrungen im Werkzeughalter und die Radialbohrung im Paßzapfen bei einer Betrachtung in Längsrichtung der Werkzeugachse exakt übereinstimmen müssen, da anderenfalls die Berührungszone zwischen den kegeligen Elementen nicht mehr in einer Mittenebene liegt, sondern seitlich versetzt, mit der Folge, daß dann doch wieder der Paßzapfen einseitig schräg in dieYield, which increases the reliability of the clamping connection in particular vibrating tools with changing load peaks. There can also be signs of wear and tear, which can lead to premature failure of the Effect device. In addition, both retaining screws must be tightened relatively strongly in order to establish the necessary firm connection, which may also lead to damage to the thread or the thread of the threaded hole in the tool holder, as this increases with increasing tension the retaining screw as a result of the wedge effect as a reaction to the clamping force, increasingly on one side at an angle against the front area of the threaded hole is pressed and is here according to the more random and linear Pressing contact points into the thread flanks, a large part of the torque required for tightening is consumed here, so that a Sufficient axial clamping force is usually only applied when the device is new Furthermore, there is a disadvantage that the tool change both diametrically opposed retaining screws must each be turned back until they clear the radial bore of the fitting pin. This is cumbersome to handle. Finally, there is a further restriction that the connecting bolt in the radial bore of the Fitting pin must be performed with as little play as possible, otherwise the power transmission from him to the bore wall likewise only in the manner of one Line contact would take place. Thus, the connecting bolt has a freedom of movement in relation to the fitting pin only in one dimension, which means that the threaded holes in the tool holder and the radial hole in the fitting pin match exactly when viewed in the longitudinal direction of the tool axis otherwise the contact zone between the conical elements is no longer in a central plane, but offset laterally, with the result that then again the fitting pin is obliquely on one side in the

Paßbohrung hineingezogen wird. Dieser Versatz der Kraftübertragungsebene tritt natürlich auch dann ein, wenn z. B. die kegelförmige Vertiefung in einer der Halteschrauben exzentrisch versetzt ist. Die vorbekannte Konstruktion erfordert also eine hochgenaue Fertigung, um den angestrebten Effekt zu erreichen.Fitting hole is drawn into it. This offset of the power transmission plane naturally also occurs when z. B. the conical recess in a the retaining screw is offset eccentrically. The previously known construction requires In other words, high-precision manufacturing in order to achieve the desired effect.

Aufgabe der ν orliegenden Erfindung ist es, eine Axial-Spannverbindung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die Verbindung zwischen Werkzeughalter und Werkzeug keiner einseitigen Belastung unterworfen ist, wobei dies mit fertigungstechnisch geringerem Aufwand herbeizuführen und während einer längeren Gebrauchsdauer aufrechtzuerhalten ist, so daß durch eine bessere Anpressung zwischen Ringfläche und Anlagefläche auch nach oftmaliger Betätigung der Spannverbindung eine sichere und stabile Verbindung gewährleistet ist. Auch soll die Handhabung erleichtert werden.The object of the present invention is to provide an axial clamping connection of the To create generic type in which the connection between the tool holder and tool is not subjected to one-sided loading, this with to bring about less effort in terms of production technology and for a longer period of time Service life is to be maintained, so that through a better contact pressure between the ring surface and the contact surface even after frequent actuation of the Clamping connection a secure and stable connection is guaranteed. Handling should also be made easier.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with the characterizing features of Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sieh aus den Merkmalen der Unteransprüche.Advantageous refinements and developments can be found in the Features of the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der ErfindungFig. 1 is a plan view of a device according to the invention

im getrennten Zustand von Werkzeug und Werkzeughalter, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung in der Richtung des Pfeils 2 gemäß Fig. 1 gesehen,in the separated state of tool and tool holder, FIG. 2 shows a side view of the device in the direction of arrow 2 seen according to Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende vergrößerte Darstellung der Vorrichtung3 shows an enlarged representation of the device corresponding to FIG. 1

im Spannzustand dargestellt,
Fig. 4 eine vergrößerte Frontansicht des Werkzeughalters in Pfeilrichtung 4shown in the tensioned state,
4 shows an enlarged front view of the tool holder in the direction of arrow 4

gemäß Fig. 1 gesehen,
Fig. 5 eine vergrößerte Rückansicht des Werkzeugs in Pfeilrichtung 5 gemäß Fig. 1 gesehen, wobei zur Illustration die Halteschraube undseen according to Fig. 1,
FIG. 5 shows an enlarged rear view of the tool in the direction of arrow 5 according to FIG. 1, with the retaining screw and

ein Spannzylinder in der Zuordnung dazu dargestellt sind, Fig. 6 eine Ansicht auf einen Spannzylinder in Pfeilrichtung 6 gem. Fig. 5.a clamping cylinder is shown assigned to it, FIG. 6 shows a view of a clamping cylinder in the direction of the arrow 6 according to FIG. 5.

Gemäß Fig. 1 ist mit 11 ein Werkzeug, nämlich ein Vollbohrer bezeichnet, der dazu eingerichtet ist, in einen Werkzeughalter 12 eingesetzt zu werden, der seinerseits mit seinem Keilzapfen 13 in einer Werkzeugaufnahme 14, die nur strichliert angedeutet ist, gehalten wird. Diese Werkzeugaufnahme 14 kann ein feststehendes oder drehantreibbares Futter sein oder die Werkzeugaufnahme eines Revolverkopfes eines Bearbeitungszentrums. Die Bezugszahl 16 verweist auf einen Längenmaßstab, der zu Vergleichszwecken die Größe von 10 cm veranschaulicht. According to Fig. 1, 11 denotes a tool, namely a solid drill, the is set up to be inserted into a tool holder 12, which in turn with its spline pin 13 in a tool holder 14, which only is indicated by dashed lines, is held. This tool holder 14 can be a stationary or rotatable chuck or the tool holder of a turret head of a machining center. The reference number 16 refers to a length scale which, for comparison purposes, illustrates the size of 10 cm.

Das dargestellte Werkzeug 11 ist in seinem vom Bund 17 nach links in der Werkzeugslängsachse abstehenden Bereich von bekannter Bauart und trägt an den Stirnflächen eine äußere Schneidplatte 19 sowie eine innere Schneidplatte 21. Hinter jeder der Schneidplatten tritt ein Kühlmittelkanal 22 bzw. 23 aus, die nach rechts zu in einen gemeinsamen Axialkanal 24 übergehen.The tool 11 shown is in its from the collar 17 to the left in the The area protruding along the longitudinal axis of the tool is of known design and has an outer cutting tip 19 and an inner cutting tip 21 on the end faces. A coolant channel 22 or 23 emerges behind each of the cutting inserts and merges into a common axial channel 24 to the right.

Der Bund 17 hat an seiner nach rechts weisenden Seite eine Anlagefläche 26 und einen davon koaxial zur Werkzeuglängsachse 18 abstehenden Zentrierzapfen Daran schließt sich ein Spannansatz 28 an. In der Ansicht gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß dieser Spannansatz 28 durch eine zu seiner endseitigen StirnflächeThe collar 17 has a contact surface 26 on its side pointing to the right and a centering pin projecting therefrom coaxially to the longitudinal tool axis 18 This is followed by a clamping attachment 28. In the view according to FIG. 2, it is closed recognize that this clamping shoulder 28 by a to its end face

offene Quernut 31 in zwei symmetrisch zur Werkzeuglängsachse 18 verlaufende Spannfinger 32 und 33 geteilt ist. Bezüglich einer der Blattebene der Fig. 2 entsprechenden Symmetrieebene, die in Fig. 4 mit der Bezugszahl 34 gekennzeichnet ist, haben die Spannfinger 32 und 33 diametral gegenüberliegende und zur endseitigen Stirnfläche 29 hin divergierende erste Schrägflächen 36, 37, 38 und 39 eingeformt. In der Ansicht der Fig. 1 liegen die ersten Stirnflächen 36 und 37 sowie 38 und 39 jeweils paarweise fluchtend hintereinander und die Fig. veranschaulicht, daß die jeweils miteinander fluchtenden Schrägflächen, z. B. 38 und 39, als in einer gemeinsamen Schrägebene liegende Planflächen ausgebildet sind. Von den ersten Schrägflächen gehen kurze, zueinander parallele Freiflächen 41, 42, 43 und 44 aus, die in zum Zentrierzapfen 27 hin divergierende Paare von dritten Schrägflächen 46, 47, 48 und 49 übergehen. Auch die vorgenannten Flächen sind in der Ansicht gemäß Fig. 1 paarweise zueinander fluchtend und als in einer gemeinsamen Ebene jeweils liegende Planflächen ausgebildet. Diese Ausbildung läßt sich sehr einfach mit einem Winkelfräser ausführen, der radial über den Spannansatz geführt wird. Es versteht sich, daß die Freiflächen 41 bis 44 auch als Übergangsbögen gestaltet sein können. Die ersten Schrägflächen 36 bis 39 schließen zweckmäßigerweise mit den dritten Schrägflächen 46 bis einen Winkel von etwa 90° ein und sind gegenüber der Symmetrieebene 34 um 45° geneigt.open transverse groove 31 in two symmetrical to the tool longitudinal axis 18 Clamping fingers 32 and 33 is divided. With regard to a plane of symmetry corresponding to the plane of the sheet in FIG. 2, which is identified by the reference number 34 in FIG. 4 is, the clamping fingers 32 and 33 have diametrically opposite first inclined surfaces 36, 37, 38 diverging towards the end face 29 and 39 molded in. In the view of FIG. 1, the first end faces 36 are located and 37 as well as 38 and 39 in pairs in alignment one behind the other and the FIG. B. 38 and 39, designed as plane surfaces lying in a common inclined plane are. From the first inclined surfaces there are short, parallel open spaces 41, 42, 43 and 44, which merge into pairs of third inclined surfaces 46, 47, 48 and 49 diverging towards the centering pin 27. Also the aforementioned In the view according to FIG. 1, surfaces are mutually aligned in pairs and are designed as flat surfaces lying in a common plane. These Training can be carried out very easily with an angle milling cutter that is guided radially over the clamping attachment. It goes without saying that the open spaces 41 to 44 can also be designed as transition arches. The first inclined surfaces 36 to 39 expediently close with the third inclined surfaces 46 to an angle of approximately 90 ° and are opposite the plane of symmetry 34 inclined at 45 °.

Der Werkzeughalter 12 hat eine zum Werkzeug weisende Ringfläche 51 und eine zur Werkzeuglängsachse 18 koaxiale Zentrierbohrung 52, in die der Zentrierzapfen 27 eingepaßt ist. An die Zentrierbohrung 52 schließt sich eine zweckmäßigerweise ebenfalls zylindrische Freistellung 53 an, die Platz schafft für den Spannansatz 28. In der Fig. 1 ist darüber hinaus noch ein weiter nach rechts führender Kühlmittelkanal 54 zu erkennen, der über eine in Fig. 3The tool holder 12 has an annular surface 51 facing the tool and a Centering bore 52 coaxial with the longitudinal axis of the tool 18, into which the centering pin 27 is fitted. An expediently closes at the centering bore 52 also cylindrical clearance 53, which creates space for the clamping attachment 28. In FIG. 1 there is also a further after to the right leading coolant channel 54 can be seen, which via a in FIG. 3

strichliert angedeutete Bohrung zu einer nicht besonders dargestellten Anschlußstelle an der Werkzeugaufnahme führt. Der Werkzeughalter 12 wird im Bereich der Freistellung 53 von einer durchgehenden Radialbohrung 56 durchsetzt, wie dies die Ansichten der Fig. 1, 3 und 4 veranschaulichen. Die Radialbohrung 56 ist senkrecht zur Symmetrieeoene 34 ausgerichtet und damit parallel zur Quernut 31. In der Radialbohrung ist beidseits der vorgenannten Symmetrieebene 34 je ein Spannzylinder 57 bzw. 58 radial verschiebbar geführt und die einwärts weisenden Stirnseiten sind als zu den ersten Schrägflächen korrespondierende zweite Schrägflächen 59 bzw. 61 und 62 gemäß Fig. 3, 5 und 6 ausgebildet. Die Fig. 5 und 6 lassen deutlich erkennen, daß diese in Blickrichtung der Symmetrieebene 34 gesehen hintereinander fluchtenden Schrägflächen am Beispiel der zweiten Schrägflächen 61 und 62 als in einer gemeinsamen Schrägebene liegende Planflächen ausgebildet sind. Demgemäß ist diese Planfläche ebenfalls gegenüber der Werkzeuglängsachse 18 um 45° geneigt. Aus Symmetrie- und Stabilitätsgründen weisen die Spannzylinder 57 und 58 auch zu den dritten Schrägflächen 46 bis 49 korrespondierende vierte Schrägflächen 63 bzw. 64 und 66 auf, so daß die Spannzylinder bezüglich einer zur Ringfläche 51 parallelen ersten Radialebene 67 symmetrisch ausgeführt sind.Hole indicated by dashed lines to a connection point not specifically shown leads to the tool holder. The tool holder 12 is penetrated by a continuous radial bore 56 in the area of the clearance 53, as the views of FIGS. 1, 3 and 4 illustrate. The radial bore 56 is oriented perpendicular to the symmetry axis 34 and thus parallel to the transverse groove 31. In the radial bore is on both sides of the aforementioned Plane of symmetry 34 each one clamping cylinder 57 and 58 guided radially displaceably and the inwardly pointing end faces are as second inclined surfaces 59 or 61 and 62 according to FIGS. 3, 5, which correspond to the first inclined surfaces and 6 formed. 5 and 6 clearly show that this is in the viewing direction the plane of symmetry 34 seen one behind the other aligned inclined surfaces using the example of the second inclined surfaces 61 and 62 are designed as plane surfaces lying in a common inclined plane. Accordingly, this is a plane surface also inclined by 45 ° with respect to the tool longitudinal axis 18. For reasons of symmetry and stability, the clamping cylinders 57 and 58 fourth inclined surfaces also corresponding to the third inclined surfaces 46 to 49 63 or 64 and 66, so that the clamping cylinders are designed symmetrically with respect to a first radial plane 67 parallel to the annular surface 51.

Wie insbesondere die Fig. 4 zeigt, haben die Spannzylinder 57 und 58 an ihrem Außenumfang eine Abflachung 68, die nicht zu den gegenüberliegenden Stirnflächen 69 bzw. 71 reicht, wodurch diese Abflachung den Charakter einer in Radialrichtung beidendig begrenzten Nut erhält. Gemäß Fig. 4 ist im Bereich der Abflachungen beider Spannzylinder jeweils ein radial bezüglich der Radialbohrung 56 einwärts vorspringender Sicherungsbolzen 72 bzw. 73 vorgesehen, vorzugsweise in Gestalt eines Gewindestiftes, der in eine entsprechende Gewinde-As shown in particular in FIG. 4, the clamping cylinders 57 and 58 have on their The outer circumference of a flat 68, which does not lead to the opposite end faces 69 or 71 is sufficient, as a result of which this flattening has the character of a groove delimited at both ends in the radial direction. According to Fig. 4 is in the area of the flattened areas of both clamping cylinders each one radially with respect to the radial bore 56 inwardly protruding locking bolts 72 or 73 are provided, preferably in the form of a threaded pin, which is inserted into a corresponding threaded

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bohrung 74 eingedreht wird. Dieser Sicherungsbolzen 72, 73 sichert den zugehörigen Spannzylinder 57, 58 gegenüber Verdrehung und auch dagegen, daß sie zu weit aus der Radialbohrung 56 herausgezogen werden.bore 74 is screwed in. This securing bolt 72, 73 secures the associated Clamping cylinders 57, 58 against rotation and also against the fact that they are pulled too far out of the radial bore 56.

Die Spannzylinder 57 und 58 sind gemäß Fig. 4 mit miteinander fluchtenden Gewindebohrungen 76 und 77 versehen, die gleiche Steigung, jedoch gegensätzlichen Steigungssinn haben.The clamping cylinders 57 and 58 are aligned with one another as shown in FIG Tapped holes 76 and 77 provided, the same pitch, but opposite Have a sense of incline.

Eine als Differentialschraube ausgebildete Halteschraube 78, die in Fig. 5 auch als Einzelteil dargestellt ist, weist demgemäß an den beiden endseitigen Gewindepartien Außengewinde 79 und 81 mit gegensätzlichem Steigungssinn auf. Der gewindelose Mittelschaft 82 ist nach Art einer üblichen Spannschraube im Durchmesser reduziert und im Vergleich zur lichten Weite der Quernut 31 des Spannansatzes 28 ( Fig. 2 ) um mindestens etwa 2 bis 3 mm kleiner, wodurch der im zusammengebauten Zustand vorliegende Spalt zwischen dem Mittelschaft und den Spannfingern 32 und 33 ausreichend groß bemessen ist, um die Strömung des Kühlmittels nicht zu behindern. Spannschrauben mit schlankem Mittelschaft sind käufliche Massenware und sie sind bekanntlich mit extrem hohen Zugkräften belastbar. Beide Enden der Halteschraube 78 sind mit einem Innensechskant 83 bzw. 84 versehen, so daß die Halteschraube von beiden Seiten her mittels eines geeigneten Werkzeugs betätigt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß man unabhängig von der jeweiligen Drehlage des Werkzeughalters 12 stets einen Innensechskant in griffgünstiger Lage zur Verfugung hat. Auch kann man bedarfsweise zugleich zwei Werkzeuge ansetzen, um gegebenenfalls eine festsitzende Halteschraube zu lösen.A retaining screw 78 designed as a differential screw, which is shown in FIG. 5 is also shown as a single part, accordingly has external threads 79 and 81 with opposite pitch directions on the two end-side thread portions on. The threadless central shaft 82 is reduced in diameter in the manner of a conventional clamping screw and compared to the clear width of the transverse groove 31 of the Clamping shoulder 28 (Fig. 2) smaller by at least about 2 to 3 mm, whereby the gap between the central shaft in the assembled state and the clamping fingers 32 and 33 are sized sufficiently large to accommodate the flow not to obstruct the coolant. Tensioning screws with a slim central shaft are commercially available mass-produced goods and they are known to have extremely high tensile forces durable. Both ends of the retaining screw 78 have a hexagon socket 83 and 84 provided so that the retaining screw from both sides can be operated by means of a suitable tool. This has the advantage that it is always independent of the respective rotational position of the tool holder 12 has a hexagon socket in a handy location. You can too if necessary, use two tools at the same time to remove a stuck one if necessary Loosen the retaining screw.

Die Fig. 1 veranschaulicht den Werkzeughalter 12 im gelösten Zustand, d. h. die Spannzylinder 57 und 58 sind durch Betätigung der Halteschraube 78 so weitFig. 1 illustrates the tool holder 12 in the released state, i. H. the clamping cylinders 57 and 58 are so far by actuating the retaining screw 78

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radial nach außen verschoben, daß die inneren Stirnflächen 71 voneinander einen ausreichend großen Abstand haben, um den h ammerförmig sich verbreiternden Spannansatz 28 zwischen sich passieren zu lassen. In dieser Stellung ist es also möglich, das Werkzeug 11 in den Werkzeughalter 12 einzuführen, wobei natürlich darauf zu achten ist, daß das Werkzeug 11 eine solche relative Drehlage einnimmt, bei der der Mittelschaft 82 der Halteschraube 78 in die Quernut 31 des Spannansatzes 28 eindringen kann. Dies wird, wie insbesondere die Fig. 2 veranschaulicht; durch einen in die Ringfläche 51 des Werkzeughalters 12 achsparallel in einer Bohrung 86 gehaltenen Positionierstift 87 gewährleistet, der in eine von 180° gegeneinander versetzten korrespondierenden Positionierbohrungen 88 bzw. 89 in der Anlagefläche 26 des Werkzeugs 11 eintauchen kann.shifted radially outward that the inner end faces 71 from each other have a sufficiently large distance around the hammer-shaped widening To let clamping approach 28 happen between them. In this position it is therefore possible to introduce the tool 11 into the tool holder 12, wherein Of course, care must be taken that the tool 11 assumes such a relative rotational position in which the central shaft 82 of the retaining screw 78 in the Transverse groove 31 of the clamping attachment 28 can penetrate. This is illustrated, as in particular FIG. 2; by one in the annular surface 51 of the tool holder 12 axis-parallel held positioning pin 87 in a bore 86 ensures, in one of the corresponding positioning holes offset by 180 ° from one another 88 or 89 can dip into the contact surface 26 of the tool 11.

Wenn das Werkzeug 11 mit seinem Spannansatz 28 und dem Zentrierzapfen 27 in die Zentrierbohrung 52 und die Freistellung 53 so weit eingeschoben ist, daß die Anlagefläche 26 an der Ringfläche 51 aufliegt, wird die Halteschraube 78 wahlweise von einem ihrer beiden Enden her gedreht, wodurch zufolge der gegenläufigen Gewinde die beiden Spannzylinder 57 und 58 sich aufeinander zu bewegen. Im Zuge dieser Bewegung treffen die zweiten Schrägflächen der Spannzylinder auf die ersten Schrägflächen der Spannfinger (in Fig. 3 sind die zweiten Schrägflächen 59 und 61 sowie die ersten Schrägflächen 38 und 36 zu sehen), womit durch die einsetzende Keilwirkung der aufeinandergleitenden Schrägflächen die Spannfinger axial angezogen werden. Die Spannzylinder 57 und 58 haben eine Bewegungsfreiheit entlang der Raäialbohrung 56, also senkrecht zur Symmetrieebene 34 und die aufeinandergleitenden Schrägflächen ergeben zufolge ihrer planen Gestalt eine Bewegungsfreiheit zwischen den Spannfingern und den Spannzylindern in der Richtung der Symmetrieebene, so daß auch bei einem Versatz der Mittenachse der Radialbohrung 56 dennoch gewährleistet ist,When the tool 11 with its clamping attachment 28 and the centering pin 27 is pushed so far into the centering bore 52 and the clearance 53 that the contact surface 26 rests on the annular surface 51, the retaining screw 78 optionally rotated from one of its two ends, as a result of which the opposite Thread the two clamping cylinders 57 and 58 move towards one another. In the course of this movement, the second inclined surfaces meet the Clamping cylinder on the first inclined surfaces of the clamping fingers (in Fig. 3 the second inclined surfaces 59 and 61 as well as the first inclined surfaces 38 and 36 can be seen), whereby the onset of the wedge effect of the sliding one on top of the other Inclined surfaces the clamping fingers are tightened axially. The clamping cylinders 57 and 58 have freedom of movement along the radial bore 56, that is, perpendicular to the plane of symmetry 34 and the inclined surfaces sliding on one another result in freedom of movement between the clamping fingers due to their planar shape and the clamping cylinders in the direction of the plane of symmetry, so that even with an offset of the center axis of the radial bore 56 is still ensured

daß der Spannansatz 28 ausschließlich mit einer axialen Spannkraft angezogen wird. Daher wird die Anlagefläche 26 zuverlässig gleichmäßig gegen die Ringfläche 51 gepreßt. Der Kraftfluß verläuft von den Spannfingern über die Spannzylinder und deren zylindrisch glatte Außenwand zur ebenfalls zylindrisch glatten Innenwand der Radialbohrung 56, so daß zwischen den beiden gegeneinander zu verspannenden Teilen, nämlich dem Werkzeug und dem Werkzeughalter, lediglich ein einziges bewegliches Zwischenstück, nämlich ein Spannzylinder eingefügt ist. Da die Kräfte über definierte glatte Flächen übertragen werden, werden die mit einer Linienpressung verbundenen Nachteile vermieden, und vor allem befindet sich kein Gewinde im Kraftweg der Spannkraft. Die Halteschraube 78 wird ausschließlich auf Zug belastet, während Kippmomente in den Spannzylindern durch die fertigungstechnisch einwandfrei zu gewährleistende Führung der Spannzylinder in der Radialbohrung 56 aufgefangen werden. Somit treten auch keine die Betätigung der Haltschraube behindernden zusätzlichen Klemmkräfte im Bereich zwischen Außengewinde und Gewindebohrung auf.that the clamping lug 28 tightened exclusively with an axial clamping force will. Therefore, the contact surface 26 is reliably and evenly pressed against the annular surface 51. The power flow runs from the clamping fingers over the Clamping cylinder and its smooth cylindrical outer wall to the likewise cylindrical smooth inner wall of the radial bore 56, so that between the two against each other parts to be clamped, namely the tool and the tool holder, only a single movable intermediate piece, namely a clamping cylinder, is inserted. Because the forces are transmitted over defined smooth surfaces the disadvantages associated with linear compression are avoided and, above all, there is no thread in the force path of the clamping force. the Retaining screw 78 is only subjected to tensile loading during tilting moments in the clamping cylinders by the production technology that can be guaranteed to be flawless Guide the clamping cylinder in the radial bore 56 are collected. Thus, there are also no additional obstacles to the actuation of the retaining screw Clamping forces in the area between the external thread and the threaded hole.

Die Funktion des Zentrierens wird von Elementen ausgeführt, die von den Elementen für das Spannen in axialer Richtung räumlich getrennt sind, so daß sich deren Bearbeitung ausschließlich an der ihnen zugedachten Funktion optimal orientieren kann. So hat z. B. die Zentrierbohrung 52 eine durch keinerlei Radialbohrungen unterbrochene Wandfläche, so daß hier für eine paßgenaue Fertigung ideale Voraussetzungen vorhanden sind.The function of centering is performed by elements that are supported by the Elements for clamping are spatially separated in the axial direction, so that their processing is only optimally based on the function intended for them can orient. So has z. B. the centering hole 52 is a wall surface that is not interrupted by any radial bores, so that here for a precisely fitting Manufacturing ideal conditions are present.

Die Darstellung in Fig. 3 veranschaulicht, daß die Spannfinger in dem die ersten und dritten Schrägflächen betreffenden Abschnitt bezüglich einer zur Anlagefläche 26 parallelen zweiten Radialebene 91 symmetrisch sind, wobei die beiden Radialebenen 67 und 91 im dargestellten Verbindungszustand gering-The representation in Fig. 3 illustrates that the clamping fingers in which the first and third inclined surfaces are symmetrical with respect to a second radial plane 91 parallel to the contact surface 26, wherein the two radial planes 67 and 91 in the connection state shown slightly

fügig axial gegeneinander versetzt sind, um zu gewährleisten, daß nur die ersten Schrägflächen mit den korrespondierenden zweiten Schrägflächen in Eingriff kommen.are docile axially offset from one another to ensure that only the first inclined surfaces come into engagement with the corresponding second inclined surfaces.

Wenn der Positionierstift 87 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Werkzeughalter 12 fixiert wird, so hat dies den Vorteil, daß man solche Stifte einspart, da naturgemäß die Anzahl der Werkzeughalter geringer ist als die Vielzahl der vorhandenen Werkzeuge. Daß dem Positionierstift 87 zwei um 180° gegeneinander versetzte Positionierbohrungen 88 und 89 im Werkzeug 11 zugeordnet werden, hat Vorteile bei der Anwendung bei Bearbeitungszentren mit einem sogenannten Revolverkopf. Wie schon aus der Fig. hervorgeht, ist der Werkzeughalter 12 zufolge seines Keilzapfens an eine bestimmte Einbaulage gebunden, die natürlich in der Werkzeugaufnahme vorgegeben wird. Nun kann es natürlich sein, daß die Werkzeugaufnahme nicht bei allen Maschinen gleich ist, sondern zu um 180° unterschiedlichen Positionen des Werkzeughalters führt. Nun ist man aber beim Betreiben eines Vollbohrers bestrebt, die äußere Schneide 19 (Fig. 1) horizontal auszurichten (wenn das Werkzeug feststehend gehalten wird), weil dies einen besseren Spanablauf gewährleistet und schließlich soll diese äußere Schneide möglichst zum Bediener hinweisen, weil dieser dann am besten Einblick in die herzustellende Bohrung gewinnt. Dadurch, daß also das Werkzeug zufolge der beiden gegenüberliegenden Positionierbohrungen 88 und 89 wahlweise in zwei um 180° gegeneinander verdrehten Positionen in den Werkzeughalter 12 eingesetzt werden kann, ist es möglich, die vorstehende Bedingung unabhängig vom Befestigungssystem des Werkzeughalters 12 in der Werkzeugaufnahme zu erfüllen.If the positioning pin 87 according to the embodiment shown in Tool holder 12 is fixed, this has the advantage that such pins are saved, since the number of tool holders is naturally smaller than the multitude of tools available. That the positioning pin 87 Assigning two positioning bores 88 and 89 offset from one another by 180 ° in the tool 11 has advantages when used in machining centers with a so-called revolver head. As can already be seen from the figure, the tool holder 12 is attached to a specific one as a result of its wedge pin Bound installation position, which is of course specified in the tool holder. Now it can of course be the case that the tool holder does not work with all Machine is the same, but leads to 180 ° different positions of the tool holder. But now you are operating a full drill endeavors to align the outer cutting edge 19 (Fig. 1) horizontally (if that Tool is held stationary), because this ensures a better chip flow and ultimately this outer cutting edge should be as close as possible to the operator because this is the best way to get a glimpse of the hole to be drilled. In that so the tool according to the two opposite Positioning bores 88 and 89 can optionally be inserted into the tool holder 12 in two positions rotated by 180 ° relative to one another it is possible to meet the above condition independently of the fastening system of the tool holder 12 in the tool holder.

Bezüglich der aufeinanderliegenden Anlagefläche 26 und Ringfläche 51 hat esWith regard to the contact surface 26 and the annular surface 51 lying on top of one another, it has

sich als vorteilhaft erwiesen, zumindest eine dieser Flächen mit einem sogenannten Hohlschliff im Bereich von 3 - 4 pm zu versehen, womit also diese Fläche im nicht gespannten Zustand leicht kegelig erscheint. Im gespannten Zustand jedoch pressen sich die beiden Flächen vollflächig aneinander.proved to be advantageous to at least one of these surfaces with a so-called To provide a hollow section in the range of 3 - 4 pm, which means this Surface appears slightly conical when not clamped. I'm tense State, however, the two surfaces press against each other over the entire surface.

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Claims

PATENT Attorney DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN Sindelfingen-Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32 / 34- Telephone 07031/86501 Telex 7265509 rose d 12 394 September 13, 1984 Claims:

1. Axial clamping connection between a tool holder and a tool, such as milling cutters, reamers and, in particular, full drills, the tool holder being cylindrical to the longitudinal axis of the tool has a coaxial centering bore and an annular surface oriented perpendicular to the tool longitudinal axis and pointing towards the tool and the tool has an annular contact surface that can be pressed against the annular surface and one projecting therefrom to the longitudinal axis of the tool has coaxial centering pin which is fitted into the centering bore, and furthermore in the region of the nested parts of the tool and tool holder an externally operable, radially arranged retaining screw comprising clamping elements are provided, which are located on the Support the tool holder on the one hand and on the tool on the other hand, and a radial force caused by the retaining screw in a contact surface against implement the axial clamping force pressing the ring surface, characterized in that

that on the tool (11) a subsequent to the centering pin (27) Clamping shoulder (28) is integrally formed, which by one to its end The end face (29) of the open transverse groove (31) is divided into two clamping fingers (32, 33) running symmetrically to the longitudinal axis (18) of the tool, that the tool holder (12) adjoins the centering bore (52) has coaxial clearance (53) for the clamping attachment (28) and that the retaining screw (78) has a diameter of the clamping attachment (28) has outstanding length and with their radial on both sides

over the clamping attachment (28) protruding ends in the direction of the tool longitudinal axis (18) is held within a radial bore (56) crossing the tool holder (12) in the region of the clearance (53).

2. Axial clamping connection according to claim 1, characterized in that

that the clamping fingers (32, 33) with respect to a perpendicular to the plane of the The first plane of symmetry (34) aligned with the transverse groove (31) is diametrically opposite and diverges towards the end face (29) Inclined surfaces (36, 37, 38, 39) have formed that the radial bore (56) of the tool holder (12) perpendicular to the Plane of symmetry (34) is aligned,

that a clamping cylinder (57, 58) is guided radially displaceably in the radial bore (56) on both sides of the aforementioned plane of symmetry (34), wherein on their end faces (71) facing the first inclined surfaces (36, 37, 38, 39), corresponding second inclined surfaces in each case (59, 61,62) are formed,

and that the retaining screw (78) in the two clamping cylinders (57, 58) is supported radially with respect to the tool longitudinal axis (18).

3. Axial clamping connection according to claim 2, characterized in that the retaining screw (78) is designed as a differential screw and the clamping cylinders (57, 58) threaded bores (76, 77) coaxial to one another with the same pitch, but opposite pitch directions exhibit.

4. Axial clamping connection according to claim 3, characterized in that

that both ends of the retaining screw (78) with a hexagon socket (83, 84) provided and accessible from the outside.

5. Axial clamping connection according to claim 2, characterized in that that the clamping fingers (32, 33) are diametrically opposite with respect to the plane of symmetry (34) and proceed from the first inclined surfaces short mutually parallel open spaces (41, 42, 43, 44) and third inclined surfaces starting from these and diverging towards the centering pin (27) (46, 47, 48, 49) have formed.

6. Axial clamping connection according to claim 5, characterized in that

that on the front sides of the clamping cylinder (57, 58) also to the third Inclined surfaces (46-49) corresponding fourth inclined surfaces (63, 64, 66) are formed, so that the clamping cylinders (57, 58) with respect to a to Ring surface (51) parallel to the first radial plane (67) are symmetrical and the clamping fingers (32, 33) in which the first and third inclined surfaces relevant section are symmetrical with respect to a second radial plane (91) parallel to the contact surface (26), the first and second Radial plane (67, 91) are slightly axially offset from one another in the connected state.

7. Axial clamping connection according to one of the preceding claims,

characterized in that seen in the direction of the plane of symmetry (34) the first inclined surfaces (36, 37, 38, 39) of the one behind the other Clamping fingers (32, 33) are aligned with one another in pairs and the aligned inclined surfaces (36/37, 38/39) are in a common one Inclined horizontal plane surfaces are formed.

8. Axial clamping connection according to claim 7, characterized in that

that the second inclined surfaces (59, 61, 62) of each clamping cylinder (57, 58) are designed as plane surfaces lying in a common inclined plane.

9. Axial clamping connection according to claim 7 or 8, characterized in that that the inclined plane of the plane surfaces is inclined 45 ° with respect to the tool longitudinal axis (18).

10. Axial clamping connection according to claim 2 and claim 3, characterized in that the clamping cylinder (57, 58) on its outer circumference are provided with a flat area (68) which does not extend to the opposite end faces (69, 71) and that in the radial bore (56) of the tool holder (12) in the area of the flattened areas (68) of both clamping cylinders, locking bolts (72, 73) projecting radially inward are provided are.

11. Axial clamping connection according to claim 3, characterized in that that the retaining screw (78) between the end-side thread portions (79, 81) with a reduced diameter, threadless central shaft (82) is formed.

12. Axial clamping connection according to claim 11, characterized in that that the diameter of the central shaft (82) is at least 2-3 mm smaller than the inside width of the transverse groove (31) in the clamping shoulder (28).

13. Axial clamping connection in particular according to one of the preceding Claims, characterized in that

that in the annular surface (51) of the tool holder (12) an axially parallel protruding positioning pin (87) is inserted and that in the contact surface (26) of the tool (11) in two by 180 ° against each other

offset positions corresponding positioning holes (88.89) are introduced.

14. Axiai clamping connection according to claim 13, characterized in that that the positioning pin (87) and the positioning bores (88,89) lie in the plane of symmetry (34).