DE3813670A1 - Kupplung zwischen zwei maschinenteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zwischen zwei Maschinen­ teilen,
wobei der erste Maschinenteil einen Grundkörper, eine Stirn­ fläche und eine zu dieser Stirnfläche hin offene Ausnehmung mit einer zur Stirnfläche im wesentlichen senkrechten Aus­ nehmungsachse besitzt,
wobei weiter der zweite Maschinenteil eine Anlagefläche zur Anlage an der Stirnfläche des ersten Maschinenteils und einen über diese Anlagefläche vorspringenden rohrförmigen Zentrier­ fortsatz aufweist,
wobei weiter der rohrförmige Zentrierfortsatz bei Anliegen der Anlagefläche an der Stirnfläche in die Ausnehmung des ersten Maschinenteils eintaucht und mit einer radial äußeren Zentrier­ fläche an einer radial inneren Zentrierfläche des ersten Ma­ schinenteils anliegt,
wobei weiter an dem ersten Maschinenteil innerhalb seiner Ausnehmung längs der Ausnehmungsachse sich erstreckende Spann­ hebel um zur Ausnehmungsachse annähernd tangential liegende Schwenkachsen schwenkbar gelagert sind,
wobei weiter diese Schwenkachsen axial außerhalb des Eintauch­ bereichs des Zentrierfortsatzes liegen,
wobei weiter an diesen Spannhebeln innerhalb des zweiten Ma­ schinenteils Spannflächen ausgebildet sind, welche in Richtung der Ausnehmungsachse zu den Schwenkachsen der Spannhebel hin­ weisen,
wobei weiter an einer Innenumfangsfläche des zweiten Maschinenteils, insbeson­ dere im Bereich des Zentrierfortsatzes, eine Hinterschneidung gebildet ist, welche eine Schulterfläche für den Eingriff der Spannflächen bildet,
wobei weiter innerhalb der Ausnehmung, und zwar radial inner­ halb der Spannhebel, eine axial bewegliche Spanndorneinheit angeordnet ist und wobei an der Spanndorneinheit eine Steuerfläche zur Ein­ wirkung auf die Spannhebel vorgesehen ist, derart, daß durch axiale Verschiebung der Spanndorneinheit die Spannhebel im Bereich der Spannflächen zur spannenden Anlage an der Schulter­ fläche gelangen und durch keiliges Zusammenwirken mit dieser die Anlagefläche gegen die Stirnfläche ziehen und ggf. die radial äußere Zentrierfläche nach radial auswärts gegen die radial innere Zentrierfläche andrücken.

Die gattungsgemäße Kupplung soll insbesondere zum Ankuppeln von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen bestimmt sein. Weitere Anwendungsgebiete sind: Ankuppeln von Werkzeugen an Werkzeugschärfmaschinen, Ankuppeln von Werkstücken an rotierenden oder stillstehenden Werkzeugträgern von Werkzeugmaschinen oder Prüfmaschinen, Zu­ sammenkuppeln von Werkstückträgern oder Werkzeugträgern, ins­ besondere Trägerschlitten, zur gemeinsamen Bewegung auf einer Werkzeugmaschine, u. a.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß sie einfach her­ gestellt werden kann.

Zur Lösung diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Spannhebel im Bereich ihrer Schwenkachsen an einer in Richtung der Ausnehmungsachse von dem zweiten Maschinenteil wegweisenden, einstückig mit dem Grundkörper des ersten Ma­ schinenteils hergestellten Stützfläche abgestützt sind.

Die erfindungsgemäße Lösung bringt neben dem Vorteil der ver­ einfachten Herstellung, und zwar insbesondere des ersten Ma­ schinenteils, weitere Vorteile. So wird durch die einstückige Herstellung der Stützfläche an dem Grundkörper des ersten Ma­ schinenteils eine große Starrheit der Verbindung zwischen dem Grundkörper des zweiten Maschinenteils einerseits und dem zweiten Maschinenteil, also insbesondere einem Werk­ zeug oder einem Werkstück, andererseits erreicht.

Eine erneut auf einfachen Aufbau der Kupplung und hohe Starr­ heit der Verbindung abstellende Weiterbildung besteht darin, daß die Spannhebel mit an ihnen ausgebildeten Lagerflächen unmittelbar an der Stützfläche abgestützt sind. Diese Ausge­ staltung bringt daneben den zusätzlichen Vorteil einer Redu­ zierung der Gliederkette zwischen den beiden Maschinenteilen mit der Folge, daß eine Aufaddierung von Maßabweichungen ver­ mieden wird.

Die Stützfläche an dem ersten Maschinenteil läßt sich auf ein­ fache Weise herstellen, wenn die Stützfläche von einer seit­ lichen Begrenzungsfläche einer Ringnut gebildet ist, welche von einer Umfangsfläche der Ausnehmung aus in den Grundkörper eingearbeitet ist.

Grundsätzlich sind verschiedene Lagerungen der Spannhebel an dem Grundkörper des ersten Maschinenteils möglich. Eine besonders einfache und vorteilhafte Lagerung ergibt sich dann, wenn man die Spannhebel einfach mit einer Lagerfläche ausführt, welche an der Stützfläche anliegt. In diesem Fall tritt aber das problem auf, eine ständige Anlage zwischen den Lagerflächen der Spannhebel einerseits und der Stützfläche andererseits sicherzustellen. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß Vorspannmittel vorgesehen sind, um die Spannhebel mit axialer Kraftkomponente ständig in Eingriff mit der Stütz­ fläche zu halten. Durch diese Lösung wird sichergestellt, daß die Spannhebel bereits vor dem Spannen in spielfreier Anlage zu der Stützfläche sind und diese beim Spannen beibehalten.

Lagert man die Spannhebel in der Ausnehmung des ersten Ma­ schinenteils durch Anlage einer spannhebelseitigen Lagerfläche an der Stützfläche, also insbesondere ohne Zuhilfenahme von Schwenkbolzen, so stellt sich das weitere Problem, den richti­ gen Abstand der Spannhebel in Umfangsrichtung der Ausnehmungs­ achse festzulegen. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß in der Ausnehmung des ersten Maschinenteils ein Spannhebel­ positionierungsring untergebracht ist, welcher den peripheren Abstand der Spannhebel voneinander festlegt. Dieser Spannhebel­ positionierungsring kann, ohne daß er die Lagergenauigkeit der Spannhebel bezüglich der Spannwirkung beeinflußt, als vorge­ fertigtes Teil in die Ausnehmung des ersten Maschinenteils eingeführt werden, so daß die Herstellung des ersten Maschinen­ teils, also etwa einer Spindel einer Werkzeugmaschine, verein­ facht wird. Die positionierungswirkung kann dabei durch inein­ andergreifende Vorsprünge und Ausnehmungen an dem Spann­ hebel einerseits und dem Spannhebelpositionierungsring anderer­ seits erreicht werden. Um die Forderung nach Bereitstellung einer einfachen Positionierung der Spannhebel in Umfangsrich­ tung um die Ausnehmungsachse einerseits und die Forderung nach Vorspannung der Spannhebellagerflächen gegen die Stützfläche andererseits miteinander auf einfache Weise verträglich zu machen, wird vorgeschlagen, daß der Spannhebelpositionierungs­ ring unter der Wirkung von Vorspannmitteln mit axialer Kraft­ komponente an den Spannhebeln anliegt, um diese mit axialer Kraftkomponente ständig im Eingriff mit der Stützfläche zu halten. Greifen nun die Vorspannmittel an dem Spannhebelpo­ sitionierungsring an, so kann man die Vorspannung auch noch dazu benutzen, um die Spannhebel beim Entspannen zwangsläufig in eine Stellung zurückzuführen, in welcher ihre Spannflächen die Schulterfläche des zweiten Maschinenteils freigeben, so daß die beiden Maschinenteile axial, d. h. in Richtung der Aus­ nehmungsachse, auseinandergezogen werden können. Dies kann dadurch geschehen, daß der Spannhebelpositionierungsring auf Schrägflächen der Spannhebel einwirkt, derart, daß diese ein Vorspannmoment im Sinne des Abhebens der Spannflächen von den Schulterfläche erhalten.

Das oben angedeutete Problem der Einordnung der Spannhebel in Umfangsrichtung kann auch dadurch gelöst werden, daß die Spannhebel radial einwärts gerichtete Vorsprünge aufweisen, welche in axial längliche Schlitze eines angrenzenden Teils der Spanndorneinheit eingreifen. Dann sind die Spannhebel durch den Eingriff ihrer Vorsprünge, etwa in Form von in die Spann­ hebel eingepreßten Stiften, in die axial länglichen Schlitze durch die Spanndorneinheit auf annähernd gleichen Winkelab­ stand geordnet. Um durch diese Ordnungsfunktion das Spannen der Spanndorneinheit nicht zu behindern, sind die Schlitze länglich.

Weiter oben war bereits eine Lösung für die Rückstellung der Spannhebel beim Lösen der Spannung angegeben worden, die zu einem Entkuppeln der Spannflächen und der Schulterflächen zwangslaufig führt. Für dieses Problem wird auch noch eine weitere Lösung vorgeschlagen, daß nämlich an den Spannhebeln und an der Spanndorneinheit zusammenwirkende Nockenflächen an­ gebracht sind, welche bei einer Relativbewegung der Spanndorn­ einheit und der Spannhebel entgegengesetzt zu der die Spann­ flächen an die Schulterfläche annähernden Relativbewegung ein zwangsläufiges Abheben der Spannflächen von der Schulterfläche nach radial einwärts bewirken.

Die Spanndorneinheit muß durch ihre axiale Bewegung entlang der Öffnungsachse zum einen dafür sorgen, daß die Spannflächen einen relativ großen Radialweg zurücklegen aus einer Stellung, in welcher sie die axiale Trennung und Zusammenführung der beiden Maschinenteile gestatten. Zum anderen muß die Spann­ dorneinheit über ihre Steuerfläche ein Verspannen der Spann­ flächen der Spannhebel mit der Schulterfläche des zweiten Maschinenteils bewirken, um die Anlagefläche des zweiten Ma­ schinenteils mit hoher Pressung gegen die Stirnfläche des ersten Maschinenteils anzudrücken. Für diese Aufgabe ist ein entsprechend kleiner Keilwinkel erforderlich. Bier setzt nun ein weiterer wesentlicher Vorschlag der Erfindung an, daß nämlich die Steuerfläche der Spanndorneinheit zweistufig aus­ gebildet ist mit einer gegen die Ausnehmungsachse unter einem größeren Winkel geneigten ersten Steuerflächenstufe, welche eine radiale Vorannäherung der Spannflächen an die Schulter­ fläche bei Verschiebung der Spanndorneinheit bewirkt, und einer zweiten, gegenüber der Achse unter kleinerem Winkel geneig­ ten Steuerflächenstufe, welche eine Verspannung der Spann­ flächen mit der Schulterfläche bei weiterer Verschiebung der Spanndorneinheit bewirkt. Diese Lösung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil für die Vorannäherung der Spannflächen an die Schulterfläche nur ein relativ geringer axialer Verschiebe­ weg der Spanndorneinheit notwendig ist dank der unter größerem Winkel geneigten Steuerflächenstufe und weil andererseits mit relativ geringer Axialkrafteinwirkung auf die Spanndorneinheit eine ausreichende Spannkraft zwischen den Spannflächen und der Schulterfläche erzielt wird dank dem kleinen Neigungswinkel zwischen der entsprechenden Steuerflächenstufe und der Aus­ nehmungsachse. Diese Vorteile fallen besonders dann ins Ge­ wicht, wenn die zum Spannen benötigte Kraft durch eine Spann­ feder aufgebracht wird, da in diesem Fall einerseits mit einer relativ geringen Spannkraft der Spannfeder eine ausreichende Verspannung der Spannflächen und der Schulterfläche erzielt wird und weil andererseits der zum Lösen der Spannflächen und der Schulterfläche notwendige Federkompressionsweg, der bei­ spielsweise durch eine pneumatische oder hydraulische Presse erzeugt wird, verhältnismäßig gering gehalten werden kann. Da sowohl die Spannkraft als auch der Kompressionsweg der Spann­ feder das Federvolumen bestimmen und dieses umso größer wird, je größer die geforderte Spannkraft und der notwendige Kom­ pressionsweg wird, läßt sich durch die zweistufige Ausbildung der Steuerfläche eine Verkleinerung des Federvolumens erzielen. Diese Verkleinerung des Federvolumens ist besonders bei Werk­ zeugmaschinen mit kleinem Spindeldurchmesser vonnöten.

Um die Flächenpressung zwischen der zweiten Steuerflächenstufe und den Spannhebeln möglichst gering zu halten, wird vorge­ schlagen, daß die zweite Steuerflächenstufe im gespannten Zu­ stand flächig an einer entsprechend abgeschrägten Eingriffs­ fläche der Spannhebel anliegt. Wegen der axialen Verschiebung der Spanndorneinheit mit ihrer Steuerfläche läßt sich die flächige Anlage nicht in allen Stellungen erreichen sondern theoretisch nur in einer einzigen Stellung, wenn man von der elastischen Materialverformung absieht. Da die Flächenpressung gegen Ende des Spannvorgangs am größten ist, wird man eine Geo­ metrie wählen, bei der die Eingriffsflächen der Spannhebel an der zweiten Steuerflächenstufe dann anliegen, wenn der Spann­ vorgang annähernd beendet ist. Dabei ist es im Hinblick auf eine möglichst großflächige Anlage empfehlenswert, daß die zweite Steuerflächenstufe und die Eingriffsfläche jeweils eine geradlinige Erzeugende besitzen. Um bei gegebener Spannvor­ richtung an dem von den Spannflächen abgelegenen Ende der Spann­ dorneinheit die Lage der Steuerflächenstufen relativ zu der Eingriffsfläche der Spannhebel auf einfache Weise nachjustieren zu können, wird empfohlen, daß die Spanndorneinheit eine Spann­ dornhülse mit der Steuerfläche umfaßt und daß diese Spanndorn­ hülse mit einer Spannstange durch ein Gewinde axial einstell­ bar verbunden und ggf. durch einen Außengewindering gekontert ist.

In der Regel wird die Spanndorneinheit von demjenigen Ende des ersten Maschinenteils her gespannt, welches von dem zweiten Maschinenteil abgelegen ist. Dies bedeutet, daß man die Spann­ dorneinheit oder wenigstens einen Teil davon durch einen an die Ausnehmung anschließenden Kanal des ersten Maschinen­ teils hindurchführen muß in einen Bereich, in dem dann eine Spannvorrichtung, insbesondere eine Spannfeder, und eine Lösevorrichtung, beispielsweise ein der Spannvorrichtung ent­ gegenwirkender Hydraulikkolben, untergebracht ist. Innerhalb der Ausnehmung können Medien präsent sein, welche man nicht zu der Spannvorrichtung und insbesondere nicht zu einer Spann­ feder gelangen lassen will, weil sie deren vorzeitige Zer­ störung bewirken können. Dies gilt insbesondere für möglicher­ weise feuchte Luft, die zur Spanbeseitigung an Paßflächen benutzt wird, und auch für Reste von Flüssigkeit, die etwa für Kühlungszwecke einem Werkzeug (zweiter Maschinenteil) zu­ geführt wird und unter Umständen in den Innenraum der Aus­ nehmung gelangen kann. Es wird deshalb in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Spanndorneinheit einen an die Ausnehmung anschließenden Kanal des ersten Maschinenteils durch­ setzt und daß zwischen diesem Kanal und der Spanndorneinheit Dichtungsmittel vorgesehen sind. Aus dem gleichen Grund kann man auch die Spanndornhülse gegen die Spannstange abdichten. Diese letztere Abdichtung läßt sich auf besonders einfache und raumsparende Weise dadurch gewinnen, daß zwischen Spann­ dornhülse und Spannstange in dem Innenumfang der Spanndornhülse mindestens eine Ringnut eingelassen und diese mit Dichtungs­ mittel ausgespritzt ist.

Um den Zusammenbau der Maschinenteile zu erleichtern, wird vor­ geschlagen, daß die radial äußere Zentrierfläche des Zentrier­ fortsatzes angrenzend an das freie Ende des Zentrier­ fortsatzes eine sphärische Bombierung aufweist, daß an den sphärisch bombiereten Bereich eine Eindrehung anschließt und daß an diese Eindrehung über eine geneigte Flanke ein zylin­ drischer Zentrierflächenabschnitt anschließt.

Wenn große Drehmomente durch die Kupplung übertragen werden müssen, wie dies beispielsweise dann der Fall ist, wenn mit der Kupplung ein Werkzeug auf einer rotierenden Spindel an­ gebracht wird, so ist ein drehmomentübertragender Formschluß­ eingriff zwischen den beiden Maschinenteilen zusätzlich erfor­ derlich. Andererseits bietet es sich an, die Stirnfläche und die radial innere Zentrierfläche an dem ersten Maschinenteil durch einen an diesem angebrachten gesonderten Zentrierring auszubilden. Dieser Zentrierring kann nun auch zur Herstellung des formschlüssigen, drehmomentübertragenden Eingriffs heran­ gezogen werden, und zwar vorzugsweise so, daß dieser Zentrier­ ring mindestens eine über die Stirnfläche vorspringende Klaue aufweist, wobei diese Ausnehmung von einer Nut in einer gegenüber der radial äußeren Zentrierfläche durchmessergrößeren Außenumfangsfläche des zweiten Maschinenteils axial außerhalb des Axialbereichs des Zentrierfortsatzes gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform lassen sich hohe Drehmomente übertragen, ohne daß die Gefahr einer Verwindung des Zentrierfortsatzes besteht.

Eine andere Ausführungsform des drehmomentübertragenden Ein­ griffs kann bei Vorhandensein eines die radial innere Zentrier­ fläche bildenden Zentrierrings an dem ersten Maschinenteil da­ durch gewonnen werden, daß an dem stirnflächennahen Ende des Zentrierrings mindestens eine radial auswärts gerichtete Klaue einstückig angeformt ist, welche in eine Ausnehmung der am Grund­ körper angeformten Stirnfläche und gleichzeitig in eine Nut in der Anlagefläche des zweiten Maschinenteils eingreift, daß der Zentrierring durch eine die Klaue axial durchsetzende Befesti­ gungsschraube an dem Grundkörper befestigt ist und daß der zweite Maschinenteil mit seiner Anlagefläche außerhalb des Klauenbereichs unmittelbar an der am Grundkörper angeformten Stirnfläche anliegt. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil, daß einerseits ein Zentrierring bereitgestellt wird, welcher die besonders gefährdete Innenzentrierfläche des ersten Ma­ schinenteils darbietet, so daß durch Austausch des Zentrier­ rings die radial innere Zentrierfläche unter Erhaltung des Grundkörpers leicht erneuert werden kann. Andererseits besteht der Vorteil, daß die Anlagefläche auf einem großen Umfangsbe­ reich außerhalb des Bereichs der Klaue bzw. der Klauen un­ mittelbar an der Stirnfläche des Grundkörpers anliegt, so daß insoweit die Addition von Toleranzfehlern vermieden ist.

Angesichts der geforderten Maßgenauigkeit der Passungen zwi­ schen der radial äußeren Zentrierfläche und der radial inneren Zentrierfläche, die in der Größenordnung von einigen Mikron liegt, kommt es entscheidend darauf an, daß diese Zentrier­ flächen beim Umkuppeln, also beispielsweise bei einem Werkzeug­ wechsel, sorgfältig gereinigt werden. Im Hinblick hierauf wird vorgeschlagen, daß an mindestens einer der radial inneren Zen­ trierfläche des ersten Maschinenteils und der radial äußeren Zentrierfläche des Zentrierfortsatzes eine schraubenförmige Nut eingelassen ist, welche im Bereich des freien Endes des Zentrierfortsatzes in Strömungsverbindung mit dem Innenraum der Ausnehmung steht. Man kann dann vor oder während des Ent­ kupplungsvorgangs an den zunächst noch abgeschlossenen Innen­ raum der Ausnehmung etwa durch eine radiale Versorgungsbohrung im Grundkörper oder im Zentrierring Druckluft in den Innenraum der Ausnehmung einleiten. Diese Druckluft sucht durch die schraubenförmige Nut zu entweichen. Es entsteht ein schrauben­ förmiger Luftstrom, der beim Entkuppeln sich längs der zylin­ drischen Grenzfläche im Bereich der radial äußeren Zentrier­ fläche und der radial inneren Zentrierfläche verschiebt und somit beide Zentrierflächen bespült. Auf diese Weise werden mit hoher Sicherheit etwaige Kleinstteilchen fortgespült.

Um auch die Anlagefläche und die Stirnfläche von Kleinstver­ unreinigungen zu reinigen, wird vorgeschlagen, daß in minde­ stens eine der Stirnfläche und der Anlagefläche eine sprialige Nut eingelassen ist, welche an ihrem radial inneren Ende in Strömungsverbindung mit dem Innenraum der Ausnehmung steht, ggf. unter Vermittlung der schraubenförmigen Nut.

Das Zusammenwirken der Spannhebel und der Steuerflächen der Spanndorneinheit einerseits und das Zusammenwirken der Spann­ flächen der Spannhebel mit der Schulterfläche des zweiten Ma­ schinenteils andererseits sorgen an sich schon für eine große Kraftübersetzung, so daß mit verhältnismäßig geringen Axial­ kräften in der Spanndorneinheit die für eine Kupplung hoher Steifigkeit erforderlichen Anpreßkräfte zwischen Anlagefläche und Stirnfläche einerseits und zwischen den Zentrierflächen (radial äußere Zentrierfläche des Zentrierfortsatzes und radial innere Zentrierfläche des ersten Maschinenteils) erzielt werden. Trotzdem kann es vorteilhaft sein, wenn in einem eine Spann­ stange der Spanndorneinheit aufnehmenden Kanal des ersten Ma­ schinenteils eine Druckfeder angeordnet ist, welche einenends an dem ersten Maschinenteil abgestützt ist und andernends über ein Keilgetriebe auf die Spannstange einwirkt. Durch das Keil­ getriebe kann nämlich eine weitere Kraftübersetzung gewonnen werden, so daß die Druckfeder weiter verkleinert werden kann, was insbesondere bei beengten räumlichen Verhältnissen, z.B. bei Ausbildung des ersten Maschinenteils als Spindel kleinen Durchmessers, von Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß der erforderliche Lösedruck im selben Verhältnis verringert wird, wie die Federkraft verstärkt wird.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeipielen. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung am Beipiel der Verbindung eines Werkzeugs mit einer Spindel einer Werkzeugmaschine;

Fig. 1a ein Detail bei A der Fig. 1;

Fig. 2 eine erste Abwandlung zu Fig. 1 bezüglich einer Spül­ luftführung und bezüglich der peripheren Festlegung der Spannhebel sowie bezüglich der drehmomentschlüssi­ gen Verbindung zwischen den beiden Maschinenteilen, wobei Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der nach­ stehend erwähnten Fig. 3 darstellt;

Fig. 3 eine Endansicht zu Fig. 2 in Pfeilrichtung III der Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere Alternative zu Fig. 1 und 2 bezüglich der drehmomentschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Maschinenteilen, und zwar im Schnitt nach Linie IV-IV der nachstehend erwähnten Fig. 5;

Fig. 5 eine Endansicht zu Fig. 4 in Pfeilrichtung V der Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 ein Detail zu den Fig. 4 bis 6, nämlich einen Zentrier­ ring;

Fig. 8 eine Abwandlung zu Fig. 1 bezüglich der Außereingriffs­ steuerung der Spannhebel;

Fig. 9 den Spannhebel zu Fig. 8 und

Fig. 10 eine ergänzende Darstellung der Kupplung nach Fig. 1 mit einem Verkeilungsgetriebe zur Erzeugung der Spann­ kraft auf die Spanndorneinheit.

In Fig. 1 ist mit 11 der Grundkörper eines ersten Maschinen­ teils 10, nämlich einer Werkzeugmaschinenspindel, bezeichnet und mit 12 der Fuß eines zweiten Maschinenteils, nämlich eines mit der Spindel 10 verbundenen Bohr- oder Fräswerkzeugs. Der Grundkörper 11 weist eine Ausnehmung 13 auf, deren Achse mit 14 bezeichnet ist. An dem Grundkörper 11 ist ein Zentrierring 15 durch Schraubbolzen 16 befestigt. Dieser Zentrierring 15 bildet eine Stirnfläche 17 des ersten Maschinenteils 10.

Der Werkzeugfuß (zweiter Maschinenteil) 12 besitzt eine Anlage­ fläche 18 zur Anlage an der Stirnfläche 17 und eine radial äußere Zentrierfläche 19 zur Anlage an einer radial inneren Zentrierfläche 20 des Zentrierrings 15. Die radial äußere Zen­ trierfläche 19 ist an einem Zentrierfortsatz 21 des Werkzeug­ fußes 12 ausgebildet, der eine Werkzeugfußausnehmung 22 be­ grenzt, welche zusammen mit der Ausnehmung 13 des Grundkörpers im zusammengekuppelten Zustand einen Hohlraum 22, 13 definiert.

An dem Grundkörper 11 ist innerhalb des Zentrierrings 15 in einer Radialnut 23 ein Mitnehmer 24 untergebracht und durch einen Schraubbolzen 25 am Grundkörper befestigt. Dieser Mit­ nehmer 24 greift in eine Kerbe 26 am Ende des Zentrierfort­ satzes 21 ein und wird von einer Kerbe 27 des Zentrierrings 15 umgriffen. Der Sitz des Werkzeugfußes 12 an dem ersten Ma­ schinenteil, d. h. der Spindel 10, ist zum einen durch die Zentrierflächen 19 und 20 und zum anderen durch die Stirn­ fläche 17 und die Anlagefläche 18 bestimmt.

Innerhalb des Grundkörpers 11 ist ausgehend von der Ausnehmung 13 eine Ringnut 28 eingeschnitten, deren eine Seitenfläche 29 ebenso wie ihre anderen Begrenzungsflächen einstückig mit dem Grundkörper 11 hergestellt ist. Innerhalb der Ausnehmung 13 sind Spannhebel 30 untergebracht, welche eine C-artige Grundform besitzen und sich im wesentlichen längs der Achse 14 der Ausnehmung erstrecken. Die Spannhebel 30 weisen je einen Schwenklagerfuß 31 und einen Spannkopf 32 auf. Im Be­ reich des Schwenklagerfußes ist an dem Spannhebel eine Lager­ fläche 33 gebildet, welche an der Seitenfläche oder Stütz­ fläche 29 anliegt. An dem Spannkopf 32 des Spannhebels 30 ist eine Spannfläche 34 ausgebildet, welche im wesentlichen in Richtung der Achse 14 weist, jedoch mit der Achse 14 einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt. Diese Spannfläche 34 ist zum Zusammenwirken mit einer Schulterfläche 35 einer Hinterschneidung 36 an der Innenfläche des Zentrierfortsatzes 21 bestimmt. Die Schulterfläche 35 ist eine konische Ring­ schulterfläche, die annähernd ebenfalls in Richtung der Achse 14 weist, jedoch entgegengesetzt zur Spannfläche 34. Auch die Schulterfläche 35 ist gegenüber der Achse 14 unter einem von 90° verschiedenen Winkel geneigt, so daß die Spannflächen 34 und die Schulterfläche 35 annähernd parallel sind.

Die Spannhebel 30 sind in Umfangsrichtung auf annähernd gleich­ mäßigem Umfangsabstand durch einen Spannhebelpositionierungsring 37 geordnet. Dieser Spannhebelpositionierungsring 37 weist für jeden Spannhebel 30 einen axial gerichteten Vorsprung 38 auf, welcher in jeweils einen Schlitz 39 jedes Spannhebels 30 ein­ greift. Der Spannhebelpositionierungsring 37 ist in einer ringförmigen Vertiefung 40 des Grundkörpers 11 untergebracht, welche sich an die Ausnehmung 13 anschließt. In dieser ring­ förmigen Vertiefung 40 ist außerdem ein Widerlagerring 41 untergebracht und axial abgestützt. Zwischen dem Widerlager­ ring 41 und dem Spannhebelpositionierungsring 37 ist eine Schraubendruckfeder 42 oder Tellerfederpaket untergebracht, welches den Spannhebelpositionierungsring 37 in Fig. 1 nach links drückt. Der Spannhebelpositionierungsring 37 liegt an Schrägflächen 43 der Spannhebel 30 an, welche gegen die Achse 14 derart geneigt sind, daß der Spannhebelpositio­ nierungsring 37 die Lagerflächen 33 der Spannhebel 30 gegen die Stützfläche 29 des Grundkörpers 11 andrückt. Auf diese Weise sind die Spannhebel 30 in axialer Richtung spielfrei gesichert. Weiterhin drückt der Spannhebelpositionierungsring 37 die Schwenklagerfüße 31 nach radial außen, so daß die Schwenk­ lagerfüße 31 nicht aus der Ringnut 28 heraustreten können. Schließlich übt der Spannhebelpositionierungsring 37 auf die Spannhebel 30 ein Drehmoment in Richtung des Drehpfeiles 44 um die durch die Lagerfläche 33 und die Stützfläche 29 ge­ bildete, bezüglich der Achse 14 tangentiale Schwenkachse aus, so daß die Spannköpfe 32 das Bestreben haben, radial einwärts zu schwenken.

Radial innerhalb der Spannhebel 30 ist eine Spanndorneinheit 45 untergebracht. Diese Spanndorneinheit 45 ist gebildet von einer durch einen Kanal 46 des Grundkörpers 11 hindurchgeführten Spannstange 47 und einer mit dieser Spannstange 47 durch ein Gewinde 48 verschraubten Spanndornhülse 49. An der Spanndorn­ hülse 49 ist eine konische Steuerfläche 50 ausgebildet mit einer ersten Steuerflächenstufe 52 und einer zweiten Steuerflächen­ stufe 53. Die erste Steuerflächenstufe 52 schließt mit der Achse 14 einen größeren Winkel ein und die zweite Steuerflächenstufe 53 einen kleineren Winkel. Beide Steuerflächenstufen sind zum Zusammenwirken mit dem jeweiligen Spannkopf 32 der Spannhebel 30 bestimmt, wobei der Spannkopf 32 zum Zusammenwirken mit der Steuerflächenstufe 52 eine Kante 54 aufweist und zum Zusammen­ wirken mit der zweiten Steuerflächenstufe 53 eine Schrägfläche 55. Die Spanndorneinheit 45 ist mittels später zu beschreiben­ der Mittel in Richtung der Achse 14 verstellbar. In der oberen Hälfte der Fig. 1 nimmt die Spanndorneinheit 45 ihre am wei­ testen nach links verschobene Stellung ein und in der unteren Hälfte der Fig. 1 ihre am weitesten nach rechts verschobene Stellung. In der oberen Hälfte der Fig. 1 ist die Kupplung ge­ löst. In der unteren Hälfte der Fig. 1 ist die Kupplung ge­ spannt.

Wenn die Kupplung ausgehend von dem gelösten Zustand nach der oberen Hälfte der Fig. 1 gespannt werden soll, so wird die Spanndorneinheit 45 nach rechts gezogen. Dabei gleitet die Anlagekante 54 über die erste Steuerflächenstufe 52 und der Spannhebel 30 wird unter radialer Auswärtsverlagerung seines Spannkopfes 32 um das tangentiale Schwenklager 33, 29 ver­ schwenkt. Die Spannfläche 34 nähert sich hierbei der Schulter­ fläche 35 an und greift hinter die Schulterfläche 35 ein. Da die Neigung der ersten Steuerflächenstufe 52 gegenüber der Achse 14 relativ groß ist, genügt eine relativ kleine Axialverschie­ bung der Spanndorneinheit 45 nach rechts, um die Spannflächen 34 an die Schulterfläche 35 zur Anlage zu bringen. Wenn die Spannflächen 34 zur Anlage an der Schulterfläche 35 kommen, ist die Schrägfläche 55 des Spannkopfes 32 bereits in Eingriff mit der zweiten Steuerflächenstufe 53 getreten. Die Schräg­ fläche 55 liegt dann annäherend, aber noch nicht vollständig­ parallel zu der zweiten Steuerflächenstufe 53. Eine weitere Ver­ schiebung der Spanndorneinheit 45 nach rechts bewirkt eine weitere radiale Auswärtsbewegung des Spannkopfes 32, so daß die Spannflächen 34 mit der Schulterfläche 35 verspannt werden. Wegen der geringen Neigung der zweiten Steuerflächenstufe 53 zur Achse 14 ist für die weitere radiale Auswärtsbewegung des Spannkopfes 32 ein relativ großer Verschiebeweg der Spanndorn­ einheit 45 nach rechts notwendig. Dies bedeutet eine große Kraftübersetzung oder mit anderen Worten: Es ist eine verhält­ nismäßig geringe Axialkraft nach rechts an der Spanndorneinheit 45 notwendig, um die Spannflächen 34 mit großer Kraft gegen die Schulterfläche 35 anzudrücken. Durch diese große Kraft zwischen den Spannflächen 34 und der Schulterfläche 18 des Werkzeugfußes 12 wird dieses mit großer Axialkraft gegen die Stirnfläche 17 des Zentrierrings 15 und damit des Grundkörpers 11 angepreßt. Gleichzeitig wird wegen der vorhandenen Neigung der Schulterfläche 35 und ggf. durch Anpressung der Spannköpfe 32 an der Innen­ umfangsfläche 36 der Zentrierfortsatz 21 radial aufgeweitet, so daß die ra­ dial äußere Zentrierfläche 19 des Zentrierfortsatzes 21 gegen die radial innere Zentrierfläche 20 des Zentrierrings 15 ange­ drückt und die Zentrierung dadurch verbessert wird. Da die Spann­ hebel 30 in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang des Zentrierfortsatzes 21 verteilt sind und mindestens drei, vor­ zugsweise aber wesentlich mehr Spannhebel 30 vorhanden sind, wird der Zentrierfortsatz 21 auf seinem Umfang gleichmäßig radial ausgeweitet. Die Schrägffäche 55 und die zweite Steuer­ flächenstufe 53 haben geradlinige Erzeugende und sind beide konisch. Deshalb kommt die Schrägfläche 52 mit zunehmender Annäherung an den Zustand, der in der untere Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist zur Anlage an der zweiten Steuerflächenstufe 53. Im Zustand größter Anpressung zwischen den Flächen 55 und 53 ist deshalb wegen der flächigen Anlage die Flächenpressung zwi­ schen den beiden Flächen 53 und 55 immer noch relativ klein.

Die Neigung der Spannflächen 34 und der Schulterfläche 35 ist so gewählt, daß eine Selbsthemmung zwischen diesen Flächen nicht eintreten kann; mit anderen Worten: Wenn die Spanndorneinheit 45 in Fig. 1 nach links zurückgeht, so lösen sich die Spann­ flächen 34 wieder von der Schulterfläche 35.

Zum Lösen der Kupplung wird ausgehend von dem Zustand entspre­ chend der unteren Hälfte der Fig. 1 die Spanndorneinheit 45 nach links verschoben, so daß die Spannkopfe 32 der Spannhebel 30 sich radial einwärts bewegen, und zwar unter der Wirkung der Schraubendruckfeder 42.

Zum Aufbau und zum Antrieb der Spanndorneinheit 45 wird nun verwiesen auf die Fig. 10. In dieser Fig. 10 entspricht der linke Bereich bis zum rechten Ende der Spanndornhülse 49 der Anordnung nach Fig. 1. Die Spannstange 47 ist nach rechts fort­ gesetzt. Diese Spannstange 47 ist von einem Tellerfederpaket 58 umgeben, das sich an einer Abstützfläche 60 des Grundkörpers 11 vermittels einer Zwischenscheibe 59 abstützt. Das Tellerfeder­ paket 58 wirkt auf einen längs der Spannstange 47 verschiebbaren Anschlagring 61 ein, der seinerseits auf einen ersten Keilring 62 eines Verkeilungsgetriebes 63 wirkt. Ein zweiter Verkeilungs­ ring 64 ist an dem Grundkörper 11 festgelegt. Bin dritter Ver­ keilungsring 65 stützt sich über einen Zwischenring 66 an einem Bund 67 der Spannstange 47 ab. Unter der Wirkung des Teller­ federpakets 58 wird der erste Verkeilungsring 62 nach rechts gedrückt, so daß die Kugeln 68 das Bestreben haben, radial aus­ wärts zu wandern, und zwar in den Keilraum 69 hinein, welcher zwischen dem zweiten Verkeilungsring 64 und dem dritten Ver­ keilungsring 65 gebildet ist. Dadurch wird der dritte Verkeilungs­ ring 65 nach rechts gedrückt und nimmt die Spannstange 47 über den Zwischenring 66 und den Bund 67 nach rechts mit. Die Keil­ flächen der Verkeilungsringe 62, 64 und 65 sind so gewählt, daß eine Weguntersetzung und eine Kraftübersetzung eintritt. An der Spannstange 47 greift also dank der Verwendung des Verkeilungsge­ triebes 63 eine größere Kraft an als sie von dem Tellerfeder­ paket 58 erzeugt wird. Diese an der Spannstange 47 angreifende Kraft wird auf die Spanndornhülse 49 übertragen und sorgt für die Spannung der Kupplung, d. h. für die radiale Auswärtsbewe­ gung der Spannhebel 30 und damit für die Verspannung des Werk­ zeugfußes 12 gegen die Stirnfläche 17 der Spindel 10 und gegen die radial innere Zentrierfläche 20 der Spindel 10. In Fig. 10 ist in der oberen Hälfte die gelöste Kupplung und in der unteren Hälfte die gespannte Kupplung dargestellt. In Fig. 10 haben sich die Kugeln 68 unter der Wirkung des ersten Verkeilungsrings 62, letztlich also unter der Wirkung des Tellerfederpakets 58, zwi­ schen den zweiten und den dritten Keilring 64 und 65 hineinge­ zwängt und die Spannstange 47 nach rechts gezogen, so daß durch die Vermittlung der Spannhebel 30 die Spannung der Kupplung eingetreten ist. Dank der Kraftübersetzung durch das Verkei­ lungsgetriebe 63 kann das Tellerfederpaket 58 sowohl in der axialen Länge als auch im Durchmesser klein gehalten werden.

Wenn die Kupplung gelöst werden soll, d. h. ausgehend vom Zu­ stand der unteren Hälfte von Fig. 10 der Zustand der oberen Hälfte der Fig. 10 wiederhergestellt werden soll, so wird in einen Zylinderraum 70 auf der rechten Seite eines Lösekolbens 71 unter Druck stehendes Druckmittel eingeleitet, so daß der Kolben 71 sich nach links bewegt. Die Bewegung des Kolbens 71 überträgt sich über Axialstifte 72, welche den Zwischenring 66 durchsetzen, auf den ersten Verkeilungsring 62. Dieser wird gegen die Wirkung der Tellerfeder 58 nach links verschoben, die Kugeln 68 können dann wieder nach radial einwärts ausweichen, der dritte Verkeilungsring 65 kann aus der Stellung nach der unteren Hälfte der Fig. 10 in die Stellung nach der oberen Hälfte der Fig. 10 zurückweichen und die Spannstange 47 kann entgegen der Wirkung des Teller­ federpakets 58 nach links in die Stellung der oberen Hälfte der Fig. 10 zu­ rückgeschoben werden; die Kupplung ist dann gelöst.

Das Verkeilungsgetriebe 63 ist nicht unbedingt erforderlich, da eine erhebliche Kraftübersetzung bereits im Bereich der Spann­ hebel 30 erzeugt wird, wie vorstehend beschrieben. Es ist aber durch das Verkeilungsgetriebe 63 möglich, die von dem Teller­ federpaket 58 aufzubringende Spannkraft zu verringern und damit das Tellerfederpaket 58 zu verkleinern.

Wegen Einzelheiten eines Verkeilungsgetriebes wird auf die DE-PS 27 41 166 hingewiesen.

Zurück nun zu Fig. 1 Zwischen der Spanndornhülse 49 und dem Kanal 46 des Grundkörpers ist ein Dichtungsring 74 vorgesehen.

Zwischen der Spannstange 47 und der Spanndornhülse 49 ist in Nuten 75 der Spanndornhülse 49 ein Dichtungsring 76 eingespritzt. Damit ist der Raum 13, 22 zu dem das Verkeilungsgetriebe 63 und das Teller­ federpaket 58 einschließenden Raum hin abgedichtet. Damit ist der Zutritt von feuchter Luft zu den empfindlichen Teilen des Tellerfederpakets 58 und des Verkeilungsgetriebes 63 unter­ bunden.

Die Spannstange 47 ist mit einer zentralen Bohrung 77 ausgeführt. Durch diese zentrale Bohrung 77 kann Kühlmittel zu dem Werkzeug­ fuß 12 und damit zu dem Werkzeug selbst gelangen. Dieses Kühl­ mittel durchsetzt eine Bohrung 78 eines Außengewinderings 79, welcher mit dem Gewinde 48 verschraubt ist und die einmal ein­ gestellte Position der Spanndornhülse 49 gegenüber der Spann­ stange 47 einstellt. Eine Hülse 80 liegt über einem Dichtungs­ ring 81 an einer konischen Anschlußfläche 82 des Werkzeugfußes 12 an, und zwar unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder 83, die an dem Außengewindering 79 abgestützt ist. Durch Dichtungen 84 ist die Hülse 80 gegen die Bohrung der Spanndornhülse 49 abgedichtet. Das Kühlmittel kann durch die Hülse 80 hindurch in einen Kanal 85 des Werkzeugfußes 12 gelangen, aber nicht zu den Tellerfedern 58 und dem Verkeilungsgetriebe 63.

Um den Werkzeugfuß auch bei enger Passung des Zentrierfort­ satzes 21 gegenüber dem Zentrierring 15 leicht in die Spindel einsetzen zu können, ist der Zentrierfortsatz 21 - wie aus Fig. 1a zu ersehen - an seinem in Fig. 1 rechten Ende mit einer sphärischen Zentrierfläche 86 ausgeführt, welche einen Teil der radial inneren Zentrierfläche 19 darstellt und an die radial äußere Zentrierfläche 20 angepaßt ist. An diese sphärische Fläche 86 oder Bombierung schließt sich eine Eindrehung 87 an und an diese über eine geneigte Flanke 88 ein Zylinderabschnitt 89 der radial äußeren Zentrierfläche 19. Auf diese Weise ist trotz enger Passung der Zentrierflächen 19 und 20 ein leichtes Einführen des Zentrierfortsatzes 21 in das erste Maschinenteil 10 möglich.

Zu Fig. 10 ist noch nachzutragen, daß die Muttern 90 auf der Spannstange dazu bestimmt sind, um vor dem Einbau des Verkei­ lungsgetriebes 63 und des Tellerfederpakets 58 diese auf der Spannstange 47 zusammenzuhalten.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 ist die Lagerfläche 133 des Spannhebels 130 an einer Stützfläche 129 eines Zentrier­ rings 115 abgestützt. Die Vorspannung der Spannhebel 130 ist hier durch eine Spiralringfeder 150 erzeugt. Die regelmäßige Verteilung der Spannhebel 130 über den Umfang ist dadurch ge­ währleistet, daß an den rechten Enden der Spannhebel 130 Stifte 151 eingesetzt sind, welche in Langschlitze 152 der Spanndorn­ hülse 149 eingreifen. An dem Zentrierring 115, welcher die Stirnfläche 117 trägt, sind Mitnahmeklauen 153 angebracht, wel­ che in Ausnehmungen 154 des Werkzeugfußes 112 eingreifen. Die Ausnehmungen 154 befinden sich also nicht in dem Zentrierfort­ satz 121, so daß dieser nicht geschwächt ist. Es sind bei­ spielsweise drei Mitnahmeklauen 153 und Ausnehmungen 154 über den Umfang verteilt.

In die radial innere Zentrierfläche 120 des Zentrierrings 115 ist eine Schraubennut 156 eingelassen. Diese Schraubennut 156 schließt mit ihrem rechten Ende an den Raum 113 an. Mit ihrem linken Ende schließt die Schraubennut 156 an eine Ringkammer 157 an. In die Stirnfläche 117 des Zentrierrings 115 ist eine Spiralnut 158 eingelassen. Diese Spiralnut 158 schließt mit ihrem radial inneren Ende an die Ringkammer 157 an und mündet an ihrem radial äußeren Ende ins Freie. Durch eine Radialbohrung 159 kann beim Trennen des Werkzeugfußes 112 von dem Grundkörper 111 Druckluft in den Raum 113 eingelassen werden. Diese Druck­ luft strömt dann nacheinander durch die Schraubennut 156, die Ringkammer 157 und die Spiralnut 158, so daß beim Abziehen des Werkzeugfußes 112 von dem Grundkörper 111 die Zentrierflächen 119, 120 mit Druckluft gespült und gereinigt werden. Ebenso werden die Stirnfläche 117 und die Anlagefläche 118 durch Druckluftspülung gereinigt.

Soweit die Abwandlung der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 gegen die Ausführungsform nach Fig. 1.

In der Ausführungsform nach den Fig. 4, 5, 6 und 7 sind weitere Abwandlungen dargestellt. Gemäß Fig. 4 erkennt man einen Zen­ trierring 215, der im Detail in Fig. 7 dargestellt ist. Dieser Zentrierring 215 bildet die radial innere Zentrierfläche 220, an der die radial äußere Zentrierfläche 219 des Zentrierfort­ satzes 221 anliegt. An dem Zentrierring 215 sind Mitnehmerklauen 260 angebracht. Diese Mitnehmerklauen 260 greifen in je eine Ausnehmung 261 der am Grundkörper ausgebildeten Stirnfläche 217 ein. Gleichzeitig greifen die Mitnehmerklauen 260 in jeweils eine Nut 262 ein, welche in die Anlagefläche 218 des Werkzeug­ fußes 212 eingearbeitet ist. Damit vermitteln die Mitnehmer­ klauen 260 die Drehmomentübertragung von dem Grundkörper 211 auf den Werkzeugfuß 212 und gleichwohl ist die unmittelbare An­ lage des Werkzeugfußes 212 über die Anlagefläche 218 an der Stirn­ fläche 217 des Grundkörpers 211 gewährleistet (Fig. 6). Auf diese Weise ist eine Hintereinanderschaltung von Toleranzen vermieden.

Der Zentrierring 215 ist - wie aus Fig. 4 ersichtlich - im Be­ reich der Klauen 260 durch Bolzen 263 an dem Grundkörper 211 befestigt (Fig. 4). Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 7 im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1.

In Fig. 8 ist die Rückstellung der Spannhebel 330 aus der radial äußeren Spannstellung (untere Hälfte der Fig. 8) in die radial innere Lösestellung (obere Hälfte der Fig. 8) abweichend von der Fig. 1 gelöst. An den Spannhebeln 330 sind - wie aus Fig. 9 ersichtlich - an deren rechten Enden radial einwärts weisende Nockenflächen 370 angeformt, welche mit einer Nockenfläche 371 an der Spanndornhülse 349 zusammenwirken. Diese Nockenfläche 371 weist eine Rampe 372 auf. Wenn die Spanndornhülse 349 beim Lösen der Kupplung nach links verschoben wird, gleitet die Nockenfläche 370 über die Rampe 372 und es wird der Lösezu­ stand der Spannhebel 330 erreicht, welcher in der obere Hälfe der Fig. 8 dargestellt ist. Im rechten Ende der Spannhebel 330 ist jeweils eine Nut 375 ausgebildet, in welche eine Zunge 376 des Spannhebelpositionierungsrings 337 eingreift. Eine Vor­ spannung zum radialen Einwärtsspannen der Spannhebel 330 erübrigt sich bei dieser Ausführungsform.

Die in den Ansprüchen beanspruchten Merkmale sind je für sich und in verschiedenen Kombinationen verwendbar. Insbesondere sind die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale nicht an das Vorhandensein der Merkmalsgruppe des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gebunden sondern - wie aus Fig. 2 ersichtlich - auch dann anwendbar, wenn die Lagerfläche der Spannhabel 130 an einem von dem Grundkörper 111 gesonderten Teil 115 abgestützt ist.

Zur Fig. 1 ist noch nachzutragen, daß in dem Zentrierfortsatz 21 mindestens drei Kerben 26 vorgesehen sind, um eine möglichst kreissymmetrische, radiale Expansion des Zentrierfortsatzes 21 durch die Spannflächen 34 zu ermöglichen.

Claims (22)

1. Kupplung zwischen zwei Maschinenteilen (10, 12),
wobei der erste Maschinenteil (10) einen Grundkörper (11), eine Stirnfläche (17) und eine zu dieser Stirnfläche (17) hin offene Ausnehmung (13) mit einer zur Stirnfläche (17) im wesentlichen senkrechten Ausnehmungsachse (14) besitzt, wobei weiter der zweite Maschinenteil (12) eine Anlagefläche (18) zur Anlage an der Stirnfläche (17) des ersten Maschinen­ teils (10) und einen über diese Anlagefläche (18) vorsprin­ genden rohrförmigen Zentrierfortsatz (21) aufweist,
wobei weiter der rohrförmige Zentrierfortsatz (21) bei An­ liegen der Anlagefläche (18) an der Stirnfläche (17) in die Ausnehmung (13) des ersten Maschinenteils (10) eintaucht und mit einer radial äußeren Zentrierfläche (19) an einer radial inneren Zentrierfläche (20) des ersten Maschinen­ teils (10) anliegt,
wobei weiter an dem ersten Maschinenteil (10) innerhalb seiner Ausnehmung (13) längs der Ausnehmungsachse (14) sich erstreckende Spannhebel (30) um zur Ausnehmungsachse (14) annähernd tangential liegende Schwenkachsen (33, 29) schwenk­ bar gelagert sind,
wobei weiter diese Schwenkachsen (33, 29) axial außerhalb des Eintauchbereichs des Zentrierfortsatzes (21) liegen,
wobei weiter an diesen Spannhebeln (30) innerhalb des zweiten Maschinenteils (12) Spannflächen (34) ausgebildet sind, welche in Richtung der Ausnehmungsachse (14) zu den Schwenkachsen (33, 29) der Spannhebel (30) hinweisen,
wobei weiter an einer Innenumfangsfläche des zweiten Ma­ schinenteils (12), insbesondere im Bereich des Zentrier­ fortsatzes (21), eine Hinterschneidung (36) gebildet ist, welche eine Schulterfläche (36) für den Eingriff der Spann­ flächen (34) bildet,
wobei weiter innerhalb der Ausnehmung (13), und zwar radial innerhalb der Spannhebel (30), eine axial bewegliche Spann­ dorneinheit (45) angeordnet ist
und wobei an der Spanndorneinheit (45) eine Steuerfläche (50) zur Einwirkung auf die Spannhebel (30) vorgesehen ist, der­ art, daß durch axiale Verschiebung der Spanndorneinheit (45) die Spannhebel (30) im Bereich der Spannflächen (34) radial nach außen bewegbar sind und die Spannflächen (34) zur spannenden Anlage an der Schulterfläche (35) gelangen und durch keiliges Zusammenwirken mit dieser die Anlagefläche gegen die Stirnfläche (17) ziehen und ggf. die radial äußere Zentrierfläche (19) nach radial auswärts gegen die radial innere Zentrierfläche (20) andrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (30) im Bereich ihrer Schwenkachsen (33, 29) an einer in Richtung der Ausnehmungsachse (14) von dem zweiten Maschinenteil (12) wegweisenden, einstückig mit dem Grundkörper (11) des ersten Maschinenteils (10) hergestellten Stützfläche (29) abgestützt sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (30) mit an ihnen ausgebildeten Lagerflächen (33) unmittelbar an der Stützfläche (29) abgestützt sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (29) von einer seitlichen Begrenzungsfläche einer Ringnut (28) gebildet ist, welche von einer Umfangs­ fläche der Ausnehmung (13) aus in den Grundkörper (11) ein­ gearbeitet ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Vorspannmittel (42) vorgesehen sind, um die Spannhebel (30) mit axialer Kraftkomponente ständig in Eingriff mit der Stützfläche (29) zu halten.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Ausnehmung (13) des ersten Maschinen­ teils (10) ein Spannhebelpositionierungsring (37) unterge­ bracht ist, welcher den peripheren Abstand der Spannhebel (30) voneinander festlegt.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebelpositionierungsring (37) unter der Wirkung von Vorspannmitteln (42) mit axialer Kraftkomponente an den Spannhebeln (30) anliegt, um diese mit axialer Kraftkompo­ nente ständig im Eingriff mit der Stützfläche (29) zu halten.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebelpositionierungsring (37) auf Schrägflächen (43) der Spannhebel (30) einwirkt, derart, daß diese ein Vor­ spannmoment im Sinne des Abhebens der Spannflächen (34) von der Schulterfläche (35) erhalten.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannhebel (30) radial einwärts gerichtete Vorsprünge (151) aufweisen, welche in axial längliche Schlitze (152) eines angrenzenden Teils (149) der Spanndorneinheit eingreifen.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Spannhebeln (330) und an der Spanndorn­ einheit (349) zusammenwirkende Nockenflächen (370, 372) an­ gebracht sind, welche bei einer Relativbewegung der Spann­ einheit (349) und der Spannhebel (330) entgegengesetzt zu der die Spannflächen an die Schulterfläche annähernden Re­ lativbewegung ein zwangsläufiges Abheben der Spannflächen von der Schulterfläche nach radial einwärts bewirken.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerfläche (50) der Spanndorneinheit (45) zweistufig ausgebildet ist mit einer gegen die Aus­ nehmungsachse (14) unter einem größeren Winkel geneigten ersten Steuerflächenstufe (52), welche eine radiale Voran­ näherung der Spannflächen (34) an die Schulterfläche (35) bei Verschiebung der Spanndorneinheit (45) bewirkt, und einer zweiten, gegenüber der Achse unter kleinerem Winkel geneig­ ten Steuerflächenstufe (53), welche eine Verspannung der Spannflächen (34) mit der Schulterfläche (35) bei weiterer Verschiebung der Spanndorneinheit (45) bewirkt.

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerflächenstufe (53) im gespannten Zustand flächig an einer entsprechend abgeschrägten Eingriffs­ fläche (55) der Spannhebel (30) anliegt.

12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerflächenstufe (53) und die Eingriffsfläche (55) jeweils eine geradlinige Brzeugende besitzen.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spanndorneinheit (45) eine Spanndornhülse (49) mit der Steuerfläche (50) umfaßt und daß diese Spann­ dornhülse (49) mit einer Spannstange (47) durch ein Gewinde (48) axial einstellbar verbunden und ggf. durch einen Außen­ gewindering (79) gekontert ist.

14. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spanndorneinheit (45) einen an die Aus­ nehmung (13) anschließenden Kanal (46) des ersten Maschinen­ teils (10) durchsetzt und daß zwischen diesem Kanal (46) und der Spanndorneinheit (45) Dichtungsmittel (74) vorge­ sehen sind.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spanndornhülse (49) gegen die Spannstange (47) abgedichtet ist.

16. Kupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung zwischen Spanndornhülse (49) und Spannstange (47) in dem Innenumfang der Spanndornhülse (49) mindestens eine Ringnut (75) eingelassen ist und diese mit Dichtungs­ mittel (76) ausgespritzt ist.

17. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radial äußere Zentrierfläche (19) des Zentrierfortsatzes (21) angrenzend an das freie Ende des Zentrierfortsatzes (21) eine sphärische Bombierung (86) aufweist, daß an den sphärisch bombierten Bereich (86) eine Eindrehung (87) anschließt und daß an diese Eindrehung (87) über eine geneigte Flanke (88) ein zylindrischer Zen­ trierflächenabschnitt (89) anschließt.

18. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei welcher ein die Stirnfläche (117) und die radial innere Zentrier­ fläche (120) bildender Zentrierring (115) an dem ersten Ma­ schinenteil angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zentrierring (115) mindestens eine über die Stirn­ fläche (117) vorspringende Klaue (153) aufweist, welche in eine Ausnehmung (154) des zweiten Maschinenteils (112) ein­ greift, wobei diese Ausnehmung (154) von einer Nut in einer gegenüber der radial äußeren Zentrierfläche (119) durch­ messergrößeren Außenumfangsfläche des zweiten Maschinen­ teils (112) axial außerhalb des Axialbereichs des Zentrier­ fortsatzes (121) gebildet ist.

19. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei welcher an dem ersten Maschinenteil ein die radial innere Zentrier­ fläche (220) bildender Zentrierring (215) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stirnflächennahen Ende des Zentrierrings (215) mindestens eine radial auswärts gerichtete Klaue (260) einstückig angeformt ist, welche in eine Ausnehmung (261) der am Grundkörper (211) angeformten Stirnfläche (217) und gleichzeitig in eine Nut (262) in der Anlagefläche (218) des zweiten Maschinenteils (212) ein­ greift, daß der Zentrierring (215) durch eine die Klaue (260) axial durchsetzende Befestigungsschraube (263) an dem Grundkörper (211) befestigt ist und daß der zweite Ma­ schinenteil (212) mit seiner Anlagefläche (218) außerhalb des Klauenbereichs (260) unmittelbar an der am Grundkörper (211) angeformten Stirnfläche (217) anliegt.

20. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an mindestens einer der radial inneren Zen­ trierfläche (120) des ersten Maschinenteils und der radial äußeren Zentrierfläche (119) des Zentrierfortsatzes (121) eine schraubenförmige Nut (156) eingelassen ist, welche im Bereich des freien Endes des Zentrierfortsatzes (121) in Strömungsverbindung mit dem Innenraum der Ausnehmung (113) steht.

21. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in mindestens eine der Stirnfläche (117) und der Anlagefläche (118) eine spiralige Nut (158) eingelassen ist, welche an ihrem radial inneren Ende in Störmungsver­ bindung mit dem Innenraum der Ausnehmung (113) steht, ggf. unter Vermittlung der schraubenförmigen Nut (156).

22. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem eine Spannstange (47) der Spanndorn­ einheit aufnehmenden Kanal (46) des ersten Maschinenteils (10) eine Druckfeder (58) angeordnet ist, welche einenends an dem ersten Maschinenteil (10) abgestützt ist und andern­ ends über ein Keilgetriebe (63) auf die Spannstange (47) einwirkt.