DE3501889C1

DE3501889C1 - Chuck for rotating tools

Info

Publication number: DE3501889C1
Application number: DE3501889A
Authority: DE
Inventors: Otto 7121 Löchgau Eckle
Original assignee: Komet Praezisionswerkzeuge Robert Breuning GmbH
Current assignee: Komet Praezisionswerkzeuge Robert Breuning GmbH
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-17

Abstract

The chuck for rotating tools (10) having a cylindrical shank (9) has a supporting body (1), which can be connected to the spindle of a machine tool, and a tool holder (7) which is connected in a centred manner to the supporting body (1) and has a concentric, cylindrical location bore (8) for accommodating the tool shank (9). A clamping roller (14) is mounted with considerable clearance in a transverse bore (13) adjoining the cylindrical location bore (8) and running perpendicularly to the location bore (8). In the tool holder (7), a clamping slide (17) is mounted in an axially displaceable manner in a bearing bore (16) running parallel to the location bore (8). The clamping slide (17) has a clamping surface (18) running at an acute angle ( mu ) to its axis and bearing against the clamping roller (14). Provided in the tool holder (7) is a chucking device (20, 22, 25, 26) with which a chucking force acting essentially in the axial direction of the clamping slide (17) can be produced on the latter. Provided on the tool shank (9) is a flat (19) which runs parallel to the shank axis and against which the clamping roller (14) can be pressed. <IMAGE>

Description

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Wälzkörper eine Klemmrolle ist, die mit großem Spiel in einer senkrecht zur Aufnahmebohrung verlaufenden beidseitig geschlossenen Querbohrung gelagert ist, daß in dem Werkzeughalter in einer parallel zur Aufnahmebohrung verlaufenden Lagerbohrung ein Klemmschieber axial verschiebbar gelagert ist, der eine in einem spitzen Winkel zu seiner Achse verlaufende, an der Klemmrolle anliegende Klemmfläche aufweist, daß in dem Werkzeughalter eine Spanneinrichtung vorgesehen ist, mit der auf den Klemmschieber eine im wesentlichen in dessen Achsrichtung wirkende Spannkraft erzeugbar ist, und daß die Aussparung am Werkzeugschaft eine parallel zur Schaftachse verlaufende Anflachung ist. This is achieved according to the invention in that the rolling element is a pinch roller with a large amount of play in a perpendicular to the mounting hole running transverse bore closed on both sides is, that in the tool holder in a bearing bore running parallel to the receiving bore a slide clamp is axially displaceable, one at an acute angle has a clamping surface extending to its axis and resting on the clamping roller, that in the tool holder a clamping device is provided with which on the Clamping slide a clamping force acting essentially in its axial direction can be generated is, and that the recess on the tool shaft is a parallel to the shaft axis Flattening is.

Die Verwendung einer Klemmrolle, die mit einer Anflachung am Werkzeugschaft zusammenwirkt, ermöglicht die Übertragung eines verhältnismäßig großen Drehmomentes trotz Verwendung von nur einer Klemmrolle. Dadurch, daß die Klemmrolle in einer Querbohrung angeordnet ist, deren Enden beidseitig geschlossen sind, kann sie aus der Querbohrung nicht herausfallen, wenn sich kein Werkzeugschaft in der Aufnahmebohrung befindet. Hierdurch wird der Werkzeugwechsel wesentlich vereinfacht. Man braucht nämlich lediglich nur die auf den Klemmschieber wirkende Spannkraft aufzuheben. Die Anflachung am Werkzeugschaft ist einfach herstellbar. Die Klemmrolle kann an einer beliebigen Stelle der Anflachung angreifen, so daß es möglich ist, den Werkzeugschaft gegenüber der Aufnahmebohrung in axialer Richtung einzustellen. The use of a pinch roller that has a flat on the tool shank cooperates, enables the transmission of a relatively large torque despite the use of only one pinch roller. The fact that the pinch roller in a Transverse bore is arranged, the ends of which are closed on both sides, they can from of the cross hole do not fall out if there is no tool shank in the location hole is located. This considerably simplifies the tool change. You need namely only to cancel the clamping force acting on the clamping slide. The flattening on the tool shank is easy to produce. The pinch roller can on attack any point of the flat, so that it is possible to use the tool shank to be set in relation to the mounting hole in the axial direction.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet. Further advantageous refinements are given in the remaining subclaims marked.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. l, F i g. 3 eine Stirnansicht des Spannfutters in Richtung IllderFig. l, Fig.4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt. The invention is in the following, based on several exemplary embodiments explained in more detail. It shows F i g. 1 a first embodiment in longitudinal section, 2 shows a cross section along the line II-II of FIGS. 1, F i g. 3 is an end view of the chuck in the direction of Illder l, Figure 4 a second embodiment in longitudinal section.

Der Tragkörper 1 weist an seinem hinteren Ende einen zylindrischen Schaft 2 auf, mit welchem er in eine entsprechende zylindrische Aufnahmebohrung einer nicht dargestellten Werkzeugmaschinenspindel einsteckbar ist. Die Verbindung zwischen dem zylindrischen Schaft 2 und der Werkzeugmaschinenspindel kann über einen in einer Querbohrung 3 des Schaftes verschiebbar gelagerten Spannbolzen 4 in ähnlicher Weise erfolgen, wie es in der DE-PS 31 08 439 beschrieben ist. Anstelle des zylindrischen Schaftes 2 kann jedoch auch ein Kegelschaft oder ein beliebiger anderer Schaft vorgesehen sein, der üblicherweise zur Verbindung eines Werkzeuges mit der Spindel einer Werkzeugmaschine verwendet wird. The support body 1 has a cylindrical at its rear end Shank 2, with which it is in a corresponding cylindrical receiving bore a machine tool spindle, not shown, can be inserted. The connection between the cylindrical shaft 2 and the machine tool spindle can be via a in a transverse bore 3 of the shaft displaceably mounted clamping bolt 4 in a similar way In the manner described in DE-PS 31 08 439. Instead of the cylindrical Shank 2 can, however, also be a tapered shank or any other desired shank be, which is usually used to connect a tool to the spindle of a machine tool is used.

Der Tragkörper 1 weist ferner eine zylindrische Bohrung 5 auf, in welche der zylindrische Schaft 6 des Werkzeughalters 7 mit geringem Spiel von beispielsweise 0,08 mm eingreift. Der Werkzeughalter 7 weist eine zentrische Aufnahmebohrung 8 auf, die zweckmäßig als Paßbohrung ausgebildet ist. In diese Aufnahmebohrung 8 greift der zylindrische Schaft 9 eines rotierenden Werkzeuges 10, beispielsweise einer Reibahle, eines Bohrers oder auch eines Fräsers ein. The support body 1 also has a cylindrical bore 5, in which the cylindrical shaft 6 of the tool holder 7 with little play of, for example 0.08 mm engages. The tool holder 7 has a central receiving bore 8 on, which is expediently designed as a fitting bore. In this mounting hole 8 engages the cylindrical shaft 9 of a rotating tool 10, for example one A reamer, a drill or a milling cutter.

Damit das Werkzeug 10 in axialer Richtung eingestellt werden kann, ist am inneren Ende der Aufnahmebohrung 8 eine Schulter 11 vorgesehen, in welche eine Stellschraube 12 in Achsrichtung der Aufnahmebohrung 8 verschraubbar ist. So that the tool 10 can be adjusted in the axial direction, a shoulder 11 is provided at the inner end of the receiving bore 8, in which an adjusting screw 12 can be screwed in the axial direction of the receiving bore 8.

Der Werkzeughalter 7 ist ferner im Bereich der Auf- nahmebohrung 8 mit einer Querbohrung 13 versehen, in welcher mit verhältnismäßig großem Spiel eine Klemmrolle 14 angeordnet ist. Die Querbohrung 13 ist durch die Schraube 15 geschlossen, so daß die Klemmrolle 14 aus der Querbohrung 13 nicht herausfallen kann. In dem Werkzeughalter 7 ist ferner in einer parallel zur Aufnahmebohrung 8 verlaufenden Lagerbohrung 16 ein Klemmschieber 17 axial verschiebbar gelagert. Dieser Klemmschieber 17 weist an seinem vorderen Ende eine Klemmfläche 18 auf, die mit der Klemmrolle 14 zusammenwirkt. Der wirksame Teil dieser Klemmfläche 18 ist gegenüber der Achse A der Aufnahmebohrung 8 in einem Winkel geneigt, der kleiner ist als der Reibungswinkel. Die Klemmfläche liegt an der dem freien Ende der Aufnahmebohrung 8 zugekehrten Seite der Klemmrolle 14 an. Wird auf den Klemmschieber 17 eine Spannkraft in Richtung S ausgeübt, so drückt die Klemmfläche 18 die Klemmrolle 14 gegen eine parallel zur Achse des Schaftes 9 verlaufende Anflachung 19. Mittels der Klemmrolle 14 wird der Schaft 9 in der Aufnahmebohrung 8 sicher gespannt, wobei die Klemmrolle 14 dank Linienberührung zwischen ihr und der Klemmfläche 18 bzw. der Anflachung 19 auch die Übertragung eines verhältnismäßig großen Drehmomentes ermöglicht. The tool holder 7 is also in the area of the receiving hole 8 provided with a transverse hole 13, in which a relatively large game Pinch roller 14 is arranged. The cross hole 13 is closed by the screw 15, so that the pinch roller 14 cannot fall out of the transverse bore 13. By doing The tool holder 7 is also in a parallel to the receiving bore 8 Bearing bore 16, a clamping slide 17 mounted so as to be axially displaceable. This clamp slide 17 has at its front end a clamping surface 18, which with the pinch roller 14 cooperates. The effective part of this clamping surface 18 is opposite the axis A of the receiving bore 8 inclined at an angle which is smaller than the angle of friction. The clamping surface lies on the side facing the free end of the receiving bore 8 the pinch roller 14. If the clamping slide 17 is a clamping force in the direction S exercised, the clamping surface 18 presses the pinch roller 14 against a parallel to Axis of the shaft 9 running flat 19. By means of the pinch roller 14 is the Shank 9 securely clamped in the receiving bore 8, the clamping roller 14 thanks Line contact between it and the clamping surface 18 or the flat 19, too enables the transmission of a relatively large torque.

Gegebenenfalls kann die Klemmrolle 14 aus Hartmetall bestehen.If necessary, the pinch roller 14 can consist of hard metal.

Zur Erzeugung der Spannkraft in Richtung S können verschiedenartig ausgebildete Spanneinrichtungen vorgesehen sein. Wenn der Werkzeugschaft 9 automatisch gespannt bzw. entspannt werden soll, dann wird zweckmäßig die in Fig. 1 dargestellte Spanneinrichtung verwendet. Diese weist eine Federanordnung 20 in Form von mehreren Tellerfedern auf, die sich an der Schulter 11 abstützen. Die Federanordnung 20 ist in einer koaxial zur Aufnahmebohrung 8 vorgesehenen Längsbohrung 21 des Werkzeughalters 7 angeordnet. In dieser Längsbohrung ist ein Betätigungsschieber 22 axial verschiebbar gelagert. Der Betätigungsschieber weist ein im Durchmesser verjüngtes Teil 22a auf, welches durch ein Langloch 23 des Spannbolzens 4 hindurchgeführt ist. To generate the clamping force in direction S can be done in various ways trained clamping devices be provided. When the tool shank 9 automatically is to be tensioned or relaxed, then that shown in Fig. 1 is expedient Clamping device used. This has a spring arrangement 20 in the form of several Disc springs that are supported on the shoulder 11. The spring assembly 20 is in a longitudinal bore 21 of the tool holder provided coaxially to the receiving bore 8 7 arranged. An actuating slide 22 is axially displaceable in this longitudinal bore stored. The actuating slide has a part 22a that is tapered in diameter, which is passed through an elongated hole 23 of the clamping bolt 4.

Am hinteren Ende ist auf das verjüngte Teil 22a ein Betätigungskopf 24 aufgeschraubt. Auf den Betätigungskopf 24 kann eine nicht dargestellte, im Innern der Werkzeugmaschinenspindel verschiebbar angeordnete Betätigungsstange einwirken.At the rear end there is an actuating head on the tapered part 22a 24 screwed on. On the actuating head 24, a not shown, inside the machine tool spindle displaceably arranged actuating rod act.

Der Betätigungsschieber 22 weist einen Querschlitz 25 auf, in welchen formschlüssig ein Vorsprung 26 des Klemmschiebers 17 eingreift. Normalerweise wirkt die Federanordnung 20 auf den Betätigungsschieber 22 und erzeugt über die formschlüssige Verbindung 25, 26 am Klemmschieber 17 eine in Richtung S wirkende Spannkraft. Zum Lösen des Werkzeuges 10 drückt die in der Werkzeugmaschinenspindel vorgesehene Betätigungsstange in Richtung B auf den Betätigungskopf 24 und drückt damit den Betätigungsschieber entgegen der Spannkraft der Federanordnung 20 gemäß F i g. 1 nach rechts. Über die formschlüssige Verbindung 25, 26 wird der Klemmschieber 17 ebenfalls nach rechts gedrückt und hierdurch die Klemmfläche 18 von der Klemmrolle 14 wegbewegt. Damit ist die Klemmung zwischen der Klemmrolle 14 und der Anflachung 19 aufgehoben und das Werkzeug 10 kann leicht aus der Aufnahmebohrung 8 herausgezogen werden. Es wird dann ein anderes Werkzeug 10 mit seinem Schaft 9 in die Aufnahmebohrung 8 eingeschoben, so daß der Schaft 9 an der Stellschraube 12 zur Anlage kommt. Sobald dies geschehen ist, kann die Betätigungsstange in der Werkzeugmaschinenspindel zurückgezogen werden, so daß nunmehr der Klemmschieber 17 unter Wirkung der Federanordnung 20 in Richtung S verschoben wird und dabei seine Klemmfläche 18 die Klemmrolle 14 fest gegen die Anflachung 19 drückt. The actuating slide 22 has a transverse slot 25 in which a projection 26 of the clamping slide 17 engages positively. Usually works the spring arrangement 20 on the actuating slide 22 and generated via the form-fitting Connection 25, 26 on the clamping slide 17 has a clamping force acting in the S direction. To the Loosening the tool 10 presses the actuating rod provided in the machine tool spindle in direction B on the actuating head 24 and thus pushes the actuating slide against the tension force of the spring arrangement 20 according to FIG. 1 to the right. About the form-fitting connection 25, 26 of the clamping slide 17 is also to the right pressed and thereby the clamping surface 18 is moved away from the clamping roller 14. In order to the clamping between the pinch roller 14 and the flat 19 is canceled and the tool 10 can easily be pulled out of the receiving bore 8. It will then another tool 10 with its shank 9 is inserted into the receiving bore 8, so that the shaft 9 comes to rest on the adjusting screw 12. Once that is done the operating rod can be retracted in the machine tool spindle, so that now the Clamping slide 17 under the action of the spring arrangement 20 is displaced in the direction S and thereby its clamping surface 18 the clamping roller 14 presses firmly against the flat 19.

Anstelle einer automatischen Betätigung des Klemmschiebers 17 kann auch eine manuell betätigbare Spanneinrichtung vorgesehen sein. Diese kann aus einer Spannschraube 27 bestehen, die in ein am freien Ende des Werkzeughalters 7 vorgesehenes Muttergewinde 28 eingeschraubt ist, dessen Achse im wesentlichen in Verschieberichtung des Klemmschiebers 17 verläuft. Die Spannschraube 27 wirkt direkt auf das vordere Ende 17a des Klemmschiebers 17. Die Spannschraube 27 wird zum Spannen des Werkzeuges angezogen, so daß sie auf den Klemmschieber 17 eine Spannkraft in Richtung S ausübt. Die Federanordnung 20 sowie der Betätigungsschieber 22 können dann entfallen. Instead of an automatic actuation of the clamping slide 17 can a manually operated clamping device can also be provided. This can consist of a There are clamping screw 27, which is provided in a provided at the free end of the tool holder 7 Nut thread 28 is screwed, the axis of which is essentially in the direction of displacement of the clamping slide 17 runs. The clamping screw 27 acts directly on the front one End 17a of the clamping slide 17. The clamping screw 27 is used to clamp the tool tightened so that it exerts a clamping force in the S direction on the slide clamp 17. The spring arrangement 20 and the actuating slide 22 can then be omitted.

Eine andere manuelle Spann möglichkeit ist in F i g. 4 dargestellt. In diesem Fall ist eine Spannschraube 29 in einem an hinteren Ende des Werkzeughalters 7 vorgesehenen Muttergewinde 30 verschraubbar, dessen Achse senkrecht zur Achse der Aufnahmebohrung 8 verläuft. Die Spannschraube 29 weist ein kegelförmiges Ende 29a auf und greift mit diesem in eine kegelförmige Vertiefung 31 des Klemmschiebers 17' ein. Die Achsen der Spannschraube 29 und der kegelförmigen Vertiefung 31 sind in axialer Richtung des Schiebers 17' zueinander versetzt, so daß beim Anziehen der Spannschraube 29 auf den Klemmschieber 17' eine Spannkraft in Richtung S ausgeübt wird. Another manual clamping option is shown in FIG. 4 shown. In this case, a clamping screw 29 is in a rear end of the tool holder 7 provided nut thread 30 can be screwed, the axis of which is perpendicular to the axis the receiving hole 8 runs. The clamping screw 29 has a conical end 29a and engages with this in a conical recess 31 of the clamping slide 17 'a. The axes of the clamping screw 29 and the conical recess 31 are offset from one another in the axial direction of the slide 17 ', so that when tightened the clamping screw 29 exerts a clamping force in the direction S on the clamping slide 17 ' will.

Um eine hohe Rundlaufgenauigkeit des Werkzeuges 10 zu erreichen, sind in der Nähe des vorderen Endes des Tragkörpers 1 vier um jeweils 900 zueinander versetzte Zentrierschrauben 32 vorgesehen, die an dem Schaft 6 des Werkzeughalters 7 anliegen. Um das Werkzeug 10 genau zu zentrieren, werden die Befestigunsschrauben 33, die den Werkzeughalter 7 mit dem Tragkörper 1 verbinden, leicht gelöst. Mittels der Stellschrauben 32 kann dann die genaue Zentrierung des Werkzeuges 10 vorgenommen werden. Anschließend werden die Befestigungsschrauben 33 wieder angezogen. In order to achieve a high concentricity of the tool 10, are in the vicinity of the front end of the support body 1 four by 900 to each other offset centering screws 32 provided on the shaft 6 of the tool holder 7 are present. In order to center the tool 10 exactly, the fastening screws 33, which connect the tool holder 7 to the support body 1, easily released. Means the adjusting screws 32 can then be used to precisely center the tool 10 will. The fastening screws 33 are then tightened again.

Während bei Erzeugung der Spannkraft durch Federn, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, der spitze Winkels, den die Klemmfläche 18 mit der Achse des Klemmschiebers 17 einschließt, vorzugsweise kleiner als der Reibungswinkel sein sollte, ist es bei Ausführungsformen, die mit Spannschrauben 27 bzw. 29 arbeiten, vorteilhafter, wenn der Winkel etwas größer ist als der Reibungswinkel. While when generating the tension force by springs, as shown in F i G. 1 is shown the acute angle that the clamping surface 18 with the axis of the Clamping slide 17 includes, preferably be smaller than the angle of friction should, it is in embodiments that work with tensioning screws 27 or 29, more advantageous if the angle is slightly larger than the angle of friction.

Claims

Claims: 1. Chuck for rotating tools with cylindrical Shank, with a supporting body that can be connected to the spindle of a machine tool, a tool holder that is centrally connected to the support body and that has a central, cylindrical receiving bore for receiving the tool shank and in one to the cylindrical receiving bore adjoining a recess acting as a locking member Has rolling elements, which under the action of a clamping force in a recess of the tool shank can be pressed on, d a d u r c h characterized in that the rolling element is a pinch roller (14), which runs with a large amount of play in a perpendicular to the receiving bore (8) transverse bore (13) closed on both sides is mounted that in the tool holder (7) in a bearing bore (16) running parallel to the receiving bore (8) Clamping slide (17, 17 ') is axially displaceable, one of which is at an acute angle Ca) the clamping surface (18) running to its axis and resting on the clamping roller (14) comprises that in the tool holder (7) a clamping device (20, 22, 25, 26; 27; 29) is provided with which on the clamping slide (17, 17 ') a substantially in the axial direction acting clamping force can be generated, and that the recess on the tool shank (9) is a flat surface (19) running parallel to the shank axis.

2. Chuck according to claim 1, characterized in that the clamping surface (18) on the side of the pinch roller facing the free end of the receiving bore (8) (14) is applied.

3. Chuck according to claim 1 or 2, characterized in that the tensioning device (20, 22, 25, 26) contains a spring arrangement (20).

4. Chuck according to claim 3, characterized in that the spring arrangement (20) in a longitudinal bore (21) provided coaxially to the receiving bore (8) of the Tool holder (7) is arranged and on the one hand on the bottom (11) of this longitudinal bore (21) and on the other hand on an actuating slide which can be displaced in the longitudinal bore (21) (22) which is positively connected to the rear end of the clamping slide (17) is.

5. Chuck according to claim 1, characterized in that the clamping device consists of a clamping screw (27, 29) acting on the clamping slide (17, 17 ').

6. Chuck according to claim 5, characterized in that the clamping screw (27) in a female thread provided at the free end of the tool holder (7) (28) can be screwed, the axis of which is essentially in the direction of displacement of the clamping slide (17) runs.

7. Chuck according to claim 5, characterized in that the clamping screw (29) in a nut thread provided at the rear end of the tool holder (7) (30) can be screwed, the axis of which is perpendicular to the axis of the receiving bore (8) runs that the clamping screw (29) has a conical end (29a) and with this engages in a conical recess (31) in the clamping slide (17 ').

8. Chuck according to claim 1, characterized in that the clamping surface (18) at an angle (a) to the axis of the clamping slide (17) which is smaller is than the angle of friction.

The invention relates to a chuck for rotating tools with cylindrical shaft, which can be connected to the spindle of a machine tool Support body, a tool holder connected in a centered manner to the support body, the one central, cylindrical mounting hole for mounting the tool shank and in a recess adjoining the cylindrical receiving bore as a locking member has acting rolling elements, which under the action of a clamping force in a recess the tool shank can be pressed.

In such a known chuck (DE-OS 20 33 247) is in the tool holder one at an angle of 140 at an angle to the receiving hole -Proceeding further bore provided for receiving a compression spring and a Sphere serves. The ball is located at the free end of the bore and is used for tensioning a tool shank through the compression spring into a teardrop-shaped recess of the Tool shank pressed in. A long Pen roughly parallel through an opening provided on the side of the tool shaft be inserted into the tool holder to the tool shank. With the pen you can push the ball into its hole against the force of the spring. Once the ball no longer presses into the recess of the tool shank, it can be removed remove from the tool holder. Handling is therefore cumbersome when changing tools. Furthermore, the teardrop-shaped recess in the tool shank must be machined very precisely and in relation to the length of the tool shaft at a very specific point be arranged. Such a recess is expensive to produce. Because of the exact position of the recess with inserted tool shank opposite the ball must take, it is also not possible to adjust the tool in the axial direction close. Finally, only relatively small torques can be achieved with the ball otherwise the surface pressure between the ball and the recess becomes too big in the tool shank. For this reason it is provided that several balls are arranged in several holes. However, if there are multiple balls, then you would have to push them back into their holes with several pins to relax them and hold it back in the bores until the tool change is complete, which would make the tool change even more cumbersome.

The invention is based on the object of a chuck for rotating To train tools with a cylindrical shaft of the type mentioned in such a way that a simple and possibly also automatic clamping and releasing of the tool shank it is possible that the transmission of larger torques despite the use of only one Rolling body allows and only a simple to manufacture on the tool shank itself Recess requires.