DE3636421C2 - Automatische Schnellspanneinrichtung für Werkzeuge in Bohr- und Frässpindeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Schnellspanneinrichtung für Werkzeuge in Bohr- und Frässpindeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Literaturstelle "Manfred Weck: Werkzeugmaschinen Band 3, VDI-Verlag GmbH 1982, S. 19 und 23" ist eine Werkzeugspannvorrichtung bekannt geworden, die für einen automatisierten Werkzeugwechsel verwendbar ist. Das Werkzeug wird bei dieser Lösung über eine Zugstange und eine Spannzange in die Arbeitsspindel gezogen. Die Haltekraft wird zum einen durch ein Tellerfederpaket, zum anderen durch Klemmen der Zugstange mittels eines Konus und einer Hülse aufgebracht, wodurch sichergestellt ist, daß das Werkzeug auch bei Ausfall der Energieversorgung nicht herausfällt. Gelöst und ausgestoßen wird das Werkzeug über die Maschinenhydraulik. Dabei wird ein Kolben mit Druck beaufschlagt, so daß über zugehörige Druckbolzen und die Hülse das Tellerfederpaket zusammengedrückt wird. Gleichzeitig wird die Zugstange und damit die Spannzange in Richtung Steilkegel verschoben. Sobald die Spannzange die Kante zum Öffnen bzw. Schließen passiert, öffnet sie sich selbsttätig.

Auf die entsprechende bildliche Darstellung in dieser Literaturstelle wird verwiesen (s. Bild 2-18).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Schnellspanneinrichtung für mehr als eine Werkzeugspannvorrichtung zu schaffen, wobei die Einrichtung mit einer einfachen Steuerung und Maschinenhydraulik betätigbar sein soll.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schnellspanneinrichtung der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Spanneinrichtung möglich.

Die erfindungsgemäße Schnellspanneinrichtung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß zwei Werkzeuge in einem Werkzeughalter eingesetzt werden können, wobei die Einspannmechanismen von einer einzigen Hydraulikzuleitung betätigt werden können. Hierbei ist es von besonderer Bedeutung, daß die einzelnen Werkzeuge nicht gleichzeitig, sondern nur nacheinander durch gezielte Positionierung der Winkel- bzw. Drehstellung der Spanneinrichtung betätigt, d. h. entnommen bzw. eingesetzt werden können. Somit ist durch eine logische Verknüpfung der Maschinenhydraulik mit der Winkel- Positionierung der Spindel bzw. der Spanneinrichtung eine Fehlbedienung ausgeschlossen, d. h. der winkelorientierte Halt der Spanneinrichtung bewirkt ein genaues Zusammenfügen der jeweiligen Zulauföffnungen der Hydraulikanschlüsse.

Die erfindungsgemäße Schnellspanneinrichtung für Werkzeuge ist demnach als Doppelspindel-Bohr- und Fräsaggregat ausgestaltet mit zwei unabhängigen zum Lösen der Spannvorrichtungen dienenden Kolben, die über zwei separate Druckräume betätigbar sind, wobei nur ein Hydraulikanschluß wahlweise die beiden unabhängigen Druckräume über getrennte Zulaufbohrungen versorgt. Dabei ist die erfindungsgemäße Ausbildung des Anstellkolbens maßgebend für den einfachen Ansteuermechanismus der Spannvorrichtungen. Der Anstellkolben für die Zuführung des Hydraulikmediums, das auch die Schmierfunktion für die gesamte Doppelspindel erfüllt, hat dabei die Funktion des Zuführorgans und des Abdichtorgans.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schnellspanneinrichtung.

Die erfindungsgemäße automatische Schnellspanneinrichtung (10) für Werkzeuge ist als Doppelspindel-Bohr- und Fräsaggregat ausgebildet. Der Aufbau der beiden, sich axial gegenüberliegenden Werkzeugspannvorrichtungen (11, 12) entspricht derjenigen Werkzeugspannvorrichtung, wie sie in der eingangs erwähnten Literaturstelle beschrieben ist. Je ein Tellerfederpaket (13) zieht das im Konus (14) eingesteckte Werkzeug mittels der Spannzange (15) über eine Zugstange (16) in die Arbeitsspindel der Maschine.

Das Lösen der Spannzange (15) erfolgt über die Maschinenhydraulik mit einem Druck von ca. 80 bar. Dabei drückt ein Kolben (17) das Tellerfederpaket (13) zusammen. Die Zugstange (16) und die Spannzange (15) werden dann axial verschoben. Sobald die Spannzange (15) die Kante (18) zum Öffnen bzw. Schließen passiert, öffnet sie sich automatisch.

Die zuvor genannte Beschreibung der Werkzeugspannvorrichtung trifft sowohl für die in der Figur links (12) als auch für die in der Figur rechts (11) dargestellte Ausführungsform zu. Es sind daher gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Erfindungsgemäß sind die beiden Druckräume (19, 20) für die Beaufschlagung der Kolben (17) der beiden Spannvorrichtungen durch eine Wand (21) voneinander getrennt. Dabei wird der Druckraum (19) über den Zufuhrkanal (22) und der Druckraum (20) über den Zufuhrkanal (23) mit Hydraulikmedium versorgt. Ein Ringspalt (24) verbindet den Zufuhrkanal (22) mit dem Druckraum (19).

Die Zufuhrkanäle (22, 23) laufen vom Innenraum schräg nach außen, so daß die Eintrittsöffnungen (25, 26) sich radial genau, d. h. um 180° versetzt, gegenüberliegen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist eine gemeinsame Zufuhreinrichtung (27) für das Hydraulikmedium auf. Hierfür ist ein Anstellkolben (28) vorgesehen, dessen Kolbenfläche (29) in einem Zylinder (30) mit Hydraulikmedium über einen Anschluß (31) beaufschlagt wird. Hierdurch schiebt sich der Anstellkolben (28) radial gegen die Eintrittsöffnung (26) und dichtet diese gegenüber der Umgebung ab. Durch die Zuführbohrung (32) gelangt dann Hydraulikmedium aus der Leitung (31) über den Zufuhrkanal (23) in den Druckraum (20). Hierfür ist es erforderlich, daß die Spindeleinrichtung (10) genauestens in der Winkelstellung derart positioniert wird, daß die eine der Eintrittsöffnungen (25 bzw. 26) jeweils mit dem Anstellkolben (28) fluchtet.

Gemäß der Figurendarstellung kann demnach nur das der Werkzeugspannvorrichtung (12) zugeordnete Werkzeug eingesetzt oder entfernt werden. Erst nach Drehung der Spindeleinheit bzw. Spannungseinrichtung um 180° fluchtet die Eintrittsöffnung (25) genau mit dem Anstellkolben (28), so daß dann ein Werkzeug in die Werkzeugspannvorrichtung (11) eingesetzt oder aus ihr entfernt werden kann.

Die Zufuhreinrichtung (27) für das Hydraulikmedium ist in eine Halterung (33) für die Schnellspanneinrichtung eingesetzt. Das Hydrauliköl zur Betätigung der Kolben (17) dient gleichzeitig als Schmieröl für das komplette Spindelaggregat. Mit demBezugszeichen (34) ist das Antriebszahnrad der Spindeleinheit versehen.

Claims (5)

1. Automatische Schnellspanneinrichtung für Werkzeuge in Bohr- und Frässpindeln mit mindestens einer Werkzeugspannvorrichtung mit einer Werkzeugspannzange und einer mechanischen Spann- und Halteeinrichtung zum Einzug des Werkzeugs sowie einer von der Maschinenhydraulik betätigbaren Kolben-Zylinderanordnung zum Öffnen der Spannzange zur Werkzeugbeschickung bzw. zum Werkzeugwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellspanneinrichtung (10) aus zwei sich axial gegenüberliegenden Werkzeugspannvorrichtungen (11; 12) mit Hydraulikkammern (19; 20) besteht, die mit nach außen führenden, radial gegenüberliegenden Zufuhrkanälen (22; 23) verbunden sind, daß eine Zufuhreinrichtung (27) für das Hydraulikmedium mit einem radial verschiebbaren Anstellkolben (28) vorgesehen ist, der bei einem winkelorientierten Halt der Schnellspanneinrichtung mit dem einen Zufuhrkanal (22; 23) fluchtet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellkolben (28) eine Zustell- Kolbenfläche (29) für Hydraulikmedium und eine Hydraulik- Zufuhrbohrung (32) aufweist, die zum Hydraulik-Zufuhrkanal (22; 23) an der Werkzeugspannvorrichtung (11, 12) führt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Anstellkolbens (28) gegenüber der Eintrittsöffnung (25; 26) des Zufuhrkanals (22; 23) zur Hydraulikkammer (19; 20) durch den Anpreßdruck des Hydraulikmediums auf die Kolbenfläche (29) des Anstellkolbens (28) erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (25; 26) der Zufuhrkanäle (22; 23) sich radial, d. h. um 180° versetzt, gegenüberliegen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkzeugspannvorrichtung (11; 12) eine Spannzange (15) mit Zugstange (16) und anschließendem Kolben (17) aufweist, wobei diese Teile mittels eines Tellerfederpakets (13) axial verspannt sind.