DE3909749C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
- B23B29/12—Special arrangements on tool holders
- B23B29/20—Special arrangements on tool holders for placing same by shanks in sleeves of a turret
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, der mit Spann
vorrichtungen für Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme
nach DIN 69 880 versehen ist und die Merkmale des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 aufweist.
Bei Werkzeugrevolvern mit Spannvorrichtung für Werkzeughalter
mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 ist es bekannt
(Firmenschrift "SAUTER Werkzeugrevolver" R51-300 1/88), den Spann
keil mittels einer Schraube oder eines Exzenters zu verschieben.
Nachteilig ist hierbei nicht nur, daß die erforderlichen Zugangs
öffnungen rasch verschmutzen und deshalb häufig gereinigt werden
müssen. Vor allem ist das Lösen und Schließen der Spannvor
richtung unbequem und zeitaufwendig.
Einfach und zeitsparend ist demgegenüber das Spannen von Werk
zeugen mit Hilfe eines Kolbens, dessen beide Stirnflächen wahl
weise mit einem Fluid beaufschlagt werden können, um Spannklauen,
welche einen Werkzeughalter in der Aufnahme des Werkzeugträgers
eines Werkzeugrevolvers festzuhalten oder freizugeben vermögen
(US 35 95 109), oder einen Klemmteil zu betätigen, mittels
dessen Werkzeug auf einer Konsole festgespannt werden kann
(DE 34 36 652 A1).
Weiterhin ist es bei einer Spannvorrichtung eines Werkzeug
revolvers bekannt (DE 27 36 412 C2), die Spannkraft, mittels
deren Schaft eines Werkzeughalters in der Aufnahme fest
gehalten wird, mittels einer vorgespannten Feder über einen
Kolben auf Spannelemente zu übertragen und zum Zwecke des Lösens
der Spannvorrichtung den Kolben entgegen der Kraft der Feder
von den Spannelementen abzuheben.
Schließlich ist es bekannt (GB 21 75 227 A), ein Werkzeug an
einem Träger mit Hilfe einer hohlen, in den Werkzeugschaft
eingreifenden Spannzange festzulegen, deren radial bewegbare
Spannklauen einen Innenkonus bilden, an dem ein Konuskörper
anliegt, der über eine Kolbenstange mit einem Differentialkolben
verbunden und durch diesen in Richtung seiner Längsachse ver
schiebbar ist. Bei der Beaufschlagung der kleineren Stirnfläche
des Differentialkolbens wird der Konuskörper in den Innenkonus
hineingezogen, wodurch die Spannklauen in die Spannstellung
gelangen. Um den Konuskörper aus dem Innenkonus herauszudrücken,
wird die von der kleineren Kolbenstirnfläche begrenzte Arbeits
kammer drucklos gemacht und die von der größeren Kolbenstirn
fläche begrenzte Arbeitskammer mit Druck beaufschlagt. Die
zu den beiden Arbeitskammern führenden Druckmittelleitungen
müssen also im Wechsel geschaltet werden.
Im Hinblick darauf, daß der Werkzeugträger eines Revolverkopfes
eine Vielzahl von Spannvorrichtungen benötigt, liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver zu schaffen,
der baulich und steuerungstechnisch einfachere Steuermittel
für die Spannvorrichtung aufweist und eine kompakte Bauweise
des Revolvers ermöglicht.
Diese Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des
Anspruches 1.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver nur
die eine der beiden Druckmittelleitungen geschaltet zu werden
braucht, die andere hingegen stets Druck führt, ist die Steuerung
der Spannvorrichtungen mit einem einfachen und raumsparenden
Ventil möglich, wodurch sich auch eine kompaktere Bauweise des
Revolverkopfes erreichen läßt. Das Schließen und Lösen der
Spannvorrichtung ist bequem und einfach auszuführen, weil
hierzu nur eine Betätigung des zugehörigen Steuerventils
erforderlich ist. Durch die unterschiedlich großen Stirnflächen
des Differentialkolbens ist dabei sichergestellt, daß bei
gleichen Druck des Hydraulikmittels die Spannvorrichtung trotz
einer Selbsthemmung des Spannkeiles sicher gelöst wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Zentrum des Werk
zeugträgers eine Verbindungsvorrichtung mit zwei ortsfesten
Anschlüssen vorgesehen, mit denen bei einer drehbaren Ausbild
dung des Werkzeugträgers in vorgegebenen Winkelstellungen des
selben je eines der Druckmittelleitungspaare verbunden ist.
Dabei stellt die Verbindungsvorrichtung eine Verbindung zu
dem die eine Druckmittelleitung schaltenden Ventil her. In
der Regel genügt es nämlich, die Spannvorrichtungen nur für
die Zeitspanne des Lösens oder Schließens mit dem Ventil zu
verbinden, weil üblicherweise der Keil der Spannvorrichtung
selbsthemmend ist. Aus Sicherheitsgründen kann man natürlich
trotzdem an den Differentialkolben in der Arbeitsstellung des
von der Spannvorrichtung gehaltenen Werkzeuges unter Druck
halten und den Druck nur während einer Drehbewegung des Werk
zeugträgers wegnehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungsvor
richtung als ein Drehverteiler mit einem Handwegeventil ausge
bildet, das nach der Einstellung der gewünschten Winkelposition
betätigt wird, um die angeschlossene Spannvorrichtung zu lösen
oder zu schließen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen und unvollständig dargestellte
Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine unvollständige und teilweise im Längsschnitt dar
gestellte Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
in der Ruhestellung des zugeordneten Handwegeventils,
Fig. 3 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt entspre
chend Fig. 2 im betätigten Zustand des Handwegeventils.
In einem scheibenförmigen Revolverkopf 1 eines Werkzeugrevolvers
sind in bekannter Weise ausgebildete Aufnahmen 2 für je einen
Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 vor
gesehen. Diese Aufnahmen sind durch zylindrische Bohrungen
gebildet, welche von der nach außen weisenden Stirnseite des
Revolverkopfes 1 in diesen mit zur Drehachse des Revolverkopfes
1 paralleler Achse eindringen. Der Winkel, den die vom Zentrum
der Aufnahme 2 zum Zentrum des Revolverkopfes 1 verlaufende
Linie mit der entsprechenden Linie der benachbarten Aufnahme
einschließt, ist für alle Aufnahmen 2 bei gleicher Teilung
gleich groß. Selbstverständlich sind auch ungleiche Winkel
für ungleiche Teilungen realisierbar. Wie Fig. 1 zeigt, liegen
jedoch die Zentren aufeinanderfolgender Aufnahmen 2 im Wechsel
auf einem größeren und einem kleineren Teilkreis. Dies führt
zu einer Platzersparnis gegenüber einer ebenfalls möglichen
Anordnung aller Zentren auf einem einzigen Teilkreis.
Jede der Aufnahmen 2 wird von einer Sacklochbohrung 3 geschnitten,
welche von der zylindrischen Mantelfläche des Revolverkopfes
1 her in einer Richtung eindringen, die etwas von der radialen
Richtung abweicht, jedoch im rechten Winkel zur Längsachse der
Aufnahmen 2 verlaufen. In denjenigen Sacklochbohrungen 3, welche
den auf dem kleineren Teilkreis liegenden Aufnahmen 2 zugeordnet
sind, ist in dem die Aufnahme 2 schneidenden Endabschnitt längs
verschiebbar ein Druckstück 4 geführt, welches bis auf eine
Keilfläche 5 eine zylindrische Mantelfläche hat. Die Keilfläche
5 ragt in die Aufnahme 2 parallel zu deren Längsachse und schließt
mit der Längsachse des Druckstückes 4 einen Winkel von 3° ein.
Ferner ist die Keilfläche 5 mit nebeneinander angeordneten,
in der Verschieberichtung des Druckstückes 4 verlaufenden Zähnen
5′ versehen, welche in korrespondierend ausgebildete Zahnlücken
in der Klemmfläche des nicht dargestellten, zu spannenden Werk
zeughalters eingreifen, wenn dieser in die Aufnahme 2 eingesetzt
ist. Der Werkzeughalter wird daher formschlüssig gegen eine
Verschiebung in Längsrichtung der Aufnahme 2 durch das Druckstück
4 gesichert. Dank der Keilfläche 5 wird der Werkzeughalter außer
dem in seiner Aufnahme 2 festgeklemmt, und zwar mit um so größerer
Klemmkraft, je weiter das Druckstück 4 dem Boden der Sackloch
bohrung 3 genähert wird. Der Keilwinkel von 3° bewirkt hierbei
eine Selbsthemmung. Das Druckstück 4 wird also infolge der Reibung
zwischen seiner Keilfläche 5 und der Klemmfläche des Werkzeug
halters in der Spannstellung festgehalten.
Das nach außen oder innen weisende Ende des Druckstückes 4 ist mittels
einer Schraube 6 fest mit dem Ende des Schaftes 7 eines
in der Sacklochbohrung 3 angeordneten Differentialkolbens
8 verbunden. An einer im Bereich des Schaftes 7 vorge
sehenen Schulter der Sacklochbohrung 3 liegt ein ring
förmiger Dichtungsträger 9 an, welcher den radial außer
halb liegenden Abschnitt der Sacklochbohrung 3 gegenüber
dem radial innerhalb liegenden Abschnitt abdichtet. Der
Dichtungsträger 9 wird in dieser Lage von einer Buchse
11 gehalten, die an einem die Sacklochbohrung 3 nach außen
verschließenden Deckel 12 vorgesehen ist. Die Innenseite
der Buchse 11 bildet die Lauffläche für den Differential
kolben 8.
Eine erste Druckmittelleitung 13 mündet im Ausführungsbeispiel (Fig. 1 rechts) in den zwischen
dem Differentialkolben 8 und dem Deckel 12 liegenden Ar
beitsraum 14 direkt an dem deckelseitigen Ende. Eine zweite
Druckmittelleitung 15 mündet in den zwischen dem Dichtungs
träger 9 und dem Differentialkolben 8 liegenden Arbeitsraum
16. Der Durchmesser des Schaftes 7 ist im Vergleich zum
Durchmesser des Differentialkolbens 8 so gewählt, daß
einerseits dann, wenn in beiden Arbeitsräumen 14 und 16
der gleiche Druck herrscht, die Hubkraft des Differential
kolbens 8 ausreicht, um das Druckstück 4 mit der für eine
sichere Spannung des Werkzeughalters erforderlichen Kraft
gegen den Boden der Sacklochbohrung 3 gedrückt wird, und
andererseits dann, wenn nur im Arbeitsraum 16 dieser Druck
herrscht, der Arbeitsraum 14 hingegen drucklos ist, die
Hubkraft des Differentialkolbens 8 mindestens gleich der
zum Lösen des Druckstückes 4 erforderlichen Kraft ist.
Diese Kraft ist um die Haftreibung, welcher das Druckstück
4 ausgesetzt ist, größer als die bei dessen Verschiebung
wirksame Gleitreibung.
Bei denjenigen Aufnahmen 2, die wie die in Fig. 1 links
dargestellte auf dem größeren Teilkreis liegen, ist die
zugeordnete Spannvorrichtung prinzipiell gleich ausge
bildet. Der Differentialkolben 8 ist jedoch in dem an
den Boden der tiefer ausgeführten Sacklochbohrung 3 an
schließenden Endabschnitt geführt. Ferner wird der Dich
tungsträger 9 von einem Federring in Anlage an der zuge
ordneten Schulter der Sacklochbohrung 3 gehalten. Weiterhin
ist in letztere eine Buchse 17 eingesetzt, die durch einen
zweiten Federring gegen eine Verschiebung gesichert ist.
In dem die Aufnahme 2 schneidenden Abschnitt ist die Buchse
17 mit einer die Aufnahme 2 freigebenden Aussparung 18
versehen, durch die hindurch das Druckstück 4 in die Auf
nahme 2 ragt. Das Druckstück 4 ist längsverschiebbar in
der Buchse 7 geführt, und seine mit Zähnen 5′ versehene
Keilfläche 5 schließt einen Winkel von 3° mit der Längsachse
des Druckstückes 4 ein. Die Spitze dieses Winkels weist
radial nach außen, damit die Spannkraft zunimmt, je weiter
das Druckstück 4 radial nach außen gegen den die Buchse
17 hier verschließenden Boden gedrückt wird.
Die erste Druckmittelleitung 13 des Ausführungsbeispiels (Fig. 1 links)
mündet in dem durch den
Differentialkolben 8 und den Boden der Sacklochbohrung
3 begrenzten Arbeitsraum 14, die zwei Druckmittelleitungen
15 in dem durch den Differentialkolben 8 und den Dichtungs
träger 9 begrenzten Arbeitsraum 16.
Die durch Bohrungen gebildeten Druckmittelleitungen 13
und 15 jeder Spannvorrichtung verlaufen bis zur Innenwand
einer Nabe 19 des Revolverkopfes 1. In der Nabe 19 ist
undrehbar eine Verbindungsvorrichtung 20 angeordnet, über
die eine dichte Verbindung mit zwei Verbindungsleitungen 21
hergestellt werden kann, welche in axialer Richtung durch
die Nabe 19 hindurchgeführt sind. Die eine dieser Ver
bindungsleitungen 21 ist unter Zwischenschaltung eines
Absperrventiles ständig an eine Druckmittelquelle ange
schlossen. Die andere Verbindungsleitung 21 führt zu einem
externen Wegeventil, über das sie wahlweise mit der Druck
mittelquelle oder der Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter
verbindbar ist. Die zu betätigende Spannvorrichtung wird
durch Drehen des Revolverkopfes 1 in diejenige Winkel
position gebracht, in welcher die ihr zugeordneten Druck
mittelleitungen 13 und 15 mit den Verbindungsleitungen
21 verbunden sind. Zum Lösen der Spannvorrichtung wird
dann über die zweite Druckmittelleitung 15 der Arbeits
raum 16 unter Druck gesetzt. Der Arbeitsraum 14 bleibt
hingegen drucklos, da die mit der Druckmittelleitung 13
verbundene Verbindungsleitung 21 an die Druckentlastungs
leitung angeschlossen ist. Um die Spannvorrichtung zu
schließen, braucht nur der Arbeitsraum 14 mit dem gleichen
Druck wie der Arbeitsraum 16 beaufschlagt zu werden.
Die in Fig. 1 rechts dargestellte Sacklochbohrung 3 ist
durch den Deckel 12 vollständig verschlossen. Ebenso kann
die in Fig. 1 links dargestellte Sacklochbohrung 3 durch
einen nicht dargestellten Deckel verschlossen sein. Es
besteht somit keinerlei Verschmutzungsgefahr.
Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 1 nur durch
eine andere Ausbildung der Verbindungsvorrichtung. Daher
ist im folgenden nur diese erläutert. Wegen der übrigen
Einzelheiten wird auf die Ausführungen im Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 1 Bezug genommen.
In der zentralen Bohrung des Revolverkopfes 1 ist ein von Hand
betätigbarer Drehverteiler mit eingebautem Handwegeventil an
geordnet. Der Drehverteiler weist eine Hülse 22 auf, deren in
axialer Richtung über den Revolverkopf 1 überstehendes Ende
mittels eines Einsatzes 23 verschlossen und als Betätigungsknopf
24 ausgebildet ist. Die Hülse 22 ist mit zwei in axialer Richtung
versetzt angeordneten radialen Bohrungen 25 und 26 versehen,
die durch eine entsprechende Drehung der Hülse 22 mit den gewünschten Druck
mittelleitungspaaren 13, 15 verbindbar sind. Die Bohrung 25 mündet
in einen Längskanal 27, der zu einem im Inneren der Hülse 22
angeordneten Ventilkörper 28 hin offen ist. Der hohlzylindrische
Ventilkörper 28, welcher die Verbindungsleitungen 21 enthält,
ist ebenso wie letztere fest in dem den Revolverkopf 1 lagernden
Gehäuse 29 angeordnet. Radialbohrungen 30, die den Ventilkörper
in dessen Axialrichtung versetzt durchdringen, sind so angeordnet,
daß die eine die Druckmittelleitung 15 mit der zugehörigen Verbin
dungsleitung 21, die beiden anderen die Druckmittelleitung 13
wahlweise mit derselben Verbindungsleitung 21 oder der anderen
Verbindungsleitung 21 verbinden können. Vorgespannte Federn
33 suchen die Hülse 22, die mittels des Betätigungsknopfes 24
in die gewünschte Winkellage gedreht wird, in der sie durch
eine federbelastete Kugel 31 gesichert wird, die in die dieser
Winkelstellung zugeordnete Längsnut 32 des Gehäuses 29 eingreift,
in derjenigen Stellung zu halten, in der sie so weit wie möglich
bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 2 nach links aus dem Revol
verkopf 1 herausgezogen ist. In dieser Stellung sind sowohl
die Druckmittelleitung 13 als auch die Druckmittelleitung 15
mit der druckführenden Verbindungsleitung 21 verbunden. Die
zurück zum Druckmittelsammelbehälter führende Verbindungsleitung
21, an welche die mittlere der drei Radialbohrungen 30
angeschlossen ist, ist hingegen durch die Hülse 22 verschlossen,
wie Fig. 2 ebenfalls zeigt. In dieser Stellung der Hülse 22
wird die angeschlossene Spannvorrichtung geschlossen. Sofern
sie nun wieder geöffnet werden soll, wird die Hülse 22 so weit
wie möglich gegen die Kraft der Federn 33 in die zentrale Bohrung
des Revolverkopfes 1 hineingeschoben, wie dies Fig. 3 zeigt.
Die Druckmittelleitung 15 ist dann nach wie vor mit der druck
führenden Verbindungsleitung 21 verbunden. Hingegen ist die
Druckmittelleitung 13 über den Längskanal 27 mit derjenigen
Radialbohrung 30 verbunden, die an die drucklose, zum Sammel
behälter führende Verbindungsleitung 21 angeschlossen ist.
Claims (3)
1. Werkzeugrevolver, der mit Spannvorrichtungen für
Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880
versehen ist, die je ein translatorisch verschiebbares Druckstück
aufweisen, das mit einer Keilfläche an eine Klemmfläche des
zu spannenden Werkzeughalters anpreßbar ist, wobei für die
Verschiebung des Druckstückes sowohl in der Spannrichtung als
auch in der Löserichtung jede vorhandene Spannvorrichtung einen
Differentialkolben als Betätigungsvorrichtung aufweist, zu
dem von einer Verbindungsvorrichtung in einem zentralen Hohl
raum des Werkzeugträgers ein Druckmittelleitungspaar geführt
ist und der bei gleichem Druck des ihn beaufschlagenden Druck
mittels bei einer einseitigen Beaufschlagung für einen Hub
in der Löserichtung des Druckstückes eine größere Kraft erzeugt
als bei einer beidseitigen Beaufschlagung für einen Hub in
der Spannrichtung des Druckstückes, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels der Verbindungsvorrichtung (20) von jedem der aus
wählbaren Druckmittelleitungspaare diejenige Druckmittelleitung
(15), die zu einem von einer kleineren Stirnfläche des Differen
tialkolbens (8) begrenzten Arbeitsraum (16) führt, an eine
Druckmittelquelle und nur die andere Druckmittelleitung (13)
wahlweise an die gleiche Druckmittelquelle oder an eine drucklose
Entlastungsleitung anschließbar ist und damit geschaltet wird.
2. Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (20) zwei ortsfeste
Anschlüsse aufweist, mit denen bei einer drehbaren Ausbildung
des Werkzeugträgers (1) in vorgegebene Winkelstellungen desselben
je eines der Druckmittelleitungspaare verbunden ist und
über die eine Verbindung zu einem Wegeventil hergestellt wird.
3. Werkzeugträger nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (20) als ein Dreh
verteiler (22 bis 27) mit einem Handwegeventil (28, 30) ausge
bildet ist, der in die die Verbindung mit der ausgewählten
Spannvorrichtung herstellende Position drehbar und durch eine
Betätigung in axialer Richtung schaltbar ist.
Priority Applications (1)
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DE19893909749 DE3909749A1 (de) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | Werkzeugtraeger |
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DE3909749A1 DE3909749A1 (de) | 1990-09-27 |
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DE3436652A1 (de) * | 1984-10-05 | 1986-04-10 | Applied Power, Inc., Milwaukee, Wis. | Spannvorrichtung |
DE8513540U1 (de) * | 1985-05-08 | 1985-06-27 | Paul Forkardt GmbH & Co KG, 4000 Düsseldorf | Vorrichtung zum Festspannen von Werkzeugen an einem Werkzeugträger einer Werkzeugmaschine |
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1989
- 1989-03-23 DE DE19893909749 patent/DE3909749A1/de active Granted
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