DE4132019C2 - Schnittstelle zwischen einem Werkzeugträger und einem Spannschaft einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle zwischen einem Werkzeugträger und einem den Werkzeugträger haltenden Spannschaft einer Werkzeugmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

In dem Patent 41 10 720 wird eine Schnittstelle beschrieben, die sich dadurch aus­ zeichnet, daß durch ein Spannorgan bewegbare Spann­ elemente vorgesehen sind, mit denen die beiden der Schnittstelle zugeordneten Teile - Werkzeugträger und Spannschaft - fest miteinander verspannt werden. Es wird vorgeschlagen, zur Betätigung der Spannele­ mente das als Spannbolzen ausgebildete Spannorgan durch einen Winkelantrieb in axialer Richtung zu verlagern. Um eine hohe Spannkraft zwischen Werk­ zeugträger und Spannschaft zu erzielen, müssen zur Betätigung des Spannorgans beziehungsweise Spann­ bolzens von dem Winkelantrieb hohe Drehmomente übertragen werden, so daß hohe Anforderungen an Ma­ terial und Fertigung des Winkelantriebs gestellt werden müssen.

Bei einer bekannten Schnittstelle dieser Art (DE 38 14 550 C1) werden die beiden der Schnittstelle zugeordneten Maschi­ nenteile mit Hilfe von Spannelementen miteinander verbunden. Diese greifen an beiden Maschinenteilen ein und sind mit auf ein und derselben Längsseite liegenden Spannflächen verse­ hen, die einerseits dem ersten Maschinenteil und anderer­ seits dem zweiten Maschinenteil angreifen und deren Ver­ spannung dienen. Die Spannflächen sind an einander gegen­ überliegenden Enden der Spannelemente angeordnet, so daß in­ nerhalb der Spannelemente im verspannten Zustand der Schnittstelle Zugkräfte aufgebaut werden. Treten dabei Ab­ standsdifferenzen der Spannflächen auf, die beispielsweise auf Fertigungstoleranzen und/oder auf Verschleiß beruhen können, werden beim Verspannen der der Schnittstelle zuge­ ordneten Teile unterschiedliche Kräfte aufgebaut, die zu Auslenkungen der beiden Mittel-/Drehachsen der miteinander verspannten Werkzeugteile führen. Die Fluchtung der miteinander verspannten Teile kann also nicht mehr gewährleistet werden. Darüber hinaus können bei einem Wechsel eines der beiden verspannten Teile zuvor eingestellte Maße nicht mehr eingehalten werden. Es hat sich überdies gezeigt, daß die Aktivierung der Spannelemente bei der bekannten Schnittstelle relativ umständlich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schnitt­ stelle zwischen einem Werkzeugträger und einem Spannschaft zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist und eine exakte Einspannung der der Schnitt­ stelle zugeordneten Teile erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schnittstelle mit Hilfe der in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Schnittstelle ein unmittelbar auf den Spannbolzen wirkendes Betätigungselement aufweist, welches diesen axial verlagert, werden die bei der Verspannung der beiden der Schnittstelle zugeordneten Teile auftretenden Reibungskräfte auf ein Minimum reduziert. Somit lassen sich hohe Einspannkräfte mit relativ geringen, auf das Betäti­ gungselement ausgeübten Kräften bewirken. Dies führt zu ei­ ner hohen Haltbarkeit des Betätigungselements und einer lan­ gen Standzeit der Schnittstelle. Das Betätigungselement ist als Exzenter aus­ gebildet, der im wesentlichen senkrecht auf der Mittel- beziehungsweise Drehachse des Spannbolzens steht. Ein derar­ tiges Betätigungselement ist kostengünstig herstellbar und kann die erforderlichen Spannkräfte ohne weiteres erbringen.

Weiter wird eine Ausführungsform der Schnittstelle bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, daß zwischen einem Exzenterbolzen des Exzenters und dem Spannbolzen ein in axialer Richtung innerhalb des Spannschachts verlagerbares Gleitstück vorgesehen ist, welches mit dem Exzenterbolzen zusammenwirkt, dessen Spannkräfte aufnimmt und an den Spann­ bolzen weiterleitet. Dadurch, daß das Gleitstück drehbar im Spannbolzen gelagert ist, werden die vom Exzenterbolzen auf­ gebrachten Spannkräfte besonders gut vom Exzenter auf den Spannbolzen übertragen, wobei punkt- beziehungsweise linien­ förmige Belastungen vermieden werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Schnitt­ stelle ist der Exzenterbolzen so ausgebildet, daß er einen um die Drehachse des Exzenters schwenkbaren Druckflächenbe­ reich aufweist, dessen Radius auf den Radius einer konkaven Ausnehmung im Mantel des Gleitstücks abgestimmt ist, so daß die beiden genannten Radien im wesentlichen gleich groß sind. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine auf einen relativ großen Bereich verteilte Flächenpressung, so daß punkt- beziehungsweise linienförmige Kräfte und damit ein hoher Verschleiß vermieden werden.

Schließlich wird eine Ausführungsform der Schnittstelle be­ vorzugt, bei welcher die Drehachse des Gleitstücks gegenüber der Längsachse des Spannbolzens verschoben ist, so daß sich beim Spannen ein Kniehebeleffekt ergibt, durch welchen eine Lösung des Exzenters nach dem Festspannen der der Schnitt­ stelle zugeordneten Teile nur bei Überwindung eines zusätz­ lichen Lösemoments erfolgen kann. Eine unbeabsichtigte Lö­ sung der Schnittstelle ist damit mit hoher Sicherheit zu vermeiden.

Weitere Ausgestaltungen der Schnittstelle ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 einen Längsschnitt durch eine Schnittstelle während verschiedener Spannzustände;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Spannbolzen und

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Spannbolzen gemäß Fig. 4.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Längsschnitt durch eine Schnittstelle wiedergegeben, wobei verschiedene Einspannzu­ stände dargestellt sind. In den Fig. 1 bis 3 wurden aus Gründen der besseren Darstellbarkeit rechts und links Teile der Schnittstelle abgebrochen.

Fig. 1 zeigt eine Schnittstelle 201 mit einem Spannschaft 203, in den ein Werkzeugträger 205 eingeführt wurde. Eine Einspannung wurde noch nicht bewirkt. Der Werkzeugträger 205 weist einen Paßzapfen 207 auf, welcher in eine stirnseitig in den Spannschaft 203 eingebrachte Ausnehmung 209 einge­ führt wurde. Der Innendurchmesser der Ausnehmung ist so ge­ wählt, daß der Paßzapfen spielfrei einsteckbar ist.

Der Paßzapfen 207 seinerseits ist hohl ausgebildet und um­ schließt einen Freiraum 211, der eine umlaufende Ringnut 213 und eine diese begrenzende Ringschulter 215 aufweist. Diese dient als eine erste Spannfläche und verläuft unter einem Winkel α zur Drehachse 217 der Schnittstelle 201. Der Winkel kann in einem breiten Bereich festgelegt werden. Wesentlich ist, daß die Ringschulter 215 eine erste Anschlagfläche bil­ det, an welcher Spannelemente, auf die unten eingegangen wird, eingreifen können. Die Ringschulter wird dadurch ge­ bildet, daß der Innendurchmesser des an die Ringnut 213 an­ grenzenden Wandbereichs, der die Stirnseite des Paßzapfens 207 schneidet, kleiner ist, als der der übrigen Ringnut.

Der Spannschaft 203 ist seinerseits hohl ausgebildet, in seinen Innenraum 219 ist ein in Richtung der Drehachse 217 verlagerbarer Spannbolzen 221 eingebracht, der sich bis in den Freiraum 211 im Paßzapfen 207 erstreckt. Er stößt mit seiner linken Stirnseite gegen den Boden 223 des Freiraums 211. In die Stirnseite des Spannbolzens 221 ist ein An­ schlußstutzen 225 eingesetzt, der, ebenso wie der Spannbol­ zen 221 mit einem Durchgangskanal 227 versehen ist, und der in Flüssigkeitsverbindung mit einem konzentrisch zur Drehachse 217 verlaufenden Kanal 229 im Spannbolzen 221 steht. Durch diese Ausgestaltung der Schnittstelle 201 kann ein Kühl- und/oder Schmiermittel durch den Spannschaft 203 und durch den Werkzeugträger 205 bis zum Werkzeug geleitet werden.

In die Mantelfläche des Spannbolzens 221 sind am Umfang mehrere, vorzugsweise drei in Richtung der Drehachse 217 verlaufende Aufnahmetaschen 231 eingebracht, in denen die Spannelemente 233 untergebracht sind. Deren Länge ist kleiner als die Längsausdehnung der Aufnahmetaschen, so daß die Spann­ elemente 233 in Richtung der Drehachse 217 verschiebbar sind.

Die Spannelemente 233 werden durch elastische Rück­ halteeinrichtungen, die vorzugsweise als elastische Ringe 235 ausgelegt sind, gegen die äußere Mantelfläche des Spann­ bolzens 221 beziehungsweise gegen den Grund der Aufnahmeta­ schen 231 gedrückt. Links von dem Vorderende der Spannele­ mente 233 - also in Zusammensteckrichtung vor den Spannelementen - ist eine vorzugsweise umlaufende Ringschulter 237 vorgesehen, deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser der Spannelemente 233 entspricht, wenn diese, wie in Fig. 1 eingezeichnet, in ihrer rückgeschwenkten Stellung am Boden der Aufnahmetaschen 231 anliegen. Der Boden der Aufnahmetaschen verläuft im wesentlichen parallel zur Drehachse 217 der Schnittstelle 201. Die Spannelemente 233 weisen einen Auflagebereich auf, so daß sie ohne zu ver­ kippen in den Aufnahmetaschen liegen.

In die Wandung des Spannschafts 203 ist eine Ausnehmung 239 eingebracht, deren Mittelachse 241 im wesentlichen senkrecht auf der Drehachse 217 steht. In diese Ausnehmung ist ein als Exzenter 243 ausgebildetes Betätigungsorgan drehbar einge­ bracht. Er kann zur Betätigung mit einem Innensechskant 245 ausgestattet sein, der hier gestrichelt eingezeichnet ist. In seine Mantelfläche ist zur Begrenzung der Drehbewegung des Exzenters eine praktisch auf gleicher Höhe umlaufende Nut 247 eingebracht, deren Ende 249 als Anschlag für einen hier nicht eingezeichneten Begrenzungsstift dienen kann.

Die Höhe des Grundkörpers des Exzenters 243 ist so gewählt, daß er die äußere Mantelfläche 251 des Spannschaft 203 nicht überragt. Andererseits springt von dem Grundkörper des Exzenters 243 in den Innenraum 219 des Spannschafts 203 ein Exzenterbolzen 253 vor, der in einer Ausnehmung 255 in der äußeren Mantelfläche des Spannbolzens 221 zu liegen kommt. Außer dem Exzenterbolzen 253 ist in der Ausnehmung 255 noch ein Gleitstück 257 untergebracht, dessen Höhe der Höhe des Exzenterbolzens entspricht. In Richtung der Drehachse 217 sind die Abmessungen des Exzenterbolzens 253 und des Gleit­ stücks 257 so gewählt, daß beide Teile spielfrei in der Aus­ nehmung 255 angeordnet sind. Eine axiale Verlagerung der beiden Teile innerhalb der Ausnehmung 255 ist damit nicht ohne eine gleichzeitige Verschiebung des Spannbolzens 221 in Richtung der Drehachse 217 möglich.

Oberhalb der Schnittdarstellung in Fig. 1 ist noch zur Ver­ deutlichung der Funktion und Ausrichtung des Exzenterbolzens 253 beziehungsweise des Gleitstücks 257 eine Draufsicht auf die Unterseite des Exzenters 243 dargestellt. Dabei ist auch die Ausnehmung 255 in der Mantelfläche des Spannbolzens 221 angedeutet.

Das Gleitstück 257 ist in Draufsicht im wesentlichen kreis­ rund ausgebildet. Auf der dem Exzenterbolzen 253 zugewandten Seite des Gleitstücks 257 ist allerdings in dessen Außenfläche eine konkave Ausnehmung eingebracht, die vorzugsweise kreisbogen­ förmig ausgebildet ist und als Anlagefläche 259 für den Ex­ zenterbolzen 253 dient.

Der Radius der äußeren Mantelfläche des Gleitstücks 257 wird mit R1 bezeichnet, der Radius der Anlagefläche 259 mit R2.

Die Unterseite des Gleitstücks 257 dient als Gleitfläche, sie ist daher eben ausgebildet. Die Oberseite ist gewölbt und vorzugsweise kreisbogenförmig, wobei der Krümmungsradius des Kreisbogens dem Radius der äußeren Mantelfläche des Spannbolzens 221 entspricht.

Der Exzenterbolzen 253 ist symmetrisch ausgebildet, seine Symmetrieachse 261 ist gestrichelt eingezeichnet. Sie schließt bei der Stellung des Exzenterbolzens gemäß Fig. 1 mit der Horizontalen den Winkel β ein. Ein rückwärtiger Man­ telbereich 263 des Exzenterbolzens 253, der vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildet ist, liegt dabei an der Anla­ gefläche 259 des Gleitstücks 257 an. Dem rückwärtigen Mantelbereich 263 gegenüberliegend ist am Exzenterbolzen 253 ein Druckflächenbereich 265 vorgesehen, dessen Radius R3 größer ist als der des rückwärtigen Mantelbereichs 263 und dessen Größe auf den Ra­ dius R2 der Anlagefläche 259 des Gleitstücks 257 abgestimmt ist. Vorzugsweise sind die Radien R3 und R2 identisch. Der Abstand des rückwärtigen Mantelbereichs 263 zur Mittelachse 241 des Exzenters 243 beziehungsweise des Exzenterbolzens 253 ist kleiner als der Abstand des Druckflächenbereichs 265 zur Mittelachse 241.

Der Druckflächenbereich 265 und der rückwärtige Mantelbe­ reich 263 sind durch Geradenabschnitte miteinander verbun­ den, wobei diese einen sich in Richtung des Druckflächenbe­ reichs 265 öffnenden Winkel einschließen und symmetrisch zur Symmetrieachse 261 angeordnet sind. In Draufsicht gesehen hat der Exzenterbolzen 253 also eine etwa mit einer Parabel vergleichbare Form, wobei der rückwärtige Mantelbereich 263 den kreisbogenförmigen Scheitel der Parabel bildet. Diesem Bereich gegenüberliegend ist der entgegengesetzt gekrümmte Druckflächenbereich 265 angeordnet.

Das Gleitstück 257 ist, in Draufsicht gesehen, im wesentli­ chen mondsichelförmig ausgebildet. Der Kreisbogenabschnitt der Anlagefläche 259 ist gleichsinnig geöffnet wie der ver­ bleibende Kreisbogenabschnitt der übrigen Außenfläche des Gleitstücks 257. Aufgrund der kreisbogenförmigen Außenfläche ist das Gleitstück schwenkbar um seine parallel zur Mittel­ achse 241 des Exzenters 243 verlaufende Schwenkachse 266 be­ weglich in der Ausnehmung 255 im Spannbolzen 221 gelagert.

Fig. 2 zeigt wiederum die in Fig. 1 dargestellte Schnitt­ stelle 201. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf deren ausführliche Beschreibung ver­ zichtet werden kann.

Während bei der Darstellung gemäß Fig. 1 die beiden Teile der Schnittstelle 201, also der Spannschaft 203 und der Werkzeugträger 205 lediglich ineinander geschoben wurden, gibt Fig. 2 einen Zustand wieder, bei welchem der Exzenter 243 verdreht wurde, so daß die Verspannung der der Schnitt­ stelle 201 zugeordneten Teile eingeleitet wird. Dies ist daran ersichtlich, daß die Symmetrieachse 261 des Exzenter­ bolzens 253 mit der Horizontalen einen Winkel von β < 90° einschließt. Während bei Fig. 1 der rückwärtige Mantelbe­ reich 263 des Exzenterbolzens 253 mit der Anlagefläche 259 des Gleitstücks 257 in Eingriff ist, berührt nun aufgrund der Verdrehung des Exzenters der Druckflächenbereich 265 die Anlagefläche 259.

Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, daß der Abstand des rückwärtigen Mantelbereichs 263 des Exzenterbolzens 253 kleiner ist als der Abstand des Druckflächenbereichs 265 zur Mittelachse 241. Wenn also bei der Stellung des Exzenters gemäß Fig. 1 das Gleitstück mit dem rückwärtigen Mantelbe­ reich des Exzenterbolzens in Berührung stand und nunmehr mit dem Druckflächenbereich 265 des Exzenterbolzens in Eingriff tritt, so wird das Gleitstück 253 gegenüber der Mittelachse 241 verlagert, nämlich nach rechts verschoben. Dadurch, daß Exzenterbolzen und Gleitstück ohne axiales Spiel in der Aus­ nehmung 255 im Spannbolzen 221 untergebracht sind, stellt sich aufgrund der axialen Verlagerung des Gleitstücks 257 eine Verschiebung des Spannbolzens 221 nach rechts ein. Da­ durch kann auch der Werkzeugträger 203 beziehungsweise des­ sen Paßzapfen 207 weiter nach rechts verlagert werden, so daß der Werkzeugträger 205 weiter in den Spannschaft 203 eingeschoben werden kann und somit der in Fig. 1 ersicht­ liche Spalt S zwischen den einander zugewandten Anlageflächen von Spannschaft und Werkzeugträger entfällt. Durch die Ver­ lagerung des Spannbolzens 221 nach rechts kann nämlich der Boden beziehungsweise die Stirnseite 223 des Freiraums 211, der an der Stirnfläche des Spannbolzens 221 anliegt, nach rechts verlagert werden.

Der Anschlußstutzen 225 ist mit dem Werkzeugträger 205 starr gekoppelt. Durch geeignete Dichtungsmittel wird ein Austritt der im Inneren des Anschlußstutzens beziehungsweise Spann­ bolzens befindlichen Kühlflüssigkeit vermieden.

Durch die Verschiebung des Spannbolzens 221 gelangt eine geneigte Anlaufschräge 267 der Ringschulter 237 des Spannbolzens 221 in Eingriff mit einer vorzugsweise unter gleichem Winkel verlaufenden Auflauffläche 269 an der Vorderseite der Spannelemente 233.

Die Anlaufschräge 267 und die Auflauffläche 269 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel etwa um 60° gegenüber der Horizontalen beziehungsweise der Drehachse 217 geneigt. Durch den Druck der Anlaufschräge wird der vordere Teil der Spannelemente 233 gegen die Wirkung der elastischen Ringe 235 angehoben, so daß schließlich eine Spannfläche 271 am Kopf der Spannelemente, die der Auflauffläche 269 gegenüber­ liegend angeordnet ist, mit der Ringschulter 215 in Eingriff tritt.

Wenn die Anlaufschräge 267 gegen die Auflauffläche 269 an­ stößt, wird eine axiale Verlagerung der Spannelemente 233 bewirkt, bis die in den Figuren rechte Seite, das heißt, die rückwärtige Endfläche der Spannelemente gegen eine Anschlag­ schulter 274 des Spannschafts 203 stößt, die in den Innen­ raum 219 ragt. Bei einer Verschiebung des Spannbolzens wer­ den also zunächst die Spannelemente axial verlagert, bis sie an die Anschlagschulter 274 anstoßen. Bei einer weiteren Verlagerung des Spannbolzens findet dann die Schwenkbewegung der Spannelemente statt, das heißt, das der Anschlagschulter gegenüberliegende Ende beziehungsweise der Kopf der Spann­ elemente 233 wird - in radialer Richtung gesehen - nach außen geschwenkt, so daß sich eine Durchmesservergrößerung ergibt.

Da alle Spannelemente 233 unabhängig voneinander frei beweg­ lich sind, werden während des Einspannens geringfügige Di­ mensionsabweichungen der einzelnen Spannelemente untereinan­ der optimal ausgeglichen und gleichmäßige Spannkräfte aufge­ baut.

Fig. 3 zeigt die Schnittstelle 201 in ihrem verspannten Zu­ stand. Der Exzenter 253 ist nun gänzlich in seine Verriege­ lungsstellung verdreht worden. Gemäß der Draufsicht auf die Unterseite des Exzenters entspricht dies einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Die Symmetrieachse 261 ist über die Horizontale hinaus verdreht. Der Druckflächenbereich 265 des Exzenterbolzens 253 liegt auf dem gesamten Bereich der Anla­ gefläche 259 des Gleitstücks 257 an, das heißt, die Spann­ kräfte werden von dem Exzenterbolzen 253 flächig auf das Gleitstück übertragen. Dieses liegt mit seinem rückwärtigen Mantelbereich 263 an einer konkav ausgebildeten Begrenzungs­ wand der Ausnehmung 255 im Spannbolzen 221 an.

In dieser Stellung des Exzenters 243 ist der Spannbolzen 221 ganz nach rechts in seine Verriegelungsstellung verschoben. Durch das Zusammenspiel der Anlaufschräge 267 der auf dem Spannbolzen 221 vorgesehenen Ringschulter 237 mit der An­ lauffläche 269 am Kopf der Spannelemente 233 hat eine maxi­ male Verschwenkung der Spannelemente stattgefunden, so daß die als zweite Spannfläche dienende Spannfläche 271 fest ge­ gen die erste Spannfläche beziehungsweise Ringschulter 215 auf der Innenfläche des Paßzapfens 207 gepreßt wird. Durch die Schwenkbewegung der Spannelemente und durch das Zusam­ menwirken der verschiedenen Spann- und Anlageflächen wird der Paßzapfen 207 beziehungsweise der Werkzeugträger 205 fest in den Spannschaft 203 hin eingezogen. Die den in Fig. 1 dar­ gestellten Spalt S rechts und links begrenzenden Ringflächen von Spannschaft 203 und Werkzeugträger 205 liegen nun fest aneinander und gewähren eine optimale Ausrichtung zwischen den beiden Teilen der Schnittstelle 201.

Der Exzenter 243 ist so angeordnet, daß seine Mittelachse 241 die Drehachse 217 des Werkzeugs schneidet. Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, daß die Symmetrieachse 275 des Gleitstücks 257 und damit auch seine Schwenkachse 266 gegen­ über der Mittelachse 241 verlagert ist. In Fig. 3 ist der Abstand a angedeutet. Auf diese Weise kommt der Kraftan­ griffspunkt zwischen Gleitstück und Spannbolzen unterhalb der Verbindungslinie der Mittelachse 241 des Exzenters 243 und der Symmetrieachse 275 des Gleitstücks 257 zu liegen. Es ergibt sich daher beim Spannen ein Kniehebeleffekt, so daß die Spannkraft durch ein niedrigeres Drehmoment am Exzenter 243 aufgebracht werden kann.

Beim Lösen der Verspannung der Schnittstelle 201 ist eine minimale axiale Verlagerung des Spannbolzens 221 in die Ver­ spannungsrichtung erforderlich, so daß ein zusätzliches Lö­ semoment aufgebracht werden muß. Es ergibt sich also eine Selbsthemmung der Exzenterspannung, so daß auch bei starken Vibrationen und Belastungen eine versehentliche Entriegelung der Verspannung mit hoher Sicherheit auszuschließen ist.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die in den Fig. 1 bis 3 oben liegende Seite des Spannbolzens 221. Deutlich ist die Ausnehmung 255 zu erkennen, die der Aufnahme sowohl des Ex­ zenterbolzens 253 als auch des Gleitstücks 257 dient. Der den Exzenterbolzen aufnehmende Bereich der Ausnehmung 255 weist eine ebene Bodenfläche auf und ist im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Er kann einfach hergestellt wer­ den, indem beispielsweise eine senkrecht zur Längs- oder Drehachse 217 des Spannbolzens 221 verlaufende Nut einge­ bracht wird. In dem über der Drehachse 217 liegenden Bereich der Ausnehmung 255 schließt sich an die im wesentlichen rechteckförmige Ausnehmung ein Abschnitt 277 an, dessen Bodenbereich mit dem Boden der rechteckförmigen Ausnehmung eine Fläche bilden kann. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Höhe des Exzenterbolzens 253 gleich gewählt ist wie die Höhe des Gleitstücks 257.

Der Abschnitt 277 zeichnet sich durch einen bogenförmig, vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildeten Wandbereich 279 aus, dessen Radius so gewählt ist, daß der rückwärtige Man­ telbereich 281 des Gleitstücks 257 (siehe Fig. 2) flächig an diesem Wandbe­ reich anliegt. Auf diese Weise ergibt sich eine flächige An­ lage während des Spannvorgangs, so daß Linienberührungen zwischen Gleitstück und dem Wandbereich vermieden werden und der Verschleiß besonders niedrig ist.

Durch die Ausgestaltung des Abschnitts 277 der Ausnehmung 255 wird das Gleitstück 257 sicher gehalten. Es bedarf kei­ ner weiteren Befestigung oder einer Achse zu dessen Lagesi­ cherung. Das Werkzeug kann daher einfach realisiert werden. Außerdem wird eine Schwenk- beziehungsweise Drehbewegung des Gleitstücks während des Ein- und Ausspannens der Teile der Schnittstelle 201 ermöglicht. Dadurch läßt sich eine flä­ chige Anlage zwischen dem Exzenterbolzen und dem Gleitstück einerseits und dem Gleitstück und dem Spannbolzen anderer­ seits sicherstellen. Der Verschleiß während des Ein- und Ausspannens wird dadurch auf ein Minimum reduziert, so daß sich eine sehr hohe Standzeit der Schnittstelle ergibt.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Gleitstück 257 relativ klein ausgebildet sein kann. Es kann daher hochwertiges, sehr festes Material für das Gleitstück verwendet werden, ohne daß die Kosten der Herstellung für das Werkzeug nach­ teilig beeinflußt werden. Da das Gleitstück aufgrund der einfachen Form leicht herstellbar ist, sind die Herstellungskosten auch bei der Verwendung hochfester Materialien wie Stahl, Hartmetall oder auch Keramik niedrig.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Ringschulter 237 bei diesem Ausführungsbeispiel umlaufend ausgebildet ist. Da­ durch ergibt sich auch eine durchgehende, umlaufende Anlauf­ schräge 267 für die in Fig. 4 nicht dargestellten Spannele­ mente 233. Es ist jedoch ausreichend, wenn jeweils einem Spannelement ein Bereich einer Anlaufschräge zugeordnet ist, wenn also keine durchgehende Ringschulter mit einer durchge­ henden Anlaufschräge vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt außerdem, daß die Aufnahmetaschen 231 für die Spannelemente 233 als in Richtung der Drehachse 217 verlau­ fende Nuten ausgebildet und damit ebenfalls leicht reali­ sierbar sind.

Im Bereich des hinteren Endes des Spannbolzens 221 ist noch eine Ringnut 283 erkennbar, die der Aufnahme eines geeigne­ ten Dichtelements dient, so daß auch bei einer Verlagerung des Spannbolzens in dessen Inneren geführtes Kühl- bezie­ hungsweise Schmiermittel nicht austreten kann.

Fig. 5 zeigt schließlich einen Querschnitt durch den Spann­ bolzen 221, der einerseits durch die Ausnehmung 255 und an­ dererseits durch die nach vorne versetzten Aufnahmetaschen 231 für die Spannelemente 233 verläuft.

Im Inneren des Spannbolzens 231 ist der Kanal 229 für das Kühl- beziehungsweise Schmiermittel zu sehen. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Aufnahmetaschen 231 vorgesehen. Die Anzahl der Spannelemente kann frei ge­ wählt werden.

Die Schnittdarstellung zeigt, daß der Boden der Ausnehmung 255 eben ist und bei den Fig. 1 bis 3 senkrecht zur dortigen Bildebene verläuft. Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 läßt den Abschnitt 277 erkennen, der der Aufnahme des Gleitstücks 257 dient.

Der Spannbolzen ist im Schnitt vorzugsweise kreisförmig aus­ gebildet.

Nach allem ist erkennbar, daß die Schnittstelle 201 einfach aufgebaut ist und für eine sichere Verspannung von Spann­ schaft 203 und Werkzeugträger 205 dient. Eine versehentliche Lockerung der Teile, auch aufgrund von Vibrationen, ist mit hoher Sicherheit ausgeschlossen. Die Übertragung der von dem Exzenter 243 aufgebrachten Kräfte über das Gleitstück auf den Spannbolzen erfolgt über Berührungsflächen, so daß punkt- oder linienförmige Belastungen mit hoher Sicherheit ausgeschlossen werden. Dies ergibt einen geringen Verschleiß und eine hohe Standfestigkeit der Schnittstelle. Dabei sind die zur Erzeugung der Verspannung erforderlichen Kräfte mit­ tels handgetriebener Werkzeuge ohne weiteres aufzubringen, so daß die Verbindung zwischen Spannschaft und Werkzeugträ­ ger einfach herstellbar ist. Auch ist die Lösung der beiden Teile der Schnittstelle ohne weiteres per Hand möglich.

Aus den Fig. 1 bis 3 ergibt sich außerdem, daß die Entriegelung der Schnittstelle 201 durch eine Drehung des Exzenters 243 in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Bei der Draufsicht auf die Unterseite des Exzenters entspricht dies einer Drehung im Uhrzeigersinn.

Ausgehend von Fig. 3 ist ersichtlich, daß zunächst während der Öffnungsbewegung der Exzenterbolzen 253 das Gleitstück 257 wieder etwas nach rechts in Verriegelungsrichtung ver­ schiebt. Das heißt, das Öffnungsmoment ist - wie oben darge­ legt - aufgrund eines Kniehebeleffekts leicht erhöht. Sobald die Symmetrieachse 261 des Exzenterbolzens 253 die in Fig. 3 horizontale Stellung überwunden hat, in welcher die Symme­ trieachse parallel verläuft zur Drehachse 217 der Schnitt­ stelle 201, ergibt sich ein geringeres Drehmoment zum weiteren Entriegeln der Schnittstelle. Während des Öffnungsvorgangs erreicht der Exzenterbolzen 253 zunächst die in Fig. 2 wie­ dergegebene Stellung, in welcher die Symmetrieachse 261 des Exzenterbolzens 253 praktisch senkrecht steht. Sobald der Exzenterbolzen über die senkrechte Stellung hinaus verdreht wird, übt der Druckflächenbereich 265 eine Schubkraft auf die linke Begrenzungsfläche der Ausnehmung 255 aus und schiebt damit den Spannbolzen 221 nach links. Dieser stößt mit seiner Stirnseite gegen den Boden 223 des Freiraums 211 im Paßzapfen 207 und schiebt damit den Werkzeugträger 205 aus dem Spannschaft 203 heraus, so daß wiederum der in Fig. 1 dargestellte Spalt S zwischen Werkzeugträger und Spann­ schaft entsteht.

Es zeigt sich also, daß die als Exzenter 243 ausgebildete Betätigungseinrichtung der Schnittstelle 201 sowohl zum Ver­ spannen der beiden Teile, Spannschaft 203 und Werkzeugträger 205, geeignet ist, aber auch dazu, die beiden Teile auseinanderzuschieben, so daß eine einfache Entnahme des Werkzeugträgers aus dem Spannschaft möglich ist.

Nach allem zeigt sich, daß die hier beschriebene Schnitt­ stelle zwischen einem Spannschaft und einem Werkzeugträger angeordnet sein kann, aber auch zwischen einem Spannschaft beziehungsweise einem Werkzeugträger einerseits und einem zwischen diesen Teilen angeordneten Zwischenstück anderer­ seits.

Claims (8)

1. Schnittstelle zwischen einem Werkzeugträger und einem den Werkzeugträger haltenden Spannschaft ei­ ner Werkzeugmaschine, mit einem am Werkzeugträger vorgesehenen hohlen Paßzapfen, der auf seiner In­ nenwand mit einer ersten Spannfläche versehen ist, mit einer an der Stirnseite des Spannschafts vorge­ sehenen, den Paßzapfen aufnehmenden Ausnehmung, in welcher ein in axialer Richtung innerhalb des Spannzapfens verschiebbares Spannorgan angeordnet ist, welches auf seiner Außenseite mit einer zwei­ ten Spannfläche versehen ist, die mit der ersten Spannfläche über Spannelemente zusammenwirkt, wel­ che auf der Außenseite des Spannorgans angeordnet und entgegen einer elastischen Rückstellkraft durch das Spannorgan radial nach außen schwenkbar und in Eingriff mit der ersten und zweiten Spannfläche bringbar sind, wobei die Spannelemente am Umfang des als Spannbolzen ausgebildeten Spannorgans in axialer Richtung frei beweglich angeordnet sind und bei einer Verlagerung des Spannorgans in Einspannrichtung zwischen die zweite Spannfläche des Spannbolzens und die erste Spannfläche im Paßzapfen gepreßt werden, so daß die beiden der Schnittstelle zugeordneten Teile miteinander verspannt werden (nach Patent 41 10 720), gekennzeichnet durch ein unmittelbar auf den Spannbolzen (221) wirkendes, diesen axial verlagerndes Betätigungsorgan (243), das als im wesentlichen senkrecht auf der Mittel- und/oder Drehachse (217) des Spannbolzens (221) stehender Exzenter (243) ausgebildet ist.

2. Schnittstelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Exzenter (243) einen Exzenterbol­ zen (253) aufweist, und daß zwischen dem Exzenter­ bolzen und dem Spannbolzen (221) ein in axialer Richtung der Schnittstelle (201) innerhalb des Spannschafts (203) verlagerbares Gleitstück (257) vorgesehen ist, das drehbar im Spannbolzen gelagert ist.

3. Schnittstelle nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spannbolzen (221) eine in seine Mantelfläche eingebrachte, den Exzenterbolzen (253) und das Gleitstück (257) aufnehmende Ausnehmung (255) aufweist, deren in axialer Richtung gemessene Ausdehnung so gewählt ist, daß der Spannbolzen von dem Exzenterbolzen und dem Gleitstück vorzugsweise spielfrei führbar ist.

4. Schnittstelle nach einem der An­ sprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (257) - in Draufsicht - etwa mondsichelförmig aus­ gebildet ist, indem die Außenkonturen des Gleit­ stücks durch zwei in gleicher Richtung sich öffnen­ de Kreisbogenabschnitte gebildet wird, wobei der erste Kreisbogenabschnitt (281) einen Öffnungswinkel von ca. 110° bis 300°, insbesondere von 180° bis 280° und vorzugsweise von 240° und einen ersten Radius (R1) aufweist, und der zweite Kreisbogenab­ schnitt (259) eine konkave Ausnehmung in der kreis­ bogenförmigen Mantelfläche des Gleitstücks bildet, und einen zweiten Radius (R2) aufweist.

5. Schnittstelle nach einem der An­ sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (257) eine ebene Gleitfläche aufweist, die in zu­ sammengebautem Zustand der Schnittstelle (201) auf dem eben ausgebildeten Boden der das Gleitstück und den Exzenterbolzen (253) aufnehmenden Ausnehmung (255) aufliegt.

6. Schnittstelle nach einem der An­ sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (257) eine gewölbte Außenfläche aufweist, die vor­ zugsweise als Kreisbogen ausgebildet ist und deren Radius praktisch dem Radius der Mantelfläche des Spannbolzens (221) entspricht.

7. Schnittstelle nach einem der An­ sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter­ bolzen (253) einen um die Drehachse (241) des Ex­ zenters (243) schwenkbaren Druckflächenbereich (265) aufweist, dessen Radius (R3) auf dem Radius (R2) des zweiten Kreisbogenabschnitts (259) des Gleitstücks (257) abgestimmt ist.

8. Schnittstelle nach einem der An­ sprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk­ achse (266) des Gleitstücks (257) gegenüber der Längsachse (217) des Spannbolzens (221) verschoben ist und diese nicht schneidet.