DE4012837C1

DE4012837C1 - Chuck for small tools - incorporates collet to grip tool shank

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Publication number: DE4012837C1
Application number: DE19904012837
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7066 Baltmannsweiler De Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2010-04-24

Abstract

The chuck is intended esp. for clamping small solid carbide tools rotating at high speed. The chuck body (13) fits into the tapered bore of a toolholder (10) which in turn typically fits into the spindle nose of a machining centre. The parallel cylindrical shank (15) of the tool has a sloping end face (20) with a ridge (17) which fits into a slot on the sloping end face of a plug (19) and locks against axial slippage. At the front end of the chuck is a collet (21) which grips the tool shank when it is forced forward by rotation of the threaded ring (29). Between the threaded ring and back face of the collet is a thrust race (30) and bush (22) which slides over the region of the sloping face (20) and is assembled through the threaded bore (23). A second threaded ring (32) prevents axial movement of the plug (19). A torsional lock is provided by the keys (24) and (26). USE/ADVANTAGE - Accurate centring. Balanced design. Locked against torsional and axial slippage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für spanende Werkzeuge, wie Bohrer, Fräser od. dgl., insbesondere schnell drehende Vollhartmetall-Werkzeuge, mit einem den zylindri schen Haltebereich des Werkzeugs in einer entsprechend geformten Öffnung aufnehmenden, in eine Werkzeugmaschine einsetzbaren Haltekörper, wobei sich die zylindrische Öff nung bis zu einer eine Anlage für das Werkzeug bietende Schrägfläche erstreckt, und mit einem das Werkzeug in der Anlageposition haltenden Klemmteil.The invention relates to a clamping device for cutting Tools, such as drills, milling cutters or the like, in particular quickly rotating solid carbide tools, with a cylinder holding area of the tool in a corresponding shaped opening receiving into a machine tool insertable holding body, the cylindrical opening up to one that offers a system for the tool Inclined surface extends, and with a tool in the Clamping part holding the system position.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der DE-PS 37 25 229 bekannt. Bei Vollhartmetall-Werkzeugen oder mit Hartmetall bestückten Werkzeugen ist es aus Kostengründen wichtig, einen kurzen, einfach gestalteten Werkzeugschaft zu haben, wobei in der bekannten Spannvorrichtung zur drehfesten Verbindung eine Schrägfläche vorgesehen ist, gegen die das Werkzeug gepreßt wird. In jüngerer Zeit haben schnell drehende Werkzeuge mehr und mehr an Bedeutung gewonnen, um beispielsweise beim Hochgeschwindigkeitsfräsen höhere Schnittgeschwindigkeiten, Steigerungen des Zeitspanvolumens und des spezifischen Spanvolumens sowie Absenken der Zer spanungskräfte zu erzielen. Hierbei sind als Werkzeuge Vollhartmetall-Werkzeuge oder mit Hartmetall bestückte Werkzeuge von großer Bedeutung.Such a tensioning device is from DE-PS 37 25 229 known. For solid carbide tools or with hard metal equipped tools it is important for cost reasons to have a short, simply designed tool shank, being in the known clamping device for non-rotatable Connection an inclined surface is provided against which the tool is pressed. More recently have been quick turning tools became more and more important, by higher, for example, in high-speed milling Cutting speeds, increases in the chip removal rate and the specific chip volume as well as lowering the cer to achieve clamping forces. Here are as tools Solid carbide tools or carbide-tipped Tools of great importance.

Bei hohen Drehzahlen müssen derartige Werkzeuge besonders exakt in der Spannvorrichtung eingesetzt sein, wobei die Spannvorrichtung selbst möglichst keine Unwucht und kleine Außendurchmesser aufweisen sollte. Wegen der auftretenden großen Fliehkräfte und der Geräuschbelastung sollte die Außenfläche der Spannvorrichtung möglichst glatt sein und keine Schrauben oder andere Vorsprünge aufweisen. Darüber hinaus besteht das Problem, daß sich infolge der hohen Fliehkräfte die Spannvorrichtung bei hohen Drehzahlen gering fügig aufweitet, so daß die Gefahr besteht, daß sich das Werkzeug lockert und sich insbesondere bei Vorschub- oder Rückschubbewegungen lösen kann. Neben der Zerstörung des teuren Werkzeugs führt dies zu nicht unbeträchtlichen Unfall gefahren.At high speeds, such tools must be special be used exactly in the clamping device, the Clamping device itself, if possible, no imbalance and small Should have outer diameter. Because of the occurring large centrifugal forces and noise pollution should The outer surface of the clamping device should be as smooth as possible and have no screws or other protrusions. About that there is also the problem that due to the high Centrifugal forces the chuck low at high speeds expandable, so that there is a risk that Tool loosens and especially when feeding or Can push back movements. In addition to the destruction of the expensive tool, this leads to a not inconsiderable accident hazards.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spannvorrichtung für schnelldrehende Werkzeuge mit kleinem, einfach gestaltetem Schaft zu schaffen, die bei geringem Außendurchmesser das Werkzeug auch bei hohen Dreh zahlen verdrehsicher hält und auch bei Aufweitung der Spann vorrichtung ein Herausrutschen des Werkzeugs sicher verhin dert.An object of the present invention is a clamping device for fast rotating tools small, simply designed shaft that at small outer diameter the tool even at high turning keeps rotation and also when the clamping is widened device safely prevent the tool from slipping out different.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schrägfläche wenigstens ein mit wenigstens einem Ver zahnungselement am Werkzeug zusammensteckbares, im wesent lichen komplementär dazu ausgebildetes Verzahnungselement aufweist, wobei die zusammengesteckten Verzahnungselemente in axialer Richtung der zylindrischen Öffnung eine form schlüssige Verbindung bilden.This object is achieved in that the inclined surface at least one with at least one ver tooth element on the tool, essentially Lichen complementary gear element has, wherein the assembled gear elements a shape in the axial direction of the cylindrical opening form a coherent connection.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bestehen insbesondere darin, daß der Außendurchmesser dieser Spann vorrichtung den Außendurchmesser des Werkzeugs nur unwesent lich übersteigt, wodurch Unwuchten und radiale Fliehkräfte reduziert werden, wobei die Außenfläche nahezu eine be liebige Gestalt bei glatter Oberfläche aufweisen kann, wobei keine asymmetrischen, radial angreifenden Halte oder Klemmelemente erforderlich sind. Selbst wenn sich das Klemmteil infolge hoher Fliehkräfte aufweiten sollte, besteht infolge der formschlüssigen Verbindung der zusammen gesteckten Verzahnungselemente keine Gefahr eines Heraus rutschens oder einer axialen Bewegung des Werkzeugs, wobei gleichzeitig eine Verdrehung des Werkzeugs in seiner Halterung ausgeschlossen ist. Insbesondere können auch hohe Kühlmittel drücke von häufig axial auf das Werkzeug einwirkenden Kühl flüssigkeiten nicht zu einem Herauswandern des Werkzeugs führen.The advantages of the tensioning device according to the invention exist especially in that the outer diameter of this clamping device the outer diameter of the tool is only insignificant Lich exceeds, causing unbalance and radial centrifugal forces can be reduced, the outer surface being almost a be can have any shape with a smooth surface, with no asymmetrical, radially attacking stops or clamping elements are required. Even if yourself the clamping part should expand due to high centrifugal forces, exists as a result of the positive connection of the inserted gear elements no risk of coming out slipping or axial movement of the tool, wherein at the same time a rotation of the tool in its holder is excluded. In particular, high coolants often press axially on the tool liquids do not cause the tool to migrate out to lead.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Spannvorrichtung möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements to specified in claim 1 clamping device possible.

Das Verzahnungselement an der Schrägfläche kann als Quernut, als Quersteg, als Zapfen oder als komplementäre zapfen förmige Öffnung ausgebildet sein, wobei selbstverständlich auch mehrere derartige Verzahnungselemente vorgesehen sein können. Im einfachsten Falle verläuft die Steckrichtung senkrecht zur Schrägfläche. Wenn sich jedoch beispielsweise ein als Quernut ausgebildetes Verzahnungselement in der Tiefe verbreitert, so verläuft die Steckrichtung parallel zur Schrägfläche, also in Längsrichtung dieser Quernut. Hierdurch wird noch eine bessere Verzahnung erreicht.The gear element on the inclined surface can be used as a transverse groove, as a cross bar, as a pin or as a complementary pin shaped opening, of course several such gear elements can also be provided can. In the simplest case, the direction of insertion is perpendicular to the sloping surface. However, if for example a toothed element designed as a transverse groove in the Broadened depth, the insertion direction runs parallel to the inclined surface, i.e. in the longitudinal direction of this transverse groove. As a result, better interlocking is achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmteil als kegelartige, im Haltekörper angeordnete und das einge setzte Werkzeug umgreifende Spannzange ausgebildet, die mittels einer hülsenartigen, den Bereich der Schrägfläche übergreifenden und stirnseitig die Spannzange mit einer Spannkraft beaufschlagenden Spanneinrichtung spannbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Mittel zum Festspannen des Wekzeugs nur einen gegenüber dem Durchmesser des Werk zeugs unwesentlich vergrößerten Durchmesser aufweisen und lediglich in der Axialrichtung verschiebbar und kreissymme trisch sind, so daß kaum Unwuchtprobleme auftreten können. Die Schrägfläche ist dabei an einem Ablagebolzen angebracht, der wenigstens teilweise in der ihn im Haltekörper haltenden Spanneinrichtung angeordnet ist.In a preferred embodiment, the clamping part as a cone-shaped, arranged in the holding body and the set tool encompassing collet that by means of a sleeve-like, the area of the inclined surface overlapping and face the collet with a Clamping force acting on the clamping force can be clamped. This ensures that the means for tightening of the tool only one compared to the diameter of the work Have slightly enlarged diameter and only movable in the axial direction and circularly symmetrical are trical, so that hardly any unbalance problems can occur. The sloping surface is attached to a storage bolt, at least partially in the one holding it in the holding body Clamping device is arranged.

Zur Erzielung einer guten Verdrehsicherheit besteht die Spanneinrichtung dabei aus einer axial an der Spannzange anliegenden und axial verschiebbaren Schiebehülse und einem diese gegen die Spannzange pressenden, in einer Gewinde bohrung des Haltekörpers axial hin- und herschraubbaren Schraubring, wobei Mittel zur drehfesten Anordnung des Anlagebolzens im Haltekörper vorgesehen sind. Diese Mittel bestehen zweckmäßigerweise darin, daß der Anlagebolzen in der Schiebehülse über eine axial verlaufende Nut-Keil- Verbindung und die Schiebehülse im Haltekörper ebenfalls über eine axial verlaufende Nut-Keil-Verbindung drehfest angeordnet ist.To achieve a good security against rotation there is the Clamping device consists of an axially on the collet adjacent and axially displaceable sliding sleeve and one these press against the collet in a thread bore of the holding body can be screwed axially back and forth Screw ring, with means for the rotationally fixed arrangement of the Contact bolt are provided in the holding body. This means expediently consist in that the contact bolt in the sliding sleeve via an axially running groove-wedge Connection and the sliding sleeve in the holding body also non-rotatable via an axially extending groove-wedge connection is arranged.

Es ist jedoch auch eine vorteilhafte Ausführung ohne Nut-Keil- Verbindungen möglich, indem die Spanneinrichtung aus einer axial an der Spannzange anliegenden, in einer Gewindebohrung des Haltekörpers axial hin- und herschraubbaren Gewinde hülse besteht, wobei der Anlagebolzen in diese Gewindehülse einschraubbar angeordnet ist. Ein als Konterring ausgebilde ter Schraubring in der Gewindebohrung des Haltekörpers ist gegen die Gewindehülse schraubbar angeordnet und ver hindert dadurch ein Verdrehen derselben.However, it is also an advantageous embodiment without a tongue and groove Connections possible by the tensioning device from a axially against the collet, in a threaded hole of the holding body thread that can be screwed axially back and forth sleeve exists, the contact bolt in this threaded sleeve screw-in is arranged. A trained as a counter ring ter screw ring in the threaded hole of the holding body is screwed against the threaded sleeve and ver prevents twisting of the same.

Eine axiale Verschiebung des Werkzeugs zusammen mit dem Anlagebolzen wird durch einen in den Haltekörper einschraub baren Gewindeanschlagring verhindert, der als Anschlag für die der Schrägfläche entgegengesetzte Stirnseite des Anlagebolzens ausgebildet ist.An axial displacement of the tool together with the The system bolt is screwed into the holding body Preventable thread stop ring that acts as a stop for the face of the Plant bolt is formed.

Zur zusätzlichen Verdrehsicherung ist der Schraubring und/ oder der Gewindeanschlagring mit einer die jeweilige Position sichernden Sicherungsschraube versehen.The screw ring and / or the threaded stop ring with the respective position secure locking screw.

Eine weitere, sehr einfache und kostengünstige Ausführung besteht darin, daß der Haltekörper aus einem zylindrischen, im Durchmesser dem Werkzeug angepaßten, mit der Schräg fläche versehenen Schaft sowie aus einer doppelten, sich konisch jeweils nach außen verjüngenden und die Verbindungs stelle zwischen Schaft und Werkzeug umgreifenden, hülsen artigen Spannzange besteht, wobei zwei jeweils von außen axial auf die Spannzange aufbringbare Fixierhülsen vorge sehen sind. Hierdurch ist eine sehr einfache und schnelle Montage möglich, indem lediglich der mit dem Werkzeug zusammen gesteckte Schaft in die Spannzange eingeschoben und diese mittels der Fixierhülsen gespannt wird. Die Fixierhülsen sind dabei zweckmäßigerweise als Schraubhülsen ausgebildet.Another, very simple and inexpensive version consists in that the holding body consists of a cylindrical, adapted in diameter to the tool, with the slant surface provided shaft as well as a double, itself conically tapering to the outside and the connection place between the shaft and the tool encompassing sleeves like collet, two each from the outside axially attachable to the collet fixing sleeves are seen. This makes it very easy and quick Assembly possible by only using the tool together inserted shaft into the collet and this is clamped by means of the fixing sleeves. The fixing sleeves are expediently designed as screw sleeves.

Zur axialen Positionierung der Spannzange relativ zum Schaft bzw. zum Werkzeug verbindet man in vorteilhafter Weise federnd den Schaft und die Spannzange mittels eines den Schaft umgreifenden Federrings, wodurch eine formschlüssige Verbindung entsteht.For axial positioning of the collet relative to the shaft or to the tool is connected in an advantageous manner resiliently the shaft and the collet by means of a Spring washer encompassing the shaft, creating a positive fit Connection arises.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zur schnellen, sicheren Montage besteht darin, daß die das Werkzeug um greifende Wandung der zylindrischen Öffnung im Haltekörper wenigstens teilweise als fluidisch mit Druck beaufschlag bare Dehnbüchse ausgebildet ist. Die zylindrische Öffnung im Haltekörper ist dabei zweckmäßigerweise als Durchgangs öffnung ausgebildet, in die ein zylindrischer, im Durch messer dem Werkzeug angepaßter, mit der Schrägfläche ver sehener Schaft einsetzbar ist, wobei die Dehnbüchse auch wenigstens teilweise den Schaft übergreift. Auch bei dieser Ausführungsform braucht der mit dem Werkzeug zusammenge steckte Schaft lediglich in die zylindrische Öffnung einge setzt und dann die Dehnbüchse mit Druck beaufschlagt werden, um die erwünschte Fixierung herbeizuführen.Another advantageous embodiment for fast, Safe assembly is that the tool around gripping wall of the cylindrical opening in the holding body at least partially pressurized as fluid bare expansion sleeve is formed. The cylindrical opening in the holding body is expedient as a passage opening formed in which a cylindrical, in through knife adapted to the tool, ver with the inclined surface see shaft is used, the expansion sleeve also at least partially overlaps the shaft. This one too Embodiment needs together with the tool inserted shaft only into the cylindrical opening sets and then the expansion sleeve is pressurized, to bring about the desired fixation.

Auch hierbei wird eine sehr exakte Zentrierung erzielt. Here too, very exact centering is achieved.

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Four embodiments of the invention are in the drawing shown and in the description below explained. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung mit einer Spannzange für das Werkzeug in einem Haltekörper, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, in a sectional view with a collet chuck for the tool in a holder body

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Schnitt darstellung in einer gegenüber dem ersten Aus führungsbeispiel etwas modifizierten Ausführung, Fig. 2 shows a second embodiment in a sectional view in a guide, for example compared with the first from somewhat modified embodiment,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung mit einer doppelten, einen Schaft und das Werkzeug haltenden Spannzange und Fig. 3 shows a third embodiment of the invention in a sectional view with a double, a shaft and the tool holding collet and

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel in einer Schnitt darstellung mit einer fluidischen Dehnbüchse. Fig. 4 shows a fourth embodiment in a sectional view with a fluidic expansion sleeve.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein vereinfacht dargestellter Steilkegel-Grundhalter 10 vorgesehen, wie er üblicherweise in einen Spindelkonus einer Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist. Dieser Grundhalter 10 weist üblicherweise an der maschi nenseitigen Stirnseite eine genormte Gewindebohrung zum Einziehen bzw. Ausstoßen des Grundhalters 10 auf. Weiter hin ist umfangsseitig eine Greiferrille 11 angeordnet, an der der Grundhalter 10 automatisch ergriffen und in die Werkzeugmaschine eingesetzt bzw. aus ihr herausgenommen werden kann.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a steep-cone base holder 10 , shown in a simplified manner, is provided, as can usually be inserted into a spindle cone of a machine spindle of a machine tool. This base holder 10 typically comprises a standard threaded bore for drawing in and discharging of the base holder 10 at the end face maschi nenseitigen. Furthermore, a gripper groove 11 is arranged on the circumference, on which the basic holder 10 can be automatically gripped and inserted into or removed from the machine tool.

Von der werkzeugseitigen Stirnseite des Grundhalters 10 aus erstreckt sich eine konisch im Innern des Grundhalters 10 zusammenlaufende Aufnahmeöffnung 12 zur Aufnahme eines entsprechend geformten Einsetzbereichs 13 eines Haltekörpers 14 für ein Werkzeug 15. Derartige Kombinationen von Halte körpern und Grundhaltern sind ebenfalls prinzipiell bekannt, und es wurden bereits verschiedene konstruktive Ausgestal tungen vorgeschlagen, um diese Teile für hohe Drehzahlen geeignet zu machen. Da dies jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, soll hier nicht näher darauf eingegangen werden.A receiving opening 12 , which tapers conically in the interior of the basic holder 10 , extends from the tool-side end face of the basic holder 10 for receiving a correspondingly shaped insertion region 13 of a holding body 14 for a tool 15 . Such combinations of holding bodies and basic holders are also known in principle, and various design configurations have already been proposed in order to make these parts suitable for high speeds. However, since this is not the subject of the present application, it will not be discussed in more detail here.

Vom Werkzeug 15 ist zur Vereinfachung lediglich der kreis zylinderförmige Werkzeugschaft dargestellt, an dem einstückig ein Fräser, ein Bohrer od. dgl. angeordnet sein kann. Die beschriebene Anordnung eignet sich insbesondere für Vollhart metall-Werkzeuge oder teilweise aus Hartmetall bestehende Werkzeuge, wobei selbstverständlich auch Werkzeuge aus anderen Metallen eingesetzt werden können. Die halterseitige Stirnseite des Werkzeugs 15 ist als Schrägfläche 16 ausge bildet, an der eine quer zur Axialrichtung verlaufende Leiste 17 mit rechteckförmigem Querschnitt als Verzahnungs element angeordnet ist. Die Seitenflächen der Leiste 17 verlaufen dabei senkrecht zur Schrägfläche 16. Diese Leiste 17 greift in eine entsprechend geformte Nut 18 eines Anlage bolzens 19 ein, der einen dem Durchmesser des Werkzeugs 15 entsprechenden Außendurchmesser aufweist und ebenfalls mit einer komplementären Schrägfläche 20 als Anlagefläche versehen ist. Durch die in die Nut 18 eingreifende Leiste 17 wird eine Verzahnung in axialer Richtung erreicht, wobei die Schrägflächen 16, 20 selbst zur drehfesten Verbindung zwischen dem Anlagebolzen 19 und dem Werkzeug 15 dienen.For simplicity, only the circular cylindrical tool shank of the tool 15 is shown, on which a milling cutter, a drill or the like can be arranged in one piece. The arrangement described is particularly suitable for full hard metal tools or tools made partly of hard metal, although tools made of other metals can of course also be used. The holder end face of the tool 15 is formed as an inclined surface 16 on which a transverse to the axial bar 17 is arranged with a rectangular cross section as a toothing element. The side surfaces of the strip 17 run perpendicular to the inclined surface 16 . This bar 17 engages in a correspondingly shaped groove 18 of an abutment bolt 19 which has an outer diameter corresponding to the diameter of the tool 15 and is also provided with a complementary inclined surface 20 as an abutment surface. A toothing in the axial direction is achieved by the strip 17 engaging in the groove 18 , the inclined surfaces 16 , 20 themselves serving for the rotationally fixed connection between the contact bolt 19 and the tool 15 .

Im werkzeugseitigen Endbereich des Haltekörpers 14 ist eine das Werkzeug 15 umgreifende kegelartige Spannzange 21 in einer entsprechenden Ausnehmung des Haltekörpers 14 eingesetzt. Derartige hülsenartige Spannzangen 21 weisen in bekannter Weise nicht dargestellte und nicht durchgehende Längsschlitze auf, so daß sich die Spannzange 21 bei einer axialen Kraftbeaufschlagung zusammenzieht und das umgriffene Werkzeug 15 festklemmt.In the tool-side end region of the holding body 14 , a conical collet 21, which engages around the tool 15, is inserted in a corresponding recess in the holding body 14 . Such sleeve-like collets 21 have in a known manner not shown and non-continuous longitudinal slots, so that the collet 21 contracts when subjected to an axial force and clamps the gripped tool 15 .

An der inneren Stirnfläche der Spannzange 21 liegt eine rohrförmige, den Haltebereich der Schrägflächen 16, 20 um fassende Schiebehülse 22 an, die durch eine an der maschinen seitigen Stirnseite des Haltekörpers 14 mündende Bohrung 23 eingeschoben worden ist. Diese Schiebehülse 22 ist außen zur drehfesten Verbindung mit dem Haltekörper 14 mit einem Außenkeil 24 versehen, der in einer Keilnut 25 im Halte körper 14 geführt ist. Weiterhin trägt der Anlagebolzen 19 ebenfalls einen entsprechenden Außenkeil 26, der in einer Keilnut 27 in der Schiebehülse 22 geführt ist. Der Außenkeil 26 kann selbstverständlich prinzipiell auch als Innenkeil an der Schiebehülse 22 ausgebildet sein, wobei eine nicht dargestellte Verstiftung zur Verbindung vorge sehen sein kann. Die Keile sind beispielsweise als Rundkeile und entsprechend die Nuten als Rundnuten ausgebildet.On the inner end face of the collet 21 is a tubular, the holding area of the inclined surfaces 16 , 20 surrounding sliding sleeve 22 , which has been inserted through a bore 23 opening on the machine side end face of the holding body 14 . This sliding sleeve 22 is externally provided for the rotationally fixed connection with the retaining body 14 having an external spline 24 which is guided in a keyway 25 in the holding body fourteenth Furthermore, the contact pin 19 also carries a corresponding outer wedge 26 which is guided in a keyway 27 in the sliding sleeve 22 . The outer wedge 26 can of course in principle also be designed as an inner wedge on the sliding sleeve 22 , wherein a not shown pinning can be seen for connection. The wedges are designed, for example, as round wedges and, correspondingly, the grooves as round grooves.

Die Bohrung 23 ist wenigstens bis in den Bereich der einge setzten Schiebehülse 22 mit einem Innengewinde 28 versehen, in die ein Schraubring 29 eingeschraubt ist, der ebenfalls den Anlagebolzen 19 umgreift. Dieser Schraubring 29 übt über ein Axiallager 30 eine axiale Kraft auf die Schiebe hülse 22 und damit auf die Spannzange 21 aus, so daß durch Einschrauben des Schraubrings 29 die Spannzange 21 gespannt werden kann. Hierzu weist der Schraubring 29 Einsatzöff nungen 31 für ein Werkzeug auf.The bore 23 is at least up to the area of the inserted sliding sleeve 22 with an internal thread 28 into which a screw ring 29 is screwed, which also engages around the contact pin 19 . This screw ring 29 exerts an axial force 30 on the sliding sleeve 22 and thus on the collet 21 via an axial bearing 30 , so that the collet 21 can be clamped by screwing in the screw ring 29 . For this purpose, the screw ring 29 insert openings 31 for a tool.

Ein Gewindeanschlagring 32 ist gegen die maschinenseitige Stirnseite des Anlagebolzens 19 geschraubt und dient als Anlage für diesen, um ein Hineinrutschen des Anlagebolzens 19 in den Haltekörper 14 zu verhindern. Dieser Gewinde anschlagring 32 sowie der Schraubring 29 können noch mit Sicherungseinrichtungen versehen sein, die eine Fixierung in der gewählten Schraubposition gewährleisten. Eine der artige Sicherungseinrichtung ist in Fig. 2 näher dargestellt. A threaded stop ring 32 is screwed against the end face of the contact bolt 19 on the machine side and serves as an abutment for the latter in order to prevent the contact bolt 19 from slipping into the holding body 14 . This threaded stop ring 32 and the screw ring 29 can also be provided with securing devices which ensure a fixation in the selected screw position. One of the type of securing device is shown in more detail in Fig. 2.

Schließlich weist die werkzeugseitige Stirnseite des Halte körpers 14 noch Wuchtelemente bzw. Wuchtausnehmungen 33 auf, um die gesamte Anordnung auszuwuchten.Finally, the tool-side end of the holding body 14 still has balancing elements or balancing recesses 33 in order to balance the entire arrangement.

Bei der Montage wird zunächst das Werkzeug 15 und der Anlage bolzen 19 zusammengesteckt und dann in die Schiebehülse 22 eingeführt. Ein Auseinanderziehen des Werkzeugs 15 und des Anlagebolzens 19 ist dann nicht mehr möglich, und es wurde eine drehfeste Verbindung geschaffen. Diese Anord nung wird nun durch die Bohrung 23 in den Haltekörper 14 eingeführt, in den zuvor die Spannzange 21 eingesetzt worden ist. Nun wird der Schraubring 29 eingeschraubt, wodurch die gesamte Anordnung fixiert wird. Schließlich wird noch der Gewindeanschlagring 32 angeschraubt. Bei einer Fixierung eines Innenkeils an der Schiebehülse 22 und einer entsprechen den Keilnut im Anlagebolzen 19 kann die zusammengesteckte Anordnung des Werkzeugs 15 mit dem Anlagebolzen 19 auch von der werkzeugseitigen Stirnseite des Haltekörpers 14 her eingeführt werden.During assembly, the tool 15 and the system bolt 19 are first plugged together and then inserted into the sliding sleeve 22 . A pulling apart of the tool 15 and the contact bolt 19 is then no longer possible, and a rotationally fixed connection has been created. This Anord voltage is now inserted through the bore 23 in the holding body 14 , in which the collet 21 has been inserted previously. Now the screw ring 29 is screwed in, whereby the entire arrangement is fixed. Finally, the threaded stop ring 32 is screwed on. When an inner wedge is fixed to the sliding sleeve 22 and the key groove in the contact bolt 19 corresponds, the arrangement of the tool 15 with the contact bolt 19 can also be inserted from the tool-side end face of the holding body 14 .

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Haltekörper 14 auch einstückig mit dem Grundhalter 10 ausgebildet werden, wobei sich die Bohrung 23 dann selbst verständlich bis zur Außenseite erstrecken muß. Weiterhin ist anstelle der Steilkegelaufnahme auch eine andere bekannte Art von Aufnahme realisierbar. In a modification of the exemplary embodiment shown, the holding body 14 can also be formed in one piece with the basic holder 10 , the bore 23 then naturally extending to the outside. Furthermore, another known type of recording can also be implemented instead of the steep taper mounting.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben. Zur Vereinfachung wurde auf die nochmalige Darstellung des Grundhalters 10 verzichtet.In the second exemplary embodiment shown in FIG. 2, identical or identically acting components are provided with the same reference symbols and are not described again. To simplify matters, the basic holder 10 is not shown again.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist nunmehr ein Anlagebolzen 34 vorgesehen, der außerhalb des Bereichs der Schrägfläche 20 als Gewindebolzen ausgebildet ist. Anstelle der Schiebehülse 22 tritt jetzt eine Gewindehülse 35 mit einem Innen- und Außengewinde. Anstelle der Nut 18 mit rechteckförmigem Querschnitt tritt jetzt eine Nut 36 mit trapezförmigem Querschnitt, in die eine entsprechend geformte Leiste 37 am Werkzeug 15 nach Art einer Schwalben schwanzführung eingreift. Das Werkzeug 15 und der Anlage bolzen 34 müssen somit quer zur Axialrichtung zusammenge steckt werden, worauf die Anordnung dann in die Gewinde hülse 35 eingeschraubt wird. Danach wird die Gewindehülse 35 selbst mit dem eingeschraubten Anlagebolzen 34 in das Gewinde 28 der Bohrung 23 eingeschraubt, wobei das Werkzeug 15 in die Spannzange 21 eingeführt bzw. hindurchgeführt wird. Mit der Gewindehülse 35 kann dadurch die Spannzange 21 gespannt werden. Der nachfolgend eingeschraubte Schraub ring 29 dient lediglich noch als Konterring.In contrast to the first exemplary embodiment, a contact bolt 34 is now provided, which is designed as a threaded bolt outside the area of the inclined surface 20 . Instead of the sliding sleeve 22 , there is now a threaded sleeve 35 with an internal and external thread. Instead of the groove 18 with a rectangular cross-section, there is now a groove 36 with a trapezoidal cross-section, into which a correspondingly shaped strip 37 on the tool 15 engages in the manner of a dovetail guide. The tool 15 and the system bolt 34 must therefore be put together transversely to the axial direction, whereupon the arrangement is then screwed into the threaded sleeve 35 . Thereafter, the threaded sleeve 35 itself is screwed into the thread 28 of the bore 23 with the screwed-in contact bolt 34 , the tool 15 being inserted or passed through the collet 21 . The collet 21 can thereby be clamped with the threaded sleeve 35 . The screwed ring 29 screwed in later serves only as a lock ring.

Anstelle eines Axiallagers 30 weist sowohl die der Gewinde hülse 35 zugewandte Stirnseite des Schraubrings 29 als auch die der Spannzange 21 zugewandte Stirnseite der Gewinde hülse 35 halbkugelartige Gleitelemente bzw. ringförmige Gleitelemente 38 mit halbkreisförmigem Querschnitt auf, um beim Einschrauben die Reibung zu verringern. Diese Gleit elemente 38 können selbstverständlich auch durch Axiallager ersetzt werden.Instead of an axial bearing 30 has both the threaded sleeve 35 facing the end of the screw ring 29 and the collet 21 facing the threaded sleeve 35 hemispherical sliding elements or annular sliding elements 38 with a semicircular cross section to reduce the friction when screwing. These sliding elements 38 can of course also be replaced by thrust bearings.

Der Gewindeanschlagring 32 weist einen radialen Schlitz 39 auf, wobei die durch den Schlitz getrennten Bereiche mittels einer Sicherungsschraube 40 zusammengezogen werden können, so daß eine Fixierung des Gewindeanschlagrings 32 erfolgt. Eine ähnliche Fixierung ist auch beim Schraub ring 29 möglich.The threaded stop ring 32 has a radial slot 39 , the areas separated by the slot being able to be pulled together by means of a locking screw 40 , so that the threaded stop ring 32 is fixed. A similar fixation is also possible with the screw ring 29 .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel liegt die Schrägfläche 16 des Werkzeugs 15 an einer entspre chenden Schrägfläche 20 eines zylindrischen, im Durchmesser dem Werkzeug 15 angepaßten Schafts 41 an. Dieser Schaft 41 weist eine nicht dargestellte konische, zylindrische oder auf andere Weise gestaltete Anlagefläche für ein Einsatz teil einer Werkzeugmaschine auf. Hierzu können die verschie densten bekannten Verbindungsvorrichtungen eingesetzt werden, die nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind.In the third embodiment shown in FIG. 3, the inclined surface 16 of the tool 15 rests against a corresponding inclined surface 20 of a cylindrical shaft 41 adapted to the diameter of the tool 15 . This shaft 41 has a conical, cylindrical or otherwise designed contact surface for an insert part of a machine tool, not shown. For this purpose, the most various known connecting devices can be used, which are not the subject of the present application.

Der Schaft 41 weist einen zylindrischen, am freien Ende abgerundeten Zapfen 42 auf, der sich senkrecht zur Schräg fläche 20 erstreckt und in eine entsprechend geformte Auf nahmeöffnung 43 im Werkzeug 15 eingreift.The shaft 41 has a cylindrical, at the free end rounded pin 42 which extends perpendicular to the inclined surface 20 and engages in a correspondingly shaped receiving opening 43 in the tool 15 .

Eine doppelte, den mit dem Werkzeug 15 zusammengesteckten Schaft 41 aufnehmende, hülsenartige Spannzange 44 verjüngt sich konisch gegen beide Enden, die spannzangenartig ausge bildet sind, also mit nicht dargestellten Axialschlitzen versehen sind. Der mittlere, zylindrische Bereich der Spann zange 44 ist mit einem Außengewinde 46 versehen. Auf diese Spannzange 44 werden jeweils von außen her zwei Schraub hülsen 45 aufgeschoben, die entsprechend der Gestalt der Spannzange 44 im Außenbereich einen konischen und im Innen bereich einen zylindrischen Bereich aufweisen, der mit einem Innengewinde 47 versehen ist. Durch Aufschrauben der beiden Schraubhülsen 45 wird die Spannzange in beiden Spannbereichen gespannt und fixiert dadurch das Werkzeug 15 und den Schaft 41.A double, with the tool 15 plugged shaft 41 receiving sleeve-like collet 44 tapers conically against both ends, which are formed like collet, so are provided with axial slots, not shown. The central, cylindrical region of the collet 44 is provided with an external thread 46 . On this collet 44 two screw sleeves 45 are pushed from the outside, which have a conical shape in the outer area and a cylindrical area in the inner area corresponding to the shape of the collet 44 , which is provided with an internal thread 47 . By screwing on the two screw sleeves 45 , the collet is clamped in both clamping areas and thereby fixes the tool 15 and the shaft 41 .

Zum Aufschrauben können die Schraubhülsen 45 an der Außen seite oder an den Stirnseiten mit Schraubhilfen versehen sein, z. B. Einsatzöffnungen für Werkzeuge oder eine ent sprechend gestaltete Außenfläche.To screw on, the screw sleeves 45 can be provided on the outside or on the end faces with screw aids, for. B. insert openings for tools or a suitably designed outer surface.

Der Schaft 41 ist mit einer Umfangsnut 48 versehen, in der ein Federring 49 eingesetzt ist. Die Spannzange 44 weist an der entsprechenden Stelle eine Innennut 50 auf, in die der Federring 49 beim Einstecken des Schafts 41 in der entsprechenden Position einrastet, so daß der Schaft 41 in der Spannzange 44 federnd vorfixiert werden kann.The shaft 41 is provided with a circumferential groove 48 in which a spring ring 49 is inserted. The collet 44 has at the corresponding point on an internal groove 50 into which the spring ring 49 locks into place upon insertion of the shaft 41 in the appropriate position, so that the shaft can be pre-fixed spring in the collet 44 41st

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wiederum ein Schaft 51 vorgesehen, der ähnlich dem Schaft 41 des dritten Ausführungsbeispiels mit dem Werkzeug 15 zusammengesteckt wird. Zur formschlüssigen Verbindung ist wiederum eine Leiste 17 und eine Nut 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet.In the embodiment shown in FIG. 4, a shaft 51 is again provided, which is plugged together with the tool 15 in a manner similar to the shaft 41 of the third embodiment. A bar 17 and a groove 18 according to the first embodiment are in turn arranged for the positive connection.

Ein rohrförmig ausgebildeter Haltekörper 52 nimmt das mit dem Schaft 51 zusammengesteckte Werkzeug 15 auf. Im Bereich der Schrägflächen 16, 20 liegt eine dünnwandige Dehnbüchse 53 am Werkzeug 15 bzw. am Schaft 51 an, die an beiden Enden mit dem Haltekörper 52 dichtend verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist. Zwischen der Dehnbüchse 53 und dem Haltekörper 52 befindet sich ein rohrförmiger Hohl raum 54, der über eine Leitung 55 mit einem Drucksystem 56 verbunden ist. Durch dieses kann der Hohlraum 54 mit fluidischem, insbesondere hydraulischem Druck beaufschlagt werden, wodurch die dünnwandige Dehnbüchse 53 gegen das Werkzeug 15 bzw. den Schaft 51 gepreßt wird und diese fixiert. Ein bekanntes Drucksystem 56 besteht aus einem in einem Zylinder 57 bewegbaren Kolben 58, wobei der Zylinder 57, die Leitung 55 und der Hohlraum 54 mit einem Fluid gefüllt sind. Mittels einer Einstellschraube 59 wird der Kolben 58 in den Zylinder 57 gepreßt, wodurch sich der Anpreßdruck der Dehnbüchse 53 erhöht. Dieser kann somit durch die Ein stellschraube 59 eingestellt werden.A tubular holding body 52 receives the tool 15 plugged together with the shaft 51 . In the area of the inclined surfaces 16 , 20 there is a thin-walled expansion sleeve 53 on the tool 15 or on the shaft 51 , which is sealingly connected, in particular welded or soldered, to the holding body 52 at both ends. Between the expansion sleeve 53 and the holding body 52 there is a tubular hollow space 54 , which is connected via a line 55 to a pressure system 56 . This allows the cavity 54 to be subjected to fluid, in particular hydraulic, pressure, as a result of which the thin-walled expansion sleeve 53 is pressed against the tool 15 or the shaft 51 and fixes it. A known pressure system 56 consists of a piston 58 movable in a cylinder 57 , the cylinder 57 , the line 55 and the cavity 54 being filled with a fluid. The piston 58 is pressed into the cylinder 57 by means of an adjusting screw 59 , as a result of which the contact pressure of the expansion sleeve 53 increases. This can thus be set by an adjusting screw 59 .

Das Drucksystem 56 ist lediglich schematisch dargestellt und durchdringt nicht etwa den Schaft 51, sondern ist seit lich desselben angeordnet, z. B. auch axial. Anstelle des dargestellten Drucksystems 56 und anstelle der dargestellten Dehnbüchse 53 können auch andere entsprechende bekannte Vorrichtungen treten.The pressure system 56 is only shown schematically and does not penetrate the shaft 51 , but is arranged since the same, z. B. also axially. Instead of the printing system 56 shown and instead of the expansion sleeve 53 shown , other corresponding known devices can also be used.

Anstelle der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Verzahnungselemente an den Schrägflächen 16, 20 können auch andere Verzahnungselemente treten, bei denen lediglich wesentlich ist, daß sie in axialer Richtung eine formschlüssi ge Verbindung bilden. Hierbei kann es sich um leisten- oder zapfenartige Verzahnungselemente mit den verschieden sten Querschnitten handeln, wobei auch die Steckrichtungen variieren können. Lediglich eine axiale Steckrichtung ist nicht möglich, da dann keine Verzahnung eintritt. Bei sich schwalbenschwanzartig hintergreifenden Verzahnungselementen, hakenförmigen Verzahnungselementen od. dgl. ist eine Steck richtung quer zur Axialrichtung erforderlich. Instead of the toothing elements shown in the exemplary embodiments on the inclined surfaces 16 , 20 , other toothing elements can also occur, in which it is only essential that they form a positive connection in the axial direction. These can be strip-like or peg-like toothing elements with the most diverse cross-sections, and the plug-in directions can also vary. Only an axial direction of insertion is not possible, since there is then no toothing. With dovetail-like engagement elements, hook-shaped gear elements or the like. A plug-in direction transverse to the axial direction is required.

Bei allen Ausführungsbeispielen wurde auf die Darstellung der internen Kühlmittelzuführung zum Werkzeug 15 verzichtet, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 37 25 229 bekannt ist. Der hohe Druck des Kühlmittels wirkt auf das Werkzeug 15 ein, wobei die Verzahnungselemente 17, 18 auch bei einer Aufweitung der Spannzange 21 bei hohen Drehzahlen bewirken, daß das Werkzeug 15 nicht herausgeschoben werden kann.In all of the exemplary embodiments, the internal coolant supply to the tool 15 , as is known for example from DE-OS 37 25 229, has been omitted. The high pressure of the coolant acts on the tool 15 , the toothing elements 17 , 18 causing the tool 15 not to be pushed out even when the collet 21 is expanded at high speeds.

Claims

1. Clamping device for cutting tools, such as drills, milling cutters or the like, in particular fast-rotating solid carbide tools, with a cylindrical holding area of the tool in a correspondingly shaped opening, which can be used in a machine tool holding body, the cylindrical opening being up to an inclined surface providing a system for the tool, and with a clamping part holding the tool in the system position, characterized in that the inclined surface ( 20 ) has at least one with at least one toothing element ( 17 ; 37 ; 43 ) which can be plugged together on the tool ( 15 ), has essentially complementary toothing element ( 18 ; 36 ; 42 ), the assembled toothing elements ( 17 , 18 ; 37 , 36 ; 43 , 42 ) forming a positive connection in the axial direction of the cylindrical opening.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the toothing element ( 17 , 18 ; 37 , 36 ) on the inclined surface ( 16 , 20 ) is designed as a transverse groove or as a transverse web.

3. Clamping device according to claim 1, characterized in that the toothing element ( 43 , 42 ) on the inclined surface ( 16 , 20 ) is designed as a peg or peg-shaped opening.

4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an essentially perpendicular to the inclined surface ( 16 , 20 ) extending plug-in direction is provided.

5. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that a parallel to the inclined surface ( 16 , 20 ) ver running insertion direction is provided.

6. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping part ( 21 ) is designed as a cone-like, arranged in the holding body and the inserted tool ( 15 ) encompassing collet, which by means of a sleeve-like, the area of the inclined surface ( 16 , 20th ) overlapping and the end of the collet ( 21 ) with a clamping force acting clamping device ( 22 , 29 ; 35 ) can be clamped.

7. Clamping device according to claim 6, characterized in that the inclined surface ( 20 ) is attached to a contact bolt ( 19 ; 34 ) which is arranged at least partially in the clamping device ( 22 , 29 ; 35 ) holding it in the holding body ( 14 ).

8. Clamping device according to claim 7, characterized in that the clamping device consists of an axially on the collet ( 21 ) and axially displaceable sliding sleeve ( 22 ) and this presses against the collet ( 21 ), in a threaded bore ( 23 , 28 ) of Holding body ( 14 ) axially screwable screw ring ( 29 ), means ( 24-27 ) are provided for the rotationally fixed arrangement of the contact pin ( 19 ) in the holding body ( 14 ).

9. Clamping device according to claim 8, characterized in that the contact bolt ( 19 ) in the sliding sleeve ( 22 ) via an axially extending groove-wedge connection ( 26 , 27 ) and the sliding sleeve ( 22 ) in the holding body ( 14 ) via an axial extending groove-wedge connection ( 24 , 25 ) is arranged rotatably.

10. Clamping device according to claim 7, characterized in that the clamping device consists of an axially adjacent to the collet ( 21 ), in a threaded bore ( 23 , 28 ) of the holding body ( 14 ) axially back and forth screwable threaded sleeve ( 35 ), wherein the contact bolt ( 34 ) is designed to be screwed into this threaded sleeve ( 35 ).

11. Clamping device according to claim 10, characterized in that a screw ring designed as a counter ring ( 29 ) in the threaded bore ( 23 , 28 ) of the holding body ( 14 ) is arranged screwable against the threaded sleeve ( 35 ).

12. Clamping device according to one of claims 7 to 11, characterized in that a threaded stop ring ( 32 ) as a stop for the inclined surface ( 20 ) opposite end face of the contact pin ( 19 ; 34 ) in the holding body ( 14 ) is screwed.

13. Clamping device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the screw ring ( 29 ) and / or the threaded stop ring ( 32 ) is provided with a locking screw ( 40 ) securing the respective position.

14. Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the holding body from a cylindrical, the diameter of the tool ( 15 ) adapted, provided with the inclined surface ( 20 ) shaft ( 41 ) and from a double, each conical after outside ver young and the connection point between the shaft ( 41 ) and tool ( 15 ) encompassing sleeve-like collet ( 44 ), two fixing sleeves ( 45 ) which can be axially applied to the collet ( 44 ) from the outside in each case are provided.

15. Clamping device according to claim 14, characterized in that the fixing sleeves ( 45 ) are designed as screw sleeves.

16. Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool ( 15 ) encompassing the wall of the cylindrical opening in the holding body ( 52 ) is at least partially designed as an expansion sleeve ( 53 ) which can be pressurized with fluid.

17. Clamping device according to claim 16, characterized in that the cylindrical opening in the holding body ( 52 ) is designed as a passage opening into which a cylindrical, in diameter the tool ( 15 ), with the inclined surface ( 20 ) provided shaft ( 51 ) can be used, and that the expansion sleeve ( 53 ) also at least partially overlaps the shaft ( 51 ).

18. Clamping device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the shaft ( 41 ; 51 ) and the collet ( 44 ) or the holding body ( 52 ) by means of a spring ring ( 49 ) encompassing the shaft ( 41 ; 51 ) in a form-fitting manner are connected.