DE4239769C2

DE4239769C2 - Device for fastening tools to a machine tool spindle or a tool holder

Info

Publication number: DE4239769C2
Application number: DE19924239769
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Brasel
Original assignee: DOERRIES SCHARMANN GmbH
Current assignee: DS Technologie Werkzeugmaschinenbau GmbH
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2012-11-27
Also published as: DE4239769A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von Werkzeugen mit Steilkegelschaft (SK) an einer Werkzeugmaschinenspindel oder einem Werkzeughalter mit einer Aufnahme für Werkzeuge mit Kegelhohlschaft (HSK).The invention relates to a device for fastening Tools with steep taper shank (SK) on one Machine tool spindle or a tool holder with a Holder for tools with tapered hollow shank (HSK).

Die Mehrzahl der für einen automatischen Werkzeugwechsel eingerichteten Werkzeugmaschinen weisen bisher eine Aufnahme für ein Werkzeug mit einem Steilkegelschaft auf. Dieser Steilkegelschaft weist an seinem Ende eine Nut und anschließend einen Bund auf, mit dem der Steilkegelschaft in der Aufnahme in der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter axial verspannt und gehalten wird. Am entgegengesetzten Ende des Steilkegelschafts mit dem größeren Durchmesser ist ein Bund mit einer Greifrille vorgesehen, die dazu dient, das Werkzeug mit dem Steilkegelschaft mittels einer geeigneten Greifvorrichtung automatisch in die Aufnahme an der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter einzusetzen und daraus zu entnehmen. Am Umfang des Bundes mit der Greifrille sind eine oder zwei diametral gegenüberliegende Mitnehmernuten angeordnet, in die Mitnehmersteine an der Stirnseite der Werkzeugmaschinenspindel oder des Werkzeughalters greifen und eine Verdrehsicherung bilden.The majority for automatic tool change Machine tools set up so far have a recording for a tool with a steep taper shank. This Steep taper shank has a groove at its end and then a collar with which the steep taper shaft in the intake the machine tool spindle or the tool holder axially is tensed and held. At the opposite end of the Steep taper shafts with the larger diameter are with a collar a gripping groove is provided, which serves the tool with the steep taper shaft by means of a suitable gripping device automatically in the holder on the machine tool spindle or to insert and remove from the tool holder. At the The size of the covenant with the gripping groove is one or two diametrically opposed driver grooves arranged in the Driver blocks on the front of the machine tool spindle or the tool holder and an anti-twist device form.

Eine derartige Werkzeugbefestigung ist in der DE 40 03 795 A1 beschrieben.Such a tool attachment is in the DE 40 03 795 A1 described.

Diese Art der Werkzeugbefestigung an Werkzeugmaschinenspindeln oder Werkzeughaltern hat sich zwar bewährt, weist jedoch den Nachteil auf, daß der Steilkegelschaft verhältnismäßig lang ist und daher große Axialwege des Werkzeuggreifers erfordert. Des weiteren liegt der Steilkegelschaft ausschließlich mit seiner Kegelfläche in der entsprechende kegeligen Aufnahme der Werkzeugmaschinenspindeln oder des Werkzeughalters an, so daß für das Werkzeug in axialer Richtung keine eindeutig definierte Lage gegenüber der Werkzeugmaschinenspindel bzw. dem Werkzeughalter gegeben ist. Für neuere Werkzeugmaschinen wurde daher eine Werkzeugbefestigung mit Kegelhohlschaft (HSK) entwickelt, bei der an einem Bund mit einer Greifrille ein als Kegelhohlschaft gestalteter Fortsatz angeordnet ist. Dieser Kegelhohlschaft ist verhältnismäßig kurz, weniger als halb so lang wie ein Steilkegelschaft für dieselbe Werkzeuggröße und ist mit einer Ausdrehung versehen, die eine kegelige Spannfläche aufweist, hinter die die Klauen einer Spann- und Lösevorrichtung greifen. Dieser neue Kegelhohlschaft ist elastisch so verformbar, daß er sich in die entsprechende Aufnahmebohrung einer Werkzeugmaschinenspindel oder einer Werkzeugaufnahme so weit hineinziehen läßt, bis der Bund an der Stirnfläche der Werkzeugmaschinenspindel oder des Werkzeughalters anliegt und sich daran abstützt. Auf diese Weise läßt sich eine genaue Zentrierung des Werkzeugs über den Kegelhohlschaft und eine axial genau definierte Lage des Werkzeugs durch die Anlage des Bundes an der Stirnseite der Werkzeugmaschinenspindel bzw. der Werkzeugaufnahme erreichen. Eine derartige Werkzeugbefestigung ist in der DE 38 07 140 C2 beschrieben.This type of tool attachment to machine tool spindles or tool holders has proven itself, but has the Disadvantage that the steep taper shaft is relatively long and therefore requires large axial paths of the tool gripper. Of the steep taper shank lies only with his Conical surface in the corresponding conical receptacle of the Machine tool spindles or the tool holder so that none clearly defined for the tool in the axial direction Position opposite the machine tool spindle or Tool holder is given. For newer machine tools therefore a tool attachment with tapered hollow shank (HSK) developed in which on a collar with a gripping groove as Conical hollow shaft designed extension is arranged. This Hollow taper shank is relatively short, less than half as much long as a steep taper shank for the same tool size and is provided with a recess that has a tapered clamping surface has behind which the claws of a clamping and releasing device to grab. This new tapered hollow shaft is so elastic deformable so that it fits into the corresponding mounting hole a machine tool spindle or a tool holder like this pulls far in until the collar on the face of the Machine tool spindle or the tool holder is present and is supported on it. In this way, an accurate Centering the tool over the tapered hollow shaft and one axially precisely defined position of the tool through the installation of the Federal at the front of the machine tool spindle or Reach the tool holder. Such a tool attachment is described in DE 38 07 140 C2.

Ein Werkzeugadapter zur Anpassung von Werkzeugen mit Steilkegelschaft unterschiedlichen Durchmessers an eine Werkzeugmaschinenspindel ist aus der DE 35 06 901 A1 bekannt. Dieser Werkzeugadapter für eine Spindel von Bohr-Fräs- und dgl. Werkzeugmaschinen ist in eine konische Aufnahme am Spindelkopf eingesetzt. Die Spindel weist eine axial entgegen Federkraft verschiebbare Zugstange auf, die eine erste Spannzange trägt. Der Werkzeugadapter weist einen in die Spindelaufnahmebohrung passenden Kegelschaft, einen daran koaxial angeordneten Tragkörper mit einer koaxialen, gegenüber der Spindelaufnahmebohrung kleineren konischen Werkzeugaufnahmebohrung für den Kegelschaft des Werkzeuges und einen über das verjüngte Ende des Kegelschaftes vorstehenden ersten Anzugsbolzen auf, der axial verschiebbar ist und eine am inneren Ende der Werkzeugaufnahmebohrung vorgesehene zweite Spannzange trägt. In dem Tragkörper sind mehrere entgegen Federkraft mittels der Greiferzange eines Werkzeugwechslers aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bewegliche, über die der Spindelstirnfläche zugekehrte Anlagefläche des Tragkörpers vorstehende Verriegelungsglieder gelagert, die je ein in Entriegelungsstellung über die jeweilige Angriffsfläche der Greiferzange des Werkzeugwechslers radial vorstehendes Betätigungsstück aufweisen. In der Spindelstirnfläche sind mehrere zu den Verriegelungsgliedern passende, hinterschnittene Verriegelungsausnehmungen vorgesehen, an deren Hinterschneidungen hakenförmige Köpfe der Verriegelungsglieder nach dem Lösen der Greiferzange angreifen.A tool adapter for adapting tools with Steep taper shank of different diameters on one Machine tool spindle is out of the DE 35 06 901 A1 known. This tool adapter for a spindle of drilling, milling and similar machine tools inserted in a conical receptacle on the spindle head. The spindle has an axially displaceable pull rod on, which carries a first collet. The tool adapter points a taper shank that fits into the spindle mounting bore, one thereon coaxially arranged support body with a coaxial, smaller conical compared to the spindle mounting hole Tool mounting hole for the taper shank of the tool and one protruding over the tapered end of the taper shaft first pull stud, which is axially displaceable and one on inner end of the tool receiving bore provided second Collet carries. Several are opposed in the support body Spring force using the gripper pliers of a tool changer a locking position in an unlocking position movable, facing the spindle face Contact surface of the support body protruding locking members stored, each one in the unlocked position on the respective Radial gripper forceps of the tool changer have the above actuator. In the Spindle end faces are several to the locking members suitable, undercut locking recesses provided, hook-shaped heads of the undercuts of the Attack locking elements after loosening the gripper pliers.

Da für die Verriegelung des Werkzeugadapters und des darin eingesetzten Werkzeugs nur die verschiebbare Zugstange verwendet wird und somit der Werkzeugadapter bei jedem Entriegeln eines Werkzeugs mit entriegelt wird, sind die zusätzlichen, radialen Verriegelungsglieder erforderlich, die einen zusätzlichen Fertigungsaufwand bedeuten.As for locking the tool adapter and the one in it used tool only the sliding drawbar and thus the tool adapter each time one is unlocked The additional radial are unlocked with the tool Interlocking links required that an additional Manufacturing effort mean.

Aus der DE 38 31 666 A1 ist des weiteren ein Vorsatzflansch für eine Bohr-, Fräs- oder Bohr-Fräs-Werkzeugmaschinenspindel bekannt, der an den Spindelkopf angeschraubt wird und dann zur Aufnahme von modularen Werkzeugsystemen dient, die nicht mittels eines Steilkegelschaftes befestigt werden. Die vorhandene Betätigung der Verriegelung in der Spindel wird auch zum Verriegeln des modularen Werkzeugsystems verwendet. Soll die Werkzeugmaschinenspindel wieder Werkzeuge mit Steilkegelschaft aufnehmen, muß der Vorsatzflansch abgeschraubt werden, was aufwendig ist und keinen automatischen Wechsel zwischen Werkzeugen mit Steilkegelschaft und Werkzeugen oder modularen Werkzeugsystemen mit anderen Befestigungen gestattet.From DE 38 31 666 A1 is furthermore an attachment flange for a drilling, milling or Drilling-milling machine tool spindle known to the Spindle head is screwed on and then to accommodate modular tool systems, which is not using a Steep taper shaft are attached. The existing actuation the lock in the spindle is also used to lock the modular tool system used. Should the Machine tool spindle again tools with steep taper shank record, the attachment flange must be unscrewed, which is complex and no automatic change between Tools with steep taper shank and tools or modular Tool systems with other fastenings allowed.

Schließlich ist noch aus der DE 38 35 879 C1 ein Werkzeugadapter für eine Werkzeugmaschinenspindel mit kegeliger Aufnahmebohrung für Werkzeuge mit Steilkegelschaft beschrieben, der dazu dient, Werkzeuge mit Kegelhohlschaft aufzunehmen. In der Werkzeugmaschinenspindel ist eine eine Spannzange und einen Ausstoßzapfen aufweisenden Spannvorrichtung angeordnet, die mit einer an ein Werkzeug mit Kegelhohlschaft angepaßte Spannvorrichtung zusammenwirkt. Zwischen dem Werkzeugadapter und der Spindel sind ebenfalls radiale Verriegelungselemente angeordnet, die durch eine Drehung der Werkzeugmaschinenspindel um 45° verriegelt oder entriegelt werden, so daß dieser Werkzeugadapter ebenfalls kompliziert aufgebaut und teuer in der Herstellung ist. Des weiteren bedingt ein Auswechseln des Adapters stets eine Drehung der Werkzeugmaschinenspindel, die entsprechend angesteuert werden muß, was einen zusätzlichen Zeitaufwand bedeutet.Finally, from DE 38 35 879 C1 a tool adapter for a machine tool spindle with tapered mounting hole for tools with steep taper shank described, which serves tools with tapered hollow shank to record. There is one in the machine tool spindle Collet and a jig having an ejector pin arranged with a tool on a tapered hollow shaft adapted clamping device interacts. Between the Tool adapters and the spindle are also radial Locking elements arranged by rotating the Machine tool spindle locked or unlocked by 45 ° be so that this tool adapter is also complicated is built and expensive to manufacture. Furthermore conditional changing the adapter always a rotation of the Machine tool spindles that are controlled accordingly must, which means an additional expenditure of time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein Werkzeug mit Steilkegelschaft an einer Werkzeugmaschinenspindel oder einem Werkzeughalter mit einer Aufnahme für Werkzeuge mit Kegelhohlschaft befestigen läßt, wobei gewährleistet sein soll, daß der Werkzeugwechsel von Werkzeugen mit Steilkegelschaft oder von Werkzeugen mit Kegelhohlschaft in der gleichen Weise automatisch ablaufen kann.The invention has for its object a simple To create device with which a tool Steep taper shank on a machine tool spindle or Tool holder with a holder for tools with Can be attached to the tapered hollow shaft, whereby it should be ensured that the tool change from tools with steep taper shank or of tools with tapered hollow shank in the same way can run automatically.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß eine Werkzeugaufnahme für ein Werkzeug mit Steilkegelschaft, ein in eine Aufnahme in der Werkzeugmaschinenspindel oder des Werkzeughalters einsetzbarer Fortsatz mit Kegelhohlschaft an der Werkzeugaufnahme und Spann- und Löseelemente in der Werkzeugaufnahme, von denen ein in der Werkzeugaufnahme abgedichtet geführter, über eine mit der Werkzeugaufnahme abgedichtet kuppelbare Druckmittelleitung in der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter gesteuert druckmittelbeaufschlagbarer Kolben durch eine Axialverschiebung das Spannen und Lösen bewirkt, vorgesehen sind. Based on this task, a device of the type mentioned that proposed according to the invention a tool holder for a tool with a steep taper shank in a receptacle in the machine tool spindle or Tool holder insert with hollow taper shaft on the Tool holder and clamping and releasing elements in the Tool holder, one of which is in the tool holder sealed guided, via a with the tool holder sealed detachable pressure medium line in the Machine tool spindle or the tool holder controlled Piston can be pressurized by an axial displacement the tensioning and loosening causes are provided.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich an der Werkzeugmaschinenspindel oder an einem Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine mittels der dafür vorgesehenen Spann- und Löseelemente für den Kegelhohlschaft befestigen. Mittels der in der Werkzeugaufnahme für ein Werkzeug mit Steilkegelschaft vorgesehenen Spann- und Löseelementen, die sich von der Werkzeugmaschinenspindel bzw. dem Werkzeughalter aus betätigen lassen, läßt sich ein Werkzeug mit Steilkegelschaft in üblicher Weise in der Werkzeugaufnahme befestigen und mittels eines Werkzeuggreifers automatisch einsetzen und entnehmen. Auf diese Weise ist es möglich, an Werkzeugmaschinen mit einer Aufnahme für Werkzeuge mit Kegelhohlschaft problemlos Werkzeuge mit Steilkegelschaft weiter zu verwenden, so daß es unnötig ist, bei Anschaffung einer neueren Maschine mit einer Aufnahme für Werkzeuge mit Kegelhohlschaft auch die gesamten Werkzeuge neu zu beschaffen.The device of the invention can be on the Machine tool spindle or on a tool holder Machine tool by means of the clamping and Attach release elements for the tapered hollow shaft. By means of the the tool holder for a tool with steep taper shank provided clamping and release elements, which differ from the Operate the machine tool spindle or the tool holder can be, a tool with steep taper shank in the usual Fasten in the tool holder and by means of a Insert and remove the tool gripper automatically. To this Way, it is possible to machine tool with a receptacle for tools with tapered hollow shank Steep taper shank continue to be used, so it is unnecessary to Acquisition of a newer machine with a holder for Tools with tapered hollow shank also all the new tools procure.

Durch die axiale Betätigung der Spann- und Löseelemente läßt sich eine automatische, in die Maschinensteuerung integrierte Betätigung erreichen, die keinerlei außenliegende Zusatzelemente erfordert. Vorzugsweise kann der Kolben mit dem unter Druck stehenden Kühlmittel gesteuert beaufschlagbar sein, wenn der Fortsatz mit Kegelhohlschaft einen mit einer Kühlmittelführung in der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter abgedichtet kuppelbaren Kühlmittelrohrstutzen aufweist.By the axial actuation of the clamping and releasing elements an automatic, integrated into the machine control Achieve actuation that has no external additional elements required. Preferably, the piston with the under pressure standing coolant can be acted upon when the Extension with tapered hollow shaft one with a coolant guide in the machine tool spindle or the tool holder sealed couplable coolant pipe socket.

Um eine möglichst steife Verbindung zwischen der Werkzeugaufnahme und der Werkzeugmaschinenspindel bzw. dem Werkzeughalter zu erreichen, kann die Werkzeugaufnahme im wesentlichen zylindrisch mit einem dem Durchmesser der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter entsprechenden Durchmesser gestaltet sein und kann der Fortsatz mit dem Kegelhohlschaft über einen Bund gleichen Durchmessers mit der Werkzeugaufnahme verschraubt sein, wobei der Bund eine Greifrille und Mitnehmernuten aufweisen kann.To make the connection between the Tool holder and the machine tool spindle or the To reach the tool holder, the tool holder in the essentially cylindrical with a diameter of Machine tool spindle or the tool holder corresponding Diameter can be designed and the extension with the Hollow taper shank over a collar of the same diameter with the Tool holder be screwed, the collar one Gripping groove and drive grooves can have.

Die Werkzeugaufnahme liegt somit über dem Bund vollflächig an der Stirnseite der Werkzeugmaschinenspindel oder dem Werkzeughalter an, wobei der Außendurchmesser des Bundes bevorzugterweise größer als der Durchmesser der genormten Greifrille ist. Um dennoch einen üblichen Werkzeuggreifer einsetzen zu können, kann der Bund Einschnitte im Bereich der Mitnehmernuten aufweisen, die breiter als die Mitnehmernuten sind und beidseitig der Mitnehmernuten mit Greifrillensegmenten versehen sind.The tool holder therefore lies over the entire surface of the collar the front of the machine tool spindle or the Tool holder, with the outside diameter of the collar preferably larger than the diameter of the standardized Gripping groove is. To a common tool gripper nonetheless To be able to use, the federal government can make incisions in the area of Have driver grooves that are wider than the driver grooves are and on both sides of the driver grooves with gripping groove segments are provided.

Zur Befestigung eines Werkzeugs mit Steilkegelschaft in der Werkzeugaufnahme können in Führungen eines axial verschiebbaren Sperrings geführte, mittels axialer, in eine V-Nut im Kolben eingreifender Mitnehmerzapfen radial verschiebbare Sperrkeile vorgesehen sein.For fastening a tool with a steep taper shank in the Tool holder can be axially displaceable in guides Locking rings guided, by means of axial, in a V-groove in the piston engaging driving pin radially displaceable locking wedges be provided.

Zum Verriegeln der Sperrkeile hinter dem Bund am Steilkegelschaft kann ein zum Sperring konzentrischer, mit dem Kolben fest verbundener, federbeaufschlagter, axial verschiebbarer Spannring vorhanden sein, der zwei über eine Schrägfläche verbundene, unterschiedliche Innendurchmesser aufweist, an denen die Sperrkeile mit ihren Außenflächen jeweils in der gespannten und in der gelösten Stellung anliegen.To lock the locking wedges behind the collar on Steep taper shank can be a concentric to the locking ring with which Piston firmly connected, spring-loaded, axial Slidable clamping ring to be present, the two over one Sloping surface connected, different inner diameters has, on which the locking wedges with their outer surfaces each rest in the tensioned and in the released position.

Eine zusätzliche selbsthemmende Verriegelung in axialer Richtung kann durch eine zu einer Stirnfläche des Sperrings benachbarte Schrägfläche am Spannring, eine dazu benachbarte Schrägfläche an einem Halsbereich der Werkzeugaufnahme und im Zwickel zwischen den Schrägflächen und der Stirnfläche angeordneten Kugeln gegeben sein.An additional self-locking lock in the axial direction can by an adjacent to an end face of the locking ring Sloping surface on the clamping ring, an adjacent sloping surface a neck area of the tool holder and in the gusset between the bevels and the face arranged balls be given.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is described below with reference to a drawing illustrated embodiment of the closer explained. In the Drawing shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Darstellung der Anordnung an einer Werkzeugmaschinenspindel und Fig. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention showing the arrangement on a machine tool spindle and

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 is a view along the line II-II in FIG. 1.

In einem axial verschiebbaren Balken 1 einer ansonsten nicht dargestellten Werkzeugmaschine ist eine Spindel 2 über Wälzlager 3 drehbar gelagert. Die Abdichtung zwischen dem Balken 1 und der Werkzeugmaschinenspindel 2 erfolgt über einen Abschlußring 4 mit Dichtungen.In an axially displaceable beam 1 of a machine tool, which is otherwise not shown, a spindle 2 is rotatably mounted via roller bearings 3 . The seal between the beam 1 and the machine tool spindle 2 takes place via an end ring 4 with seals.

Die Werkzeugmaschinenspindel 2 weist eine Aufnahme in Form einer konischen Bohrung 6 für ein Werkzeug mit Kegelhohlschaft auf. The machine tool spindle 2 has a receptacle in the form of a conical bore 6 for a tool with a tapered hollow shaft.

Eine Stirnfläche 5 dient zur Anlage eines nachstehend noch im einzelnen beschriebenen Bundes 32 mit einem Fortsatz 33 mit Kegelhohlschaft.An end face 5 serves for the abutment of a collar 32, described in detail below, with an extension 33 with a tapered hollow shaft.

An die konische Bohrung 6 schließen sich eine zylindrische Bohrung 7 kleineren Durchmessers und eine Ringnut 8 an. Mehrere Klauen 9 können mit ihren Vorsprüngen 10 in eine Ausnehmung 34 im Fortsatz 33 und mit ihren Vorsprüngen 11 in die Ringnut 8 in der Werkzeugmaschinenspindel 2 greifen, wenn eine Zugstange 14, an der eine Spreizbuchse 15 befestigt ist, so zurückgezogen wird, daß die Klauen 9 mit ihren Schrägflächen an den Schrägflächen der Spreizbuchse 15 nach außen gleiten und sich über eine kegelige Buchse 12 und ein Druckfedersystem 13 an einer Endfläche der zylindrischen Bohrung 7 in der Werkzeugmaschinenspindel 2 abstützen. Die Zugstange 14 wird durch ein Tellerfederpaket 16 in die in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellte Stellung gezogen, während sie in die in der oberen Hälfte der Zeichnung dargestellte Stellung mechanisch oder druckmittelbeaufschlagt verschoben wird.A cylindrical bore 7 of smaller diameter and an annular groove 8 are connected to the conical bore 6 . A plurality of claws 9 can engage with their projections 10 in a recess 34 in the extension 33 and with their projections 11 in the annular groove 8 in the machine tool spindle 2 when a pull rod 14 , to which an expansion bushing 15 is attached, is withdrawn so that the claws 9 slide with their inclined surfaces outwards on the inclined surfaces of the expanding bushing 15 and are supported on an end surface of the cylindrical bore 7 in the machine tool spindle 2 via a conical bushing 12 and a compression spring system 13 . The pull rod 14 is pulled by a plate spring assembly 16 into the position shown in the lower half of the drawing, while it is moved mechanically or pressurized to the position shown in the upper half of the drawing.

Bei den in der Werkzeugmaschinenspindel 2 angeordneten Spann- und Löseelementen handelt es sich um eine im Werkzeugmaschinenbau übliche und bekannte Spreizklauenvorrichtung.The clamping and releasing elements arranged in the machine tool spindle 2 are a spreading claw device which is customary and known in machine tool construction.

In der Zugstange 14 ist eine Kühlmittelbohrung 17 angeordnet, die frei im vorderen Ende der Zugstange 14 mündet. An der Stirnfläche 5 der Werkzeugmaschinenspindel 2 ist ein Mitnehmersteinpaar 18 angeordnet, daß in Mitnehmernuten 58 des Bundes 32 eingreift.In the pull rod 14, a coolant hole 17 is arranged, which opens in the front free end of the drawbar fourteenth On the end face 5 of the machine tool spindle 2 , a pair of driver blocks 18 is arranged, which engages in driver grooves 58 of the collar 32 .

Eine zylindrische Werkzeugaufnahme 19 ist mit einer kegeligen Bohrung 20 zur Aufnahme eines Werkzeuges mit einem Steilkegelschaft 21 versehen. Am Bereich des Steilkegelschafts 21 mit dem größeren Durchmesser ist ein Bund 22 mit einer V-förmigen Greifrille 23 angeordnet. Auch dieser Bund 22 weist wenigstens eine Mitnehmernut 24 auf, in die ein Mitnehmerstein 29, der in einer Aufnahme 28 mittels einer Schraube 30 befestigt ist, eingreift und eine Verdrehsicherung für den Steilkegelschaft 21 bildet. Am Ende des Steilkegelschafts 21 sind eine übliche Nut 25 und ein Bund 26 angeordnet, die zum Spannen des Steilkegelschafts 21 in der Bohrung 20 und zur Handhabung des Werkzeugs mit diesem Steilkegelschaft und in einem Werkzeugmagazin dienen.A cylindrical tool holder 19 is provided with a tapered bore 20 for receiving a tool with a steep taper shank 21 . A collar 22 with a V-shaped gripping groove 23 is arranged in the region of the steep taper shank 21 with the larger diameter. This collar 22 also has at least one driver groove 24 into which a driver block 29 , which is fastened in a receptacle 28 by means of a screw 30 , engages and forms an anti-rotation device for the steep taper shank 21 . At the end of the steep taper shank 21 , a conventional groove 25 and a collar 26 are arranged, which serve to clamp the steep taper shank 21 in the bore 20 and to handle the tool with this steep taper shank and in a tool magazine.

Auch im gespannten Zustand liegt der Bund 22 nicht an der Stirnseite 27 der Werkzeugaufnahme 19 an, jedoch läßt sich Kühlmittel über Bohrungen 62 in der Werkzeugaufnahme 19 abgedichtet durch den Bund 22 hindurch bis in den Schnittbereich des im einzelnen nicht dargestellten Werkzeugs leiten.Even in the clamped state, the collar 22 does not rest on the end face 27 of the tool holder 19 , but coolant can be passed through holes 62 in the tool holder 19 in a sealed manner through the collar 22 into the cutting area of the tool, not shown in detail.

Die Werkzeugaufnahme 19 weist eine zylindrische Bohrung 31 auf, die durch den daran mittels der Schrauben 66 festgeschraubten Bund 32 abgeschlossen ist. Zwischen der Werkzeugaufnahme 19 und dem Bund 32 ist eine Dichtung 39 angeordnet. Der Bund 32 ist, wie bereits erwähnt, einstückig mit einem Fortsatz mit Kegelhohlschaft versehen, der in der beschriebenen Weise zur Befestigung an der Werkzeugmaschinenspindel 2 dient.The tool holder 19 has a cylindrical bore 31 , which is closed off by the collar 32 screwed to it by means of the screws 66 . A seal 39 is arranged between the tool holder 19 and the collar 32 . The collar 32 , as already mentioned, is provided in one piece with an extension with a tapered hollow shaft, which is used in the manner described for fastening to the machine tool spindle 2 .

Zentrisch im Bund 32 ist ein Kühlmittelrohrstutzen 36 angeordnet, der in der dargestellten Weise abgedichtet in die Spreizbuchse 15 eingreift und auf diese Weise mit der Kühlmittelbohrung 17 in der Zugstange 14 verbunden ist. Im Bund 32 ist ein Kolben 37 mittels einer Dichtung 38 abgedichtet geführt. Dieser Kolben 37 läßt sich über die Kühlmittelbohrung 17 in der Zugstange 14 und den Kühlmittelrohrstutzen 36 mit unter Druck stehendem Kühlmittel beaufschlagen.A coolant pipe socket 36 is arranged centrally in the collar 32 , which engages in the illustrated manner in the expansion bushing 15 and is connected in this way to the coolant bore 17 in the pull rod 14 . In the collar 32 , a piston 37 is guided in a sealed manner by means of a seal 38 . This piston 37 can be pressurized with pressurized coolant via the coolant bore 17 in the pull rod 14 and the coolant pipe socket 36 .

Der Kolben 37 weist einen Kolbenbund 40 größeren Durchmessers auf, der mit einem Spannring 42 verschraubt ist. Eine V-Nut 41 ist in der Stirnfläche des Kolbens 37 angeordnet.The piston 37 has a piston collar 40 of larger diameter, which is screwed to a clamping ring 42 . A V-groove 41 is arranged in the end face of the piston 37 .

Der Spannring 42 ist mit einer ersten Schrägfläche 43 versehen, die über einen Absatz in eine zylindrische Bohrung 44 übergeht. An diese zylindrische Bohrung 44 schließt sich eine weitere Schrägfläche 45 an, die den Übergang zu einer weiteren zylindrischen Bohrung 46 größeren Durchmessers bildet.The clamping ring 42 is provided with a first inclined surface 43 which merges into a cylindrical bore 44 via a shoulder. This cylindrical bore 44 is followed by a further inclined surface 45 , which forms the transition to a further cylindrical bore 46 of larger diameter.

Ein Sperring 47 ist axial verschiebbar im Spannring 42 geführt. Eine Stirnfläche 50 des Sperrings 47 bildet mit der Schrägfläche 43 am Spannring 42 und einer Schrägfläche 64 an einem Halsbereich 65 der Werkzeugaufnahme 19 einen Zwickel, in dem Kugeln 51 angeordnet sind. Die Winkel der Schrägflächen 43 und 64 sind so gewählt, daß in der in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellten Stellung eine Selbsthemmung gegen eine relative Axialverschiebung des Spannrings 42 und des Sperrings 47 gegeben ist.A locking ring 47 is axially displaceable in the clamping ring 42 . An end face 50 of the locking ring 47 forms a gusset with the inclined surface 43 on the clamping ring 42 and an inclined surface 64 on a neck region 65 of the tool holder 19 , in which balls 51 are arranged. The angles of the inclined surfaces 43 and 64 are selected so that in the position shown in the upper half of FIG. 1 there is self-locking against a relative axial displacement of the clamping ring 42 and the locking ring 47 .

Radial bewegliche Sperrkeile 52 sind in Führungen 56 des Sperrings 47 angeordnet und weisen Nasen 53 mit Schrägflächen 54 auf, die von Druckfedern 55 untergriffen werden. In jedem Sperrkeil 52 ist ein Mitnehmerzapfen 57 eingesetzt, der mit der V-Nut 41 zusammenwirkt.Radially movable locking wedges 52 are arranged in guides 56 of the locking ring 47 and have lugs 53 with inclined surfaces 54 which are undercut by compression springs 55 . In each locking wedge 52 , a driver pin 57 is inserted, which cooperates with the V-groove 41 .

Zum Einsetzen eines Werkzeugs mit Steilkegelschaft 21 wird der Kolben 37 durch Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Kühlmittel über die Kühlmittelbohrung 17 in der Zugstange 14 und dem Kühlmittelrohrstutzen 36 in die in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht. Dabei verschiebt sich der Spannring 42 in der Bohrung 31 gegen die Kraft der in zylindrischen Bohrungen 49 angeordneten Spannfedern 48. Der Sperring 47 kommt zur Anlage an einer Stirnfläche des Halsbereichs 65 und verschiebt sich relativ zum Spannring 42 derart, daß sich die Sperrkeile 52 nach außen verschieben und sich an der zylindrischen Bohrung 46 anlegen. In dieser Stellung läßt sich der Steilkegelschaft 21 mit dem Bund 26 in die kegelige Bohrung 20 der Werkzeugaufnahme 19 einsetzen. Wird nunmehr der Kolben 37 druckentlastet, verschiebt er sich unter der Wirkung der Federn 48 zusammen mit dem Spannring 42 in die in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellten Stellung. Dabei erfolgt eine relative Axialverschiebung des Sperrings gegenüber dem Spannring, so daß die Sperrkeile 52 über die Schrägfläche 45 im Spannring 42 und ihre Schrägflächen 54 an den Nasen 53 in den Durchmesserbereich 44 gleiten und so in der Nut 25 hinter dem Bund 26 verriegelt werden. Die Kugeln 51 verhindern in dieser Stellung durch eine Selbsthemmung an den Schrägflächen 43 und 64 jede relative axiale Verschiebung des Spannrings 42 und des Sperrings 47, wodurch der Steilkegelschaft 21 in der kegeligen Bohrung 20 verriegelt festgehalten wird.To insert a tool with steep taper shank 21 , the piston 37 is brought into the position shown in the lower half of FIG. 1 by the application of pressurized coolant via the coolant bore 17 in the pull rod 14 and the coolant pipe socket 36 . The clamping ring 42 moves in the bore 31 against the force of the tension springs 48 arranged in cylindrical bores 49 . The locking ring 47 comes to rest on an end face of the neck region 65 and moves relative to the clamping ring 42 in such a way that the locking wedges 52 move outwards and rest against the cylindrical bore 46 . In this position, the steep taper shank 21 with the collar 26 can be inserted into the tapered bore 20 of the tool holder 19 . If the piston 37 is now relieved of pressure, it moves under the action of the springs 48 together with the clamping ring 42 into the position shown in the upper half of FIG. 1. There is a relative axial displacement of the locking ring with respect to the clamping ring, so that the locking wedges 52 slide over the inclined surface 45 in the clamping ring 42 and their inclined surfaces 54 on the lugs 53 into the diameter region 44 and are thus locked in the groove 25 behind the collar 26 . In this position, the balls 51 prevent any relative axial displacement of the clamping ring 42 and the locking ring 47 by self-locking on the inclined surfaces 43 and 64 , as a result of which the steep taper shaft 21 is held locked in the tapered bore 20 .

Die Mitnehmerzapfen 57 bewirken durch ihr radiales nach außen Gleiten in der V-Nut 41, daß sich die Sperrkeile 52 anstandslos aus ihrer Verriegelung am Bund 26 lösen.Due to their radial outward sliding in the V-groove 41 , the driver pins 57 cause the locking wedges 52 to be released from their locking on the collar 26 without problems.

Da der Durchmesser des Bundes 32 mit dem Fortsatz 33 mit Kegelhohlschaft größer ist als der genormte Durchmesser des Bundes an einem Werkzeug mit einem Kegelhohlschaft, weist der Bund 32 diametral gegenüberliegende Einschnitte 59 beidseitig der Mitnehmernuten 58 auf. Diese Einschnitte 59 sind mit Greifrillensegmenten 60 versehen, in die Greifer für den genormten Bunddurchmesser greifen können.Since the diameter of the collar 32 with the extension 33 with a tapered hollow shaft is larger than the standardized diameter of the collar on a tool with a tapered hollow shaft, the collar 32 has diametrically opposite incisions 59 on both sides of the driving grooves 58 . These incisions 59 are provided with gripping groove segments 60 , into which grippers can grip for the standardized collar diameter.

Da die Kühlmittelbohrung 17 in der Zugstange 14 dazu verwendet wird, den Kolben 37 mit unter Druck stehendem Kühlmittel zu beaufschlagen - dies kann ggf. über einen im einzelnen nicht dargestellten, bekannten Druckübersetzer erfolgen, der den Kühlmitteldruck von 30 bar auf 80 bar erhöht - weist die Werkzeugmaschinenspindel 2 eine weitere Kühlmittelbohrung 63 auf, die mit einer Kühlmittelleitung 61 im Bund 32 und einer Kühlmittelleitung 62 in der Werkzeugaufnahme 19 in Verbindung steht. Über diese Kühlmittelleitungen 63, 61, 62 läßt sich Kühlmittel in der üblichen Weise zu einem Werkzeug mit einem Steilkegelschaft leiten.Since the coolant bore 17 in the pull rod 14 is used to pressurize the piston 37 with pressurized coolant - this can optionally be done via a known pressure intensifier (not shown in detail), which increases the coolant pressure from 30 bar to 80 bar the machine tool spindle 2 has a further coolant bore 63 which is connected to a coolant line 61 in the collar 32 and a coolant line 62 in the tool holder 19 . Via these coolant lines 63 , 61 , 62 , coolant can be conducted in the usual way to a tool with a steep taper shank.

Claims

1. Device for fastening tools with steep taper shank (SK) to a machine tool spindle or a tool holder with a holder for tools with tapered hollow shank (HSK), consisting of

- a tool holder ( 19 ) for a tool with steep taper shank ( 21 ),
- In the receptacle of the machine tool spindle ( 2 ) or the tool holder insert ( 33 ) with tapered hollow shaft on the tool holder ( 19 ) and
- Clamping and releasing elements ( 37 , 42 , 51 , 47 , 52 ) in the tool holder ( 19 ),
- Of which one in the tool holder ( 19 ) guided seal, via a with the tool holder ( 19 ) sealed couplable pressure medium line ( 17 ) in the machine tool spindle ( 2 ) or the tool holder controlled pressure medium-loaded piston ( 37 ) causes the tensioning and releasing by an axial displacement .

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that an extension ( 33 ) with a tapered hollow shaft has a coolant pipe socket ( 36 ) which can be coupled with a coolant guide ( 17 ) in the machine tool spindle ( 2 ) or the tool holder.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the tool holder ( 19 ) is essentially cylindrical with a diameter corresponding to the diameter of the machine tool spindle ( 2 ) or the tool holder, that the extension ( 33 ) with a tapered hollow shaft over a collar ( 32 ) of the same diameter is screwed to the tool holder ( 19 ) and the collar ( 32 ) has a gripping groove ( 60 ) and driving grooves ( 58 ).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the collar (32) has incisions (59) in the area of cam grooves (58), the wider the driving slots (58) as a and the cam grooves having sides (58) gripping groove segments (60) .

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in guided in guides ( 56 ) of an axially displaceable locking ring ( 47 ), by means of axial, in a V-groove ( 41 ) in the piston ( 37 ) engaging driver pin ( 57 ) radially displaceable Locking wedges ( 52 ).

6. The device according to claim 5, characterized by a to the locking ring ( 47 ) concentric, firmly connected to the piston ( 37 ), spring-loaded, axially displaceable clamping ring ( 42 ).

7. The device according to claim 6, characterized by two, via an inclined surface ( 45 ) connected, different inner diameters ( 44 , 46 ), to which the locking wedges ( 52 ) rest with their outer surfaces in each case in the tensioned and in the released position.

8. The device according to claim 7, characterized by an inclined surface ( 43 ) adjacent to an end face ( 50 ) of the locking ring ( 47 ) on the clamping ring ( 42 ), an adjacent inclined surface ( 64 ) on a neck region ( 65 ) of the tool holder ( 19 ) and balls ( 51 ) arranged in the gusset between the inclined surfaces ( 43 , 64 ) and the end face ( 50 ).