DE4303608A1

DE4303608A1 - Clamping device for a tool

Info

Publication number: DE4303608A1
Application number: DE19934303608
Authority: DE
Original assignee: Kelch & Co Werkzeugmaschf
Current assignee: Kelch & Co Werkzeugmaschf
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-11

Abstract

A clamping device, in particular for hollow-shank tools, contains a clamping element which can be transferred from a release position first of all into a driving position in which the tool shank is still not restrained. Only after the transfer into the driving position does a further movement take place to produce the restraint, during which no sliding movement takes place under load between the surfaces bearing against one another and serving to restrain the tool shank.

Description

Zum Spannen von Werkzeugen sind Spanneinrichtungen mit Spannzangen bekannt. Die Spannzangensegmente greifen an einer definierten Ringnut des Werkzeugs an und werden mit Hilfe einer Zugstange angezogen. Dabei gleiten sie an einer Führung, was zu einem Einschwenken der Enden der Spannzan genelemente in eine Nut des Werkzeugs führt.For clamping tools, clamping devices are included Collets known. The collet segments grip one defined ring groove of the tool and are with the help a tie rod. They slide on one Guidance, causing the ends of the collet to swing in leads into a groove in the tool.

Bei den bekannten Spanneinrichtungen dieser Art erfolgt die Kraftübertragung nicht durch Formschluß, sondern durch Reib- und quasi - Formschluß. Um in einem günstigen Überset zungsbereich arbeiten zu können, ist eine sehr genaue Zuordnung (Maßhaltigkeit der tragenden Werkzeugschräge und der Spindelkontur sowie der entsprechenden Plananlagen) erforderlich.In the known clamping devices of this type, the Power transmission not through positive locking, but through friction and quasi - positive locking. To translate in a cheap Being able to work in the area is a very precise one Assignment (dimensional accuracy of the supporting tool slope and the spindle contour as well as the corresponding face systems) required.

Es kann aufgrund des beschränkten Werkzeugeinzugswegs vereinzelt zu Fehlkopplungen kommen, was bedeutet, daß die Zangen das Werkzeug an einer anderen als der beabsichtigten Stelle erfassen. It may be due to the limited tool feed path occasional mismatches occur, which means that the Pliers on a tool other than the intended one Capture job.

Bei den bekannten Lösungen erfolgt ein Gleiten der Spannzan genelemente entlang einer Schräge unter großer Last. Diese Spanneinrichtungen sind ungeschützt, und der durch das Gleiten unter Last entstehende Abrieb, die Verschmutzung und die fehlende Nachschmierung wirken sich bei Dauerbetrieb negativ aus.In the known solutions, the clamping jaw slides gene elements along a slope under great load. This Clamping devices are unprotected, and by that Slippage occurring under load, the pollution and the lack of relubrication affects continuous operation negative.

Beispiele für den Stand der Technik sind DE-OS 39 39 227, DE-PS 38 07 140 und DE-PS 38 14 550.Examples of the prior art are DE-OS 39 39 227, DE-PS 38 07 140 and DE-PS 38 14 550.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrich tung zu schaffen, die einen geringeren Abrieb und eine längere Lebensdauer aufweist und bei der die Anforderungen an die Maßgenauigkeit verringert sind.The invention has for its object a Spanneinrich to create a lower abrasion and a has a longer service life and the requirements for the dimensional accuracy is reduced.

Die Spanneinrichtung soll nicht nur zum Erfassen und Spannen von Werkzeugen dienen, sondern kann überall dort verwendet werden, wo mit Hilfe einer manuell und/oder automatisch zu betätigenden Spanneinrichtung ein Gegenstand gespannt werden soll. Es kann sich beispielsweise auch um Halterungen für Werkzeuge oder auch um Spannpatronen zum Festklemmen von Werkstücken handeln.The tensioning device should not only be used for gripping and tensioning of tools but can be used anywhere there where, with the help of a manual and / or automatic to actuating an object to be tensioned should. It can also be, for example, mounts for Tools or around clamping cartridges for clamping Trade workpieces.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.To achieve this object, the invention proposes Clamping device with the features of claim 1. Further training is the subject of the subclaims.

Bei den zum Stand der Technik gehörenden Spanneinrichtungen werden die Eingriffsenden der Spannzangenelemente zum Eingriff mit der Spannfläche des Werkzeugschafts gleichzeitig nach innen verschoben und in Axialrichtung gezogen. Das Gleiten auf der Spannfläche unter Last führt zu einer starken Beanspruchung und einem entsprechend starken Abrieb. Demgegenüber verwendet die Erfindung eine zusammengesetzte Bewegung, bei der zunächst die Sperrköpfe aus einer Freigabe stellung, in der der Werkzeugschaft in die Spanneinrichtung eingesetzt werden kann, ohne Last in eine Mitnahmestellung bewegt werden, in der ein Herausnehmen des Werkzeugschafts aus der Spanneinrichtung zwar nicht mehr möglich ist, der Werkzeugschaft aber noch nicht in die Aufnahme eingezogen wird und daher ohne Spannung anliegt. Erst bei einer weiteren Bewegung der Zugstange erfolgt dann das Festspannen. Die Spanneinrichtung nach der Erfindung kann einen längeren Einzugweg aufweisen, da die Bewegung des Spannelements aus der Freigabestellung in die Mitnahmestellung von der späteren Festspannbewegung getrennt werden kann.In the clamping devices belonging to the prior art the engaging ends of the collet elements become Engagement with the clamping surface of the tool shank at the same time moved inwards and pulled in the axial direction. The Sliding on the clamping surface under load leads to a heavy use and a correspondingly strong abrasion. In contrast, the invention uses a composite Movement in which the locking heads are first released position in which the tool shank in the clamping device can be used without load in a driving position be moved in which a removal of the tool shank from the tensioning device is no longer possible Tool shank has not yet been drawn into the holder and is therefore applied without voltage. Only with another Movement of the pull rod then takes place clamping. The Clamping device according to the invention can be a longer one Have feed path because the movement of the clamping element the release position to the take-away position from the later one Tightening movement can be separated.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Spannelement derart geführt ist, daß bei der Bewegung aus der Mitnahme- in die Sperrstellung und umgekehrt kein Gleiten der Sperrfläche auf der Spannfläche erfolgt. Dies beseitigt oder vermindert einen Abrieb und führt dazu, daß die Spannflächen und die Sperrflächen über eine lange Gebrauchsdauer ihre Maßhaltigkeit beibehalten.In a further development of the invention it can be provided that the Clamping element is guided such that when moving from the Take-into the locked position and vice versa no sliding of the Blocked area takes place on the clamping surface. This eliminates or reduces abrasion and leads to the clamping surfaces and the restricted areas over a long period of use Maintain dimensional accuracy.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß beim Übergang des Spannelements von der Freigabestellung in die Mitnahmestellung eine durch die Steuerfläche bewirkte radiale Bewegung der Spannsegmente auftritt. Es kann sich hierbei um eine radiale Bewegung nach innen oder nach außen handeln, je nach Ausbildung des zu spannenden Gegenstands. Bei Hohl schaftwerkzeugen ist diese Bewegung radial nach außen gerichtet.In a further development of the invention it can be provided that the Transition of the tensioning element from the release position to the Carrying position a radial caused by the control surface Movement of the clamping segments occurs. It can be act a radial movement inwards or outwards, each after training the object to be exciting. With Hohl this movement is radially outward directed.

Die Erfindung schlägt vor, daß während der Bewegung der Sperrköpfe aus der Mitnahme- in die Sperrstellung ein Schiebeangriff an den Sperrköpfen erfolgt. Der beim Stand der Technik vorhandene Zugangriff beim Festspannen führt dazu, daß während des Eingespanntseins die gesamten Spannzangen ständig auf Zug beansprucht sind. Bei der Erfindung erfolgt dagegen nur eine Beanspruchung der Sperrköpfe selbst, und dies auf Druck.The invention proposes that during the movement of the Locking heads from the entrainment position to the locking position Sliding attack takes place on the locking heads. The at the state of the Technology existing access when tightening leads to that the entire collet while it is clamped are constantly under strain. In the invention on the other hand only a strain on the locking heads themselves, and this on pressure.

Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung der Erfindung vor gesehen sein, daß das Spannelement an einem mit der Zugstange verbindbaren bzw. verbundenen Spannelementlager gehaltert und geführt ist, das zwei die axiale Verschiebbarkeit des Spannelements begrenzende Anschläge aufweist. Dies ist eine von der Erfindung bevorzugte Möglichkeit, wie das Spannele ment axial verschiebbar gehaltert werden kann.According to the invention, the invention can be further developed be seen that the clamping element on one with the pull rod connectable or connected clamping element bearings and is guided, the two the axial displacement of the Has clamping element limiting stops. this is a possibility preferred by the invention, such as the Spannele ment can be held axially displaceable.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Spannelementlager eine Anschlagfläche zum Angriff an eine Gegenfläche des Sperrkopfs zu dessen Verschiebung und Überführung von der Freigabestellung in die Mitnahmestellung aufweist.In particular, it can be provided that the clamping element bearing a stop surface for attacking a counter surface of the Blocking head for its displacement and transfer from the Has release position in the driving position.

Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, daß das Spannelementlager eine Anschlagfläche zum flächigen Angriff an einer Gegenfläche des Sperrkopfs zu dessen Verspannung gegen die Spannfläche des Werkzeugschafts aufweist. Die Gegenfläche des Sperrkopfs, an dem das Spannelementlager angreift, kann in beiden Fällen die gleiche Fläche sein. Vorzugsweise ist jedoch die Fläche des Spannelementlagers für die Überführung des Sperrkopfes in die Mitnahmestellung und die Fläche für die Verspannung des Sperrkopfs eine getrennte Fläche.According to the invention can also be provided that the Clamping element bearing a stop surface for flat attack on an opposite surface of the locking head for its bracing against the clamping surface of the tool shank. The Mating surface of the locking head on which the clamping element bearing attacks can be the same area in both cases. However, the surface of the clamping element bearing is preferably for the transfer of the locking head into the driving position and the area for bracing the locking head is a separate one Area.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die mindestens eine Anschlagfläche des Spannelementlagers parallel zur Spann fläche des Werkzeugschafts und damit auch parallel zur Sperrfläche des Sperrkopfs verläuft. According to the invention it can be provided that the at least one Stop surface of the clamping element bearing parallel to the clamping surface of the tool shank and thus also parallel to the The locking surface of the locking head runs.

In Sonderfällen können aber auch zwischen diesen Flächen Winkel gegeben sein, um beispielsweise eine erhöhte Radial kraft zu erzeugen.In special cases, however, you can also choose between these areas Angle can be given, for example, an increased radial generate power.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Spanneinrich tung einen die Bewegung der Sperrköpfe in die Mitnahmestel lung begrenzenden Anschlag aufweist, der insbesondere im Bereich der Sperrköpfe angeordnet und vorzugsweise an den Spannsegmenten ausgebildet ist.According to the invention it can be provided that the clamping device the movement of the locking heads into the transport position lung limiting stop, in particular in Area of the locking heads arranged and preferably on the Clamping segments is formed.

Da die Spannschrägen des Werkzeugschafts schräg verlaufen, tritt beim Verspannen der Sperrköpfe eine radiale Komponente auf. Erfindungsgemäß kann daher die Spanneinrichtung mit einer das radiale Ausweichen der Sperrköpfe in der Sperrstel lung verhindernden Anschlagfläche versehen sein, die vorzugsweise an dem Spannelementlager angeordnet und ausgebildet ist.Since the tool shaft's bevels are inclined, a radial component occurs when the locking heads are clamped on. According to the invention, the tensioning device can therefore also be used one is the radial evasion of the locking heads in the locking position lung preventing abutment surface preferably arranged on the clamping element bearing and is trained.

Die Steuerfläche, die den Übergang der Spannsegmente aus der Freigabe- in die Mitnahmestellung steuert, kann vorzugsweise in einer Hülse ausgebildet sein, die die Spanneinrichtung umgibt.The control surface that marks the transition from the clamping segments Release controls in the driving position can preferably be formed in a sleeve that the clamping device surrounds.

Es ist jedoch auch möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, daß die Steuerfläche an dem Spannelementlager selbst angeordnet und ausgebildet sein kann. Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, daß zwei derartige Steuerflächen vorhanden sind. Damit lassen sich auch rein radiale Bewegungen durchführen.However, it is also possible and is of the invention suggested that the control surface on the clamping element bearing itself can be arranged and designed. It can in particular also be provided that two such Control surfaces are available. It can also be used for this perform radial movements.

Die Spannsegmente werden beispielsweise aus einem Rohr gefertigt, das zum Abschluß der Bearbeitung mehrfach geteilt wird, mindestens dreimal. Die einzelnen Spannsegmente besitzen in diesem Fall daher keinen Zusammenhang mehr. The clamping segments are made from a tube, for example manufactured that shared several times at the end of processing will, at least three times. The individual clamping segments therefore no longer have a connection in this case.

Erfindungsgemäß kann nun vorgesehen sein, daß die Spannseg mente jeweils einen Nutstein aufweisen, der in eine entspre chende Nut der Spanneinrichtung eingreift, damit die einzelnen Spannsegmente weiterhin gleichmäßig verteilt angeordnet sind und bleiben. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Ausbildung möglich, bei der also die Spannsegmente Nuten und die Spanneinrichtung Nutensteine aufweist. Insbesondere können die Nuten in dem Spannelementlager ausgebildet sein und die Nutensteine an den Enden der Spannsegmente angeordnet sein.According to the invention it can now be provided that the tensioning segment elements each have a slot nut that corresponds to a engaging groove of the clamping device so that the individual clamping segments continue to be evenly distributed are arranged and remain. It goes without saying that Reverse training possible, in which the clamping segments Grooves and the clamping device has sliding blocks. In particular, the grooves in the clamping element bearing be formed and the sliding blocks at the ends of the Clamping segments can be arranged.

Erindungsgemäß können die Spannsegmente so breit gestaltet sein, daß sie sich mittels einer Feder und aufgrund einer abgestimmten Kontur mit dem Segmentlager korrekt positio nieren.According to the invention, the clamping segments can be designed so wide be that they are by means of a spring and due to a coordinated contour with the segment bearing correctly positio kidneys.

Zur Zentrierung kann ebenfalls vorgesehen sein, daß Vorsprün ge in Ausnehmungen eingreifen. Insbesondere können die Vorsprünge als Zapfen ausgebildet und vorzugsweise an dem Spannelementlager angeordnet sein. Die Zapfen können mit Vorteil in Längschlitze eingreifen, die in den Spannsegmenten ausgebildet sind.For centering can also be provided that projections engage in recesses. In particular, the Projections formed as a pin and preferably on the Clamping element bearings can be arranged. The cones can with Advantage to engage in longitudinal slots in the clamping segments are trained.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Spannsegmente durch Federwirkung gegen die Steuerfläche beaufschlagt sind. Hierzu kann beispielsweise eine die Spannsegmente außen umgebende endlose Zugfeder dienen, sofern ggf. an den Spannsegmenten Kippkanten ausgebildet sind.According to the invention, it can be provided that the clamping segments are acted upon by the spring action against the control surface. For this purpose, for example, the clamping segments can be on the outside serve surrounding endless tension spring, if necessary to the Clamping segments are formed tilting edges.

Ebenfalls möglich ist es, einzelne Federn zu verwenden, die beispielsweise von innen die Spannsegmente gegen die Steuerfläche beaufschlagen. It is also possible to use individual springs that for example from the inside the clamping segments against the Apply control surface.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Spannsegmente als Spannzangensegmente ausgebildet sind, also eine relativ lange Form aufweisen. Dann können am einen Ende dieser langen Segmente die Sperrköpfe angeordnet sein.According to the invention, it can be provided that the clamping segments are designed as collet segments, so a relative have a long shape. Then at one end this long Segments the locking heads can be arranged.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß das Spannelementla ger mit der Zugstange verbindbar, insbesondere verschraubbar ist. Zum Einstellen der möglichen Spannkraft und/oder des Einzugswegs der Spanneinrichtung kann vorgesehen sein, daß eine Längenausrichtung von Zugstange und Spannelementlager vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß die Zugstange unterschiedlich weit mit dem Spannelementlager verschraubt wird.According to the invention it can be provided that the clamping element LA ger connectable to the tie rod, especially screwed is. For setting the possible clamping force and / or the Feed path of the tensioning device can be provided that a longitudinal alignment of the tie rod and tensioning element bearing is provided. This can be formed, for example be that the pull rod with the Clamping element bearing is screwed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Spannelement lager eine mit einem Gewinde versehene Sacklochbohrung auf, in die das Ende der Zugstange eingeschraubt werden kann. Für den erwähnten Ausgleich lassen sich dann auf dem Boden der Sacklochbohrung unterschiedlich dicke Ausgleichsscheiben einlegen.In a preferred embodiment, the tensioning element has support a threaded blind hole, into which the end of the drawbar can be screwed. For the compensation mentioned can then be found on the floor of the Blind holes with shims of different thicknesses insert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, deren Wortlaut zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Be schreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:Further features, details and advantages of the invention result from the patent claims, the wording of which Contents of the description is made of the following Be writing two preferred embodiments of the invention as well as from the drawing. Here show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Spanneinrichtung mit einem eingesetzten Werkzeugschaft; Fig. 1 shows a longitudinal section through a tensioning device with an inserted tool shank;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung bei einer abgeänderten Ausführungsform, Fig. 2 shows one of Fig. 1 corresponding representation in a modified embodiment,

Fig. 3 eine der Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung bei einer nochmals weiteren Ausführungsform. Fig. 3 is a representation corresponding to Figs. 1 and 2 in yet another embodiment.

Die in den Figuren dargestellte Spanneinrichtung enthält eine äußere zylindrische Hülse 1, an deren äußeren Ende eine ebene Anlagefläche 2 für eine entsprechend geformte An lagefläche eines Werkzeugschafts 3 ausgebildet ist. Kon zentrisch innerhalb der ringförmigen Anlagefläche 2 ist eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 4 angeordnet, in die ein ebenfalls kegelstumpfförmiger Ansatz 5 des Werkzeugschafts 3 eingreift. Die Spanneinrichtung ist dazu bestimmt, die Anlagefläche des Werkzeugschafts so gegen die Anlagefläche 2 zu verspannen, daß eine feste flächige Anlage der Ringflä chen erfolgt.The clamping device shown in the figures contains an outer cylindrical sleeve 1 , at the outer end of which a flat contact surface 2 is formed for a correspondingly shaped contact surface of a tool shank 3 . A truncated cone-shaped recess 4 is arranged centrally within the annular contact surface 2 , into which a likewise frustoconical extension 5 of the tool shank 3 engages. The clamping device is intended to brace the contact surface of the tool shank against the contact surface 2 in such a way that there is a fixed planar contact of the ring surfaces.

Die Hülse 1 enthält eine in Axialrichtung verlaufende zylindrische Innenöffnung 6, die bis zu der kegelstumpfförmi gen Ausnehmung 4 reicht.The sleeve 1 contains an axially extending cylindrical inner opening 6 , which extends up to the truncated cone-shaped recess 4 .

Im Bereich des vorderen Endes ist in der Wand 7 der Innen öffnung 6 eine umlaufende Ausnehmung 8 gebildet, die insbesondere in ihrem zur Außenseite der Spanneinrichtung gerichteten Bereich eine Steuerfläche 9 bildet.In the area of the front end, a circumferential recess 8 is formed in the wall 7 of the inner opening 6 , which forms a control surface 9 in particular in its area facing the outside of the tensioning device.

In der Hülse 1 ist ein Spannelementlager 10 angeordnet, das in seinem in das Innere der Spanneinrichtung gerichteten Endbereich einen zylindrischen Abschnitt 11 mit einem dem Innendurchmesser der Innenöffnung 6 entsprechenden Außen durchmesser aufweist.Arranged in the sleeve 1 is a clamping element bearing 10 which, in its end region directed into the interior of the clamping device, has a cylindrical section 11 with an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner opening 6 .

An dem dem Endabschnitt 11 gegenüberliegenden äußeren Ende weist das Spannelementlager 10 einen Kopf 12 mit einem Außendurchmesser auf, der etwas kleiner als die Innenöffnung 6 ist. Zwischen dem zylindrischen Endabschnitt 11 und dem Kopf 12 des Spannelementlagers weist dieses einen kreis zylindrischen Abschnitt 13 verringerten Durchmessers auf. At the outer end opposite the end section 11 , the tensioning element bearing 10 has a head 12 with an outer diameter that is somewhat smaller than the inner opening 6 . Between the cylindrical end section 11 and the head 12 of the clamping element bearing, this has a circular cylindrical section 13 of reduced diameter.

In den in das Innere der Spanneinrichtung hineingerichteten Endabschnitt 11 ist eine koaxiale Sacklochbohrung 14 eingebracht, die mit einem Innengewinde 15 versehen ist. In das Innengewinde 15 der Sacklochbohrung 14 ist das mit einem Außengewinde versehene Ende einer Zugstange 16 eingeschraubt. Die Zugstange 16 ist mit einer nicht dargestellten Einrich tung zu ihrer Verschiebung in ihrer eigenen Längsrichtung verbunden. Es kann sich hierbei sowohl um eine automatisch betätigte Einrichtung als auch um eine manuell betätigte Einrichtung handeln. Die Einschraubtiefe der Zugstange 16 in die Sacklochbohrung 14 wird durch eine auf dem Boden des Sacklochs 14 aufliegende Abstandsscheibe 17 bestimmt und begrenzt.A coaxial blind hole 14 , which is provided with an internal thread 15 , is introduced into the end section 11 directed into the interior of the clamping device. The end of a pull rod 16 , which is provided with an external thread, is screwed into the internal thread 15 of the blind hole 14 . The tie rod 16 is connected to a device, not shown, for moving it in its own longitudinal direction. This can be both an automatically operated device and a manually operated device. The screwing depth of the pull rod 16 into the blind hole 14 is determined and limited by a spacer 17 resting on the bottom of the blind hole 14 .

Um den mittleren Abschnitt 13 des Spannelementlagers 10 sind mehrere in Seitenansicht dargestellte Spannsegmente 18 angeordnet, die zusammen das Spannelement 19 der Spannein richtung bilden.Around the central section 13 of the clamping element bearing 10 , a plurality of clamping segments 18 are shown in side view, which together form the clamping element 19 of the Spannein direction.

Die Spannsegmente 18 enthalten in ihrem zur Außenseite der Spanneinrichtung gerichteten Endbereich je einen Sperrkopf 20.The clamping segments 18 each contain a locking head 20 in their end region facing the outside of the clamping device.

Die Zeichnung ist so dargestellt, daß links von der ange deuteten Mittellinie sich die Spanneinrichtung in Spannstel lung befindet, während sie sich rechts dieser Mittellinie in einer Freigabestellung aufhält.The drawing is shown so that to the left of the indicated the center line of the tensioning device in tensioning point lung while it is to the right of this center line a release position.

Die einzelnen Spannsegmente 18 enthalten auf ihrer nach innen gerichteten Seite eine Kippkante 21, so daß die Spannsegmente bezüglich dieser Kippkante 21 zweiarmige Hebel bilden. Auf der in das Innere der Spanneinrichtung gerichteten Seite der Kippkante 21 erstreckt sich um die Außenseite der Spannseg mente 18 in einer dort vorhandenen Nut eine endlose Zugfeder 22, die die in der Fig. 1 oberen Enden der Spannsegmente 18 radial nach innen beaufschlagt.The individual clamping segments 18 contain a tilting edge 21 on their inward side, so that the clamping segments form two-armed levers with respect to this tilting edge 21 . On the inside of the clamping device side of the tipping edge 21 extends around the outside of the Spannseg elements 18 in an existing groove an endless tension spring 22 which acts on the upper ends of the clamping segments 18 in FIG. 1 radially inwards.

Jeder Sperrkopf weist eine schräg nach außen gerichtete Sperrfläche 23 und gegenüberliegend eine unter dem gleichen Winkel verlaufende Gegenfläche 24 auf. Unmittelbar benachbart zu der Sperrfläche 23 ist ein kleiner Anschlagsvorsprung 25 an den Sperrsegmenten 18 ausgebildet.Each locking head has an obliquely outwardly facing locking surface 23 and opposite a counter surface 24 running at the same angle. Immediately adjacent to the locking surface 23 , a small stop projection 25 is formed on the locking segments 18 .

Der kegelstumpfförmige Ansatz 5 des Werkzeugschafts 3 weist einen zu seiner Stirnseite hin offenen Innenraum 27 auf, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, jedoch eine verengte Öffnung 28 aufweist. Im Übergang zwischen der verengten Öffnung 28 und dem Innenraum 27 ist eine Spann fläche 26 gebildet, die kegelförmig verläuft. In den Innenraum 27 ragt der Kopf 12 des Spannelementlagers und die vorderen Enden der Spannsegmente 18 mit den Sperrköpfen 20 hinein. Die schräg nach außen gerichteten Sperrflächen 23 sind zur Anlage an der umlaufenden Spannfläche 26 bestimmt und weisen die gleiche Schräge auf.The frustoconical extension 5 of the tool shank 3 has an interior space 27 which is open towards its end face and is essentially cylindrical, but has a narrowed opening 28 . In the transition between the narrowed opening 28 and the interior 27 , a clamping surface 26 is formed, which is conical. The head 12 of the clamping element bearing and the front ends of the clamping segments 18 with the locking heads 20 protrude into the interior 27 . The obliquely outward blocking surfaces 23 are intended to bear against the circumferential clamping surface 26 and have the same incline.

An der in das Innere der Spanneinrichtung zeigenden Seite ist der Kopf 12 des Spannelementlagers mit zwei Anlageflächen 29, 30 versehen, die beide als Ringflächen ausgebildet sind und sich kreissymmetrisch um die Achse des Spannelementlagers herum erstrecken. Die beiden Anlageflächen 29, 30 sind hier durch eine zylindrische Umfangsfläche 31 voneinander getrennt.On the side pointing into the interior of the clamping device, the head 12 of the clamping element bearing is provided with two contact surfaces 29 , 30 , both of which are designed as ring surfaces and extend in a circular symmetry around the axis of the clamping element bearing. The two contact surfaces 29 , 30 are separated from one another here by a cylindrical peripheral surface 31 .

Im folgenden wird nun, ausgehend von der rechten Hälfte der Fig. 1, die Wirkungsweise der Spanneinrichtung beschrieben. Die rechte Hälfte zeigt, wie erwähnt, die Freigabestellung des Spannelements 19, bei der das Werkzeug 3 von der unteren ebenen Fläche des Spannelementlagers 10 aus der zylindrischen Hülse 1 ausgeschoben werden kann oder in der ein Werkzeug eingesetzt werden kann. Wird die Zugstange 16 nach oben in Fig. 1 gezogen, d. h. in das Innere der Spanneinrichtung hinein, so gelangt die erste Anlagefläche 29 zur Anlage an der Gegenfläche 24 des Sperrkopfs 20. Dies führt dazu, daß das gegenüber dem Spannelementlager 10 an sich verschiebbare Spannelemente 19 in den Werkzeughohlschaft hinein verschoben wird. Dabei gelangt eine Steuerkante 32 zu der Steuerfläche 9, so daß die Wirkung der Zugfeder 22 die Spannsegmente 18 um die Kippkante 21 herum verschwenkt. Dadurch gelangt der Sperrkopf 20 radial nach außen, bis sein Anschlagsvorsprung 25 in dem Öffnungsbereich 28 radial zur Anlage gelangt. In dieser Stellung fluchtet die Innenseite 33 der Spannsegmente mit der zylindrischen Mantelfläche 31. Bei einem weiteren Verschieben des Spannelementlagers durch Ziehen an der Zugstange 16 gelangt nun die äußere Anschlagfläche 30 des Kopfes 12 zur Anlage an der Gegenfläche 24 des Sperrkopfes und verschiebt diesen axial in die Zugrichtung der Zugstange 16. Nun gelangt die Sperrfläche 23 des Sperrkopfs 20 in einer geradlinigen Verschiebebewegung zur Anlage an der Spannfläche 26 des Werkzeugschafts 3. Bei einem weiteren Ziehen an der Zugstange 16 preßt die zweite Anlagefläche 30 den Sperrkopf 20 immer fester gegen die Spannfläche 26, ohne daß dabei irgendeine Gleitbewegung zwischen den aneinander angreifenden Flächen auftreten kann. Die bei der Verspannung auftretende Radialkomponente wird vom kegelstumpfförmigen Ansatz 5 auf genommen.The mode of operation of the tensioning device is described below, starting from the right half of FIG. 1. As mentioned, the right half shows the release position of the clamping element 19 , in which the tool 3 can be pushed out of the cylindrical sleeve 1 from the lower flat surface of the clamping element bearing 10 or in which a tool can be used. If the pull rod 16 is pulled upward in FIG. 1, ie into the interior of the tensioning device, the first contact surface 29 comes to rest against the counter surface 24 of the locking head 20 . This leads to the fact that the clamping elements 19 , which are displaceable relative to the clamping element bearing 10 , are displaced into the hollow tool shaft. A control edge 32 comes to the control surface 9 , so that the action of the tension spring 22 pivots the clamping segments 18 around the tilting edge 21 . As a result, the locking head 20 moves radially outward until its stop projection 25 comes to rest radially in the opening region 28 . In this position, the inside 33 of the clamping segments is aligned with the cylindrical outer surface 31 . When the tensioning element bearing is moved further by pulling on the pull rod 16 , the outer stop surface 30 of the head 12 comes to bear against the counter surface 24 of the locking head and shifts it axially in the pulling direction of the pull rod 16 . The locking surface 23 of the locking head 20 now comes to rest against the clamping surface 26 of the tool shank 3 in a linear displacement movement. With a further pull on the pull rod 16, the second contact surface 30 presses the locking head 20 more and more firmly against the clamping surface 26 without any sliding movement occurring between the mutually engaging surfaces. The radial component occurring during the bracing is taken up by the frustoconical approach 5 .

Es ist nun die Situation eingetreten, wie sie links in der Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Stellung, in der der Werkzeugschaft 3 fest mit der Hülse 1 verspannt ist, steht nur der eigentliche Sperrkopf 20 unter Spannung, und zwar unter einer Druckspannung. Der restliche Teil des Spannseg ments 18 ist im wesentlichen frei von Spannungen.The situation has now occurred as shown on the left in FIG. 1. In this position, in which the tool shank 3 is firmly clamped to the sleeve 1 , only the actual locking head 20 is under tension, namely under compressive stress. The remaining part of the clamping segment 18 is essentially free of tensions.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die Sperrköpfe 20 des Spannelements 19 zunächst aus der rechts dargestellten Freigabestellung in eine Mitnahmestellung überführt werden, ohne daß dabei schon eine Verspannung auftritt oder durchge führt wird. In der Mitnahmestellung ist das Einführen oder Entnehmen des Werkzeugs nicht mehr möglich. Es hängt dann beispielsweise nur unter seinem Gewicht auf der Sperrfläche 23 des Sperrkopfs 20. In einem zweiten Teil des Einspannvor gangs erfolgt dann die eigentliche Verspannung, bei der der Kegelstumpf in die Ausnehmung vollständig hineingezogen und eine Spannung aufgebaut wird, ohne daß es zwischen den aneinander anliegenden Flächen der Spanneinrichtung und des Werkzeugschafts zu einem Abgleiten kommt.The invention is based on the idea that the locking heads 20 of the clamping element 19 are first transferred from the release position shown on the right into a driving position, without any tension occurring or being carried out. It is no longer possible to insert or remove the tool in the carry position. It then hangs, for example, only under its weight on the locking surface 23 of the locking head 20 . In a second part of the Einspannvor gangs then the actual bracing takes place, in which the truncated cone is completely drawn into the recess and a tension is built up without it sliding between the abutting surfaces of the clamping device and the tool shank.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird diese zweiteilige Bewegung durch die axiale Verschiebbarkeit des Spannelements gegenüber der Zugstange erreicht, wobei die radiale Bewegung nach außen zur Erreichung der Mitnahmestellung durch die Steuerfläche 9 erreicht wird, während das Herstellen der Spannung durch den Schiebeangriff an dem Sperrkopf 20 erreicht wird.In the embodiment shown, this two-part movement is achieved by the axially displaceability of the tensioning element with respect to the pull rod, the radial movement to the outside being achieved by the control surface 9 in order to achieve the driving position, while the tension is produced by the sliding attack on the locking head 20 .

Selbstverständlich wäre es auch möglich, die beiden Bewegun gen in anderer Weise herzustellen, so daß die hier darge stellte Lösung nur eine bevorzugte Lösung mehrerer denkbarer Lösungen ist.Of course it would also be possible to do the two movements produce in a different way, so that the Darge here presented solution just a preferred solution of several conceivable Solutions is.

Aufgrund der Form des Spannelementlagers 10 mit den beiden im Durchmesser vergrößerten Endabschnitten besteht das Spannele ment 19 aus einzelnen nicht miteinander verbundenen Spannseg menten 18. Um ihre gleichmäßige Verteilung über den Umfang aufrecht zu erhalten, enthalten die Spannsegmente 18 an ihren der Zugstange 16 zugewandten Enden je einen Nutenstein 34, der in eine von mehreren über den Umfang verteilten Nuten 35 in dem Endabschnitt 11 des Spannelementlagers 10 eingreift. Es ist natürlich auch die umgekehrte Ausbildung möglich, wobei die Nuten und Nutensteine auch an anderen Stellen angeordnet sein könnten.Due to the shape of the clamping element bearing 10 with the two end sections enlarged in diameter, the Spannele element 19 consists of individual non-interconnected clamping segments 18 . In order to maintain their uniform distribution over the circumference, the clamping segments 18 each contain a slot nut 34 at their ends facing the pull rod 16 , which engages in one of a plurality of grooves 35 distributed over the circumference in the end section 11 of the clamping element bearing 10 . The reverse configuration is of course also possible, the grooves and sliding blocks also being able to be arranged at other locations.

Bei niedrigen Drehzahlen und bei stehender Hülse 1 kann auf eine gleichmäßige Verteilung der Spannsegmente 18 verzichtet werden. Die Zentrierung und Fixierung der Spannsegmente 18 untereinander und gegenüber dem Spannelementlager 10 kann dann ohne Nuten und Nutensteine allein durch die Federkräfte erfolgen.At low speeds and with the sleeve 1 stationary, a uniform distribution of the clamping segments 18 can be dispensed with. The centering and fixing of the clamping segments 18 with each other and with respect to the clamping element bearing 10 can then be done without grooves and sliding blocks solely by the spring forces.

Die Fig. 1 zeigt als Beispiel für einen zu verspannenden Gegenstand ein mit einem Hohlschaft versehenes Werkzeug. Selbstverständlich könnte es sich auch um einen Werkzeughal ter oder auch um einen Werkstückhalter handeln. Fig. 1 shows as an example of an object to be clamped one provided with a hollow shank tool. Of course, it could also be a tool holder or a workpiece holder.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1 nur darin, daß die Spannsegmente 38 nicht in Form zweiarmiger um eine Kippkante 21 verkipp barer Hebel ausgebildet sind, sondern als langgestreckte Zangenelemente, die mit Hilfe von Druckfedern 39 radial verschiebbar sind. Die radiale Verschiebung und damit die Überführung aus der rechts dargestellten Freigabestellung in die links dargestellte Mitnahmestellung erfolgt mit Hilfe von Druckfedern 39, die zwischen dem Spannelementlager 10 und der Innenseite der Spannsegmente 38 angeordnet sind. Die Steuerung der Bewegung aufgrund einer Längsverschiebung erfolgt wiederum mit Hilfe einer Steuerfläche 40, die in einer Ausnehmung 41 in der Innenwand der Innenbohrung 6 gebildet ist. Mit der Steuerfläche 40 wirkt ein an der Außenseite der Spannsegmente 38 angeformter Nocken 42 zusam men.The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 only in that the clamping segments 38 are not designed in the form of two-armed lever tiltable lever 21 but as elongated pliers elements which are 39 radially displaceable with the aid of compression springs . The radial displacement and thus the transfer from the release position shown on the right into the driving position shown on the left takes place with the aid of compression springs 39 which are arranged between the clamping element bearing 10 and the inside of the clamping segments 38 . The movement due to a longitudinal displacement is again controlled with the aid of a control surface 40 , which is formed in a recess 41 in the inner wall of the inner bore 6 . With the control surface 40 acts on the outside of the clamping segments 38 formed cam 42 men.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die sich durch die Anordnung und Ausbildung des Spannelementla gers 10 und die Spannsegmente 48 von den bisherigen Ausfüh rungsformen unterscheidet. Ähnlich wie bei der Ausführungs form der Fig. 2 erfolgt auch hier eine radiale Verschiebung der Spannsegmente 48. Die Spannsegmente 48 enthalten in ihrem mittleren Bereich Längsschlitze 49, in die an dem Spannele mentlager 10 angeordnete Vorsprünge 51 eingreifen. Auf diese Weise erfolgt hier die Zentrierung. Die Längsschlitze 49 sind so dimensioniert, daß die Relativbewegung zwischen Spannseg menten 48 und Spannelementlager 10 in Axialrichtung durch die Vorsprünge 51 nicht behindert wird. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, which differs by the arrangement and design of the Spannelementla gers 10 and the clamping segments 48 from the previous embodiments. Similar to the embodiment of FIG. 2, there is also a radial displacement of the clamping segments 48 . The clamping segments 48 contain in their central region longitudinal slots 49 , in the element bearing 10 arranged on the Spannele engage projections 51 . In this way, centering takes place here. The longitudinal slots 49 are dimensioned so that the relative movement between Spannseg elements 48 and clamping element bearing 10 in the axial direction is not hindered by the projections 51 .

Zur Radialverschiebung der Spannsegmente 48 sind im darge stellten Beispiel zwei Steuerflächen 50 vorhanden, die beide am Spannelementlager 10 vorhanden sind. Die Steuerflächen 50 verlaufen zunächst relativ steil und werden dann nach außen hin etwas flacher, so daß sie also im Längsschnitt gebogen verlaufen.For radial displacement of the clamping segments 48 , two control surfaces 50 are present in the example shown, both of which are present on the clamping element bearing 10 . The control surfaces 50 initially run relatively steeply and then become somewhat flatter towards the outside, so that they are curved in a longitudinal section.

An dem in der Fig. 3 oberen Ende der Ausnehmung 8 ist eine umlaufende Anschlagfläche 52 gebildet, die das weitere Verschieben der Spannsegmente 48 in das Innere der Vorrich tung hinein verhindert.At the upper end of the recess 8 in FIG. 3, a circumferential stop surface 52 is formed, which prevents the further displacement of the clamping segments 48 into the interior of the device.

Links in Fig. 3 ist die Stellung dargestellt, in der die Spannsegmente 48 durch die Zugfeder 22 radial nach innen geschoben sind. Zum Durchführen der Spannung wird die Zug stange 16 gezogen, also nach oben in Fig. 3 bewegt. Dadurch erfolgt eine Relativverschiebung zwischen den Spannsegmenten 48 und dem Zangenlager 10, da die Spannsegmente 48 an der Anschlagfläche 52 festgehalten werden. Sie bewegen sich also aufgrund der Steuerflächen 50 parallel nach außen. Dabei gelangen dann am Ende dieser Radialbewegung die Sperrköpfe 20 zur Anlage an der Anlagefläche 30 des Sperrkopfs 12, so daß dann bei einer Weiterbewegung der Zugstange 16 jetzt die Axialverspannung ohne eine weitere Gleitbewegung der Sperr flächen aufeinander erfolgen kann.The position in which the tensioning segments 48 are pushed radially inwards by the tension spring 22 is shown on the left in FIG. 3. To carry out the tension, the train rod 16 is pulled, that is moved upward in Fig. 3. This results in a relative displacement between the clamping segments 48 and the pliers bearing 10 , since the clamping segments 48 are held on the stop surface 52 . They therefore move parallel to the outside due to the control surfaces 50 . Then, at the end of this radial movement, the locking heads 20 come into contact with the contact surface 30 of the locking head 12 , so that the axial bracing can then take place without further sliding movement of the locking surfaces when the pull rod 16 moves further.

Zur Verhinderung einer Selbsthemmung trotz zweifacher Berü hrung ist vorgesehen, daß der für die Radialbewegung verant wortliche Winkel der Steuerflächen 50 am Segmentlager 10 so flach gewählt wird, daß die Spannsegmente 48 ihre Soll- Position sicher erreichen. Zur Einsparung von Zugstangenhub kann jedoch für das anfängliche Auseinandertreiben der Spannsegmente 48 auch vorgesehen sein, daß anfangs ein steilerer Winkel vorhanden ist, der jedoch dann flacher wird, bevor die Sperrflächen der Sperrköpfe 20 zur Anlage an den Sperrflächen des Hohlschafts gelangen.To prevent self-locking despite double contact, it is provided that the angle of the control surfaces 50 on the segment bearing 10 responsible for the radial movement is selected so flat that the clamping segments 48 reach their desired position safely. To save drawbar stroke, it can also be provided for the initial driving apart of the clamping segments 48 that initially a steeper angle is present, which, however, then becomes flatter before the locking surfaces of the locking heads 20 come into contact with the locking surfaces of the hollow shaft.

Claims

1. Clamping device, in particular for hollow shank tools provided with an inclined clamping device

1.1 a pull rod ( 16 ),
1.2 a device for moving the pull rod ( 16 ) in its longitudinal direction,
1.3 a clamping element ( 19 ), the
- 1.3.1 has a plurality of preferably identical clamping segments ( 18 ) which
- 1.3.2 have a locking head ( 20 ) with a locking slope ( 23 ) designed to engage a clamping slope ( 26 ) of the tool shank ( 3 ), and with
1.4 a control surface ( 9 , 40 ) for the clamping element ( 19 ), wherein
1.5 causes the locking heads ( 20 ) of the clamping segments ( 18 ) through the control surface ( 9 , 40 ) from a free position to a driving position and
1.6 are then moved from the driving position into a clamping position in which
- 1.6.1 the locking surface ( 23 ) of the locking heads ( 20 ) can be clamped against the clamping slope ( 26 ) of the tool shank ( 3 ).

2. Clamping device according to claim 1, wherein the Spannele element ( 19 ) relative to the pull rod ( 16 ) is axially displaceable bar and the movement of the locking heads ( 20 ) from the release position into the driving position by interaction of the axial displacement of the Spannele element ( 19 ) opposite to the control surface ( 9 , 40 ).

3. Clamping device according to claim 1 or 2, in which the clamping element ( 19 ) is guided such that when moving from the entrainment into the blocking position and vice versa, no sliding of the blocking surface ( 23 ) on the clamping slope ( 26 ) takes place.

4. Clamping device according to one of the preceding claims, in which a radial movement of the locking heads ( 20 ) caused by the control surface ( 9 , 40 ) occurs during the transition from the release position into the driving position.

5. Clamping device according to one of the preceding claims, in which, during the movement of the locking heads ( 20 ) from the driving position into the clamping position, a pushing action on the locking head ( 20 ) takes place.

6. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the clamping element ( 19 ) is held and guided on a clamping element bearing ( 10 ) which can be connected or connected to the pull rod ( 16 ), the at least one of the axial displaceability of the clamping element ( 19 ) has a limiting stop.

7. Clamping device according to claim 6, wherein the clamping element bearing ( 10 ) has a stop surface ( 29 ) for engaging a counter surface ( 24 ) of the locking head ( 20 ) for its displacement.

8. Clamping device according to claim 6 or 7, wherein the clamping element bearing has a stop surface ( 30 ) for flat engagement on a counter surface ( 24 ) of the locking head ( 20 ) for bracing it against the bevel ( 26 ) of the tool shank ( 3 ).

9. Clamping device according to claim 7 or 8, in which at least one stop surface ( 29 , 30 ) of the clamping element bearing ( 10 ) extends parallel to the bevel ( 26 ) of the tool shank ( 3 ).

10. Clamping device according to one of claims 7 to 9, wherein the locking surface ( 23 ) of the locking head ( 20 ) runs parallel to its counter surface ( 24 ).

11. Clamping device according to one of claims 7 to 9, wherein the locking surface ( 23 ) of the locking head ( 20 ) encloses an angle with its counter surface ( 24 ).

12. Clamping device according to one of the preceding claims, with a stop ( 25 ) limiting the movement of the locking heads ( 20 ) into the driving position, which is arranged in particular in the area of the locking heads ( 20 ) and is preferably formed on the tensioning elements ( 18 ).

13. Clamping device according to one of the preceding claims, with a radial deflection of the locking heads ( 20 ) in the clamping position preventing the stop surface ( 31 ), which is preferably formed on the clamping element bearing ( 10 ).

14. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the control surface ( 9 , 40 ) for the radial movement of the clamping segments ( 18 , 38 ) is formed in a sleeve ( 1 ) which at least partially surrounds the clamping device.

15. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the control surface ( 50 ) for the radial movement of the clamping segments ( 48 ) is provided on the clamping element bearing ( 10 ).

16. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the centering and fixing of the clamping segments ( 18 ) are carried out mutually and with respect to the clamping element bearing ( 10 ) by spring force.

17. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the individual clamping segments ( 18 ) are held at a mutual distance by an engagement of grooves ( 35 ) and sliding blocks ( 34 ).

18. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the individual clamping segments ( 48 ) are held at a mutual distance by an engagement of projections ( 51 ) in recesses, in particular slots ( 49 ).

19. Clamping device according to claim 18, in which the projections on the clamping element bearing ( 10 ) and the recesses as longitudinal slots ( 49 ) in the clamping segments ( 48 ) are ausgebil det.

20. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the clamping segments ( 18 , 38 ) are acted upon by spring action against the control surface ( 9 , 40 ).

21. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the clamping segments ( 18 , 38 , 48 ) are designed as collet segments.

22. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the locking heads ( 20 ) are arranged in the end region of the clamping segments ( 18 , 38 , 48 ).

23. Clamping device according to one of the preceding claims, in which the pull rod ( 16 ) can be connected, in particular screwed, to the clamping rod element ( 10 ).

24. Clamping device according to claim 23, in which a variable stop is provided for length compensation of the tie rod ( 16 ) and clamping element bearing ( 10 ).