PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER
Patentanwälte · European Patent Attorneys
Manzingerweg 7 ■ 8000 München 60
6. November 1991
EP 89910792.4 (0 431 075)
KENNAMETAL INC.
Unser Zeichen: K 1367 DE
Qu/scha
Patentansprüche
1. Klemmeinheit zum Aufnehmen und Festhalten eines Werkzeughalters,
enthaltend:
a) einen Hauptkörper mit einer darin ausgebildeten Bohrung;
b) einen beweglich in der Bohrung angebrachten Verriegelungsstab zur Bewegung zwischen einer verriegelten und einer
unverriegelten Stellung;
c) wenigstens ein Verriegelungselement, das angrenzend an den Verriegelungsstab eingeschlossen und von einer unverriegelten
Stellung zu einer verriegelten Stellung beweglich ist, in welcher dasselbe an den Werkzeughalter angreift
und den Werkzeughalter an dem Hauptkörper festhält;
d) eine mit dem Verriegelungsstab in Eingriff befindliche veränderliche Belastungseinrichtung zur Ausübung einer
Spanne von Belastungskräften auf den Verriegelungsstab, wenn sich derselbe zwischen der verriegelten und der unverriegelten
Stellung bewegt;
e) eine dem Verriegelungsstab zugehörige Einrichtung zur Änderung
des auf das Verriegelungselement angewandten Übersetzungsverhältnisses, wenn sich der Verriegelungsstab
zwischen der verriegelten und der unverriegelten Stellung bewegt;
f) welche Einrichtung zur Änderung des auf das Verriegelungselement
angewandten Übersetzungsverhältnisses eine unterschiedlich geneigte Verriegelungsrampe aufweist, welche
entlang eines Seitenteils des Verriegelungsstabs verläuft und so geformt ist, daß sich das Verriegelungselement daran
entlang bewegt, wenn sich der Verriegelungsstab zwischen der unverriegelten und der verriegelten Stellung
bewegt; und
g) worin die unterschiedlich geneigte Verriegelungsrampe dafür ausgebildet ist, das auf das Verriegelungselement angewandte
Übersetzungsverhältnis über einen wesentlichen Teil des Hubs des Verriegelungsstabs zu ändern, so daß die
durch das Verriegelungselement ausgeübte radiale Verriegelungskraft über einen ausgewählten Teil des Hubs des Verriegelungsstabs
relativ konstant ist.
2. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich
geneigte Rampe wenigstens zwei verschiedene Rampen aufweist, welche unter unterschiedlichen Winkeln bezüglich der Längsachse
des Verriegelungsstabs angeordnet sind.
3. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe einen allgemein gekrümmt geformten Rampenabschnitt
aufweist.
4. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe ein Paar mit Zwischenraum angeordneter flacher
Rampenabschnitte unterschiedlicher Winkel aufweist, die durch einen allgemein gekrümmten Rampenabschnitt miteinander verbunden
sind.
5. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe einen allgemein hyperbolisch geformten Rampenabschnitt
aufweist.
6. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe eine Rampenfläche aufweist, deren Winkel bezüglich
der Längsachse des Verriegelungsstabs zwischen 5 und 25 Grad variiert.
7. Klemmeinheit nach Anspruch 1, enthaltend eine in dem Verriegelungsstab
ausgebildete Mulde zur Aufnahme des Verriegelungselements, wenn der Verriegelungsstab die unverriegelte
Stellung einnimmt; und worin die unterschiedlich geneigte Rampe von der Mulde aus entlang eines Seitenteils des Verriegelungsstabs
verläuft.
8. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe sich an die Mulde anschließt und für einen
ausgewählten Abstand davon entlang eines Seitenteils des Verriegelungsstabs unter einem relativ steilen Winkel bezüglich
der Längsachse des Verriegelungsstabs und dann für einen ausgewählten Abstand unter einem flacheren Winkel verläuft, so
daß das auf das Verriegelungselement bei seiner Bewegung entlang der Rampe angewandte übersetzungsverhältnis zunimmt,
wenn sich das Verriegelungelement von der Mulde wegbewegt.
9. Klemmeinheit nach Anspruch 1, worin die unterschiedlich geneigte Rampe so gestaltet ist, daß eine allgemein konstante
radiale Verriegelungskraft durch das Verriegelungselement über eine kennzeichnende Länge der Verriegelungsrampe ausgeübt
wird, unabhängig von der durch die veränderliche Belastungseinrichtung auf den Verriegelungsstab ausgeübten Kraft.
10. Klemmeinheit zum Festhalten eines rohrförmigen Werkzeughalterschafts,
enthaltend:
a) ein Werkzeughalteteil mit einer nach vorne weisenden Fläche und einer Bohrung zur Aufnahme des Werkzeughalter-
schafts, welche die nach vorne weisende Fläche schneidet
und von dort aus nach hinten verläuft;
b) einen in der Bohrung angeordneten Stummel mit einem darin ausgebildeten Durchgang, welcher Stummel dafür geeignet
ist, innerhalb des rohrförmigen Werkzeughalterschafts aufgenommen zu werden;
c) einen Verriegelungsstab, der beweglich innerhalb des Durchgangs des Stummels angebracht ist und einen Hub aufweist,
innerhalb dessen sich der Verriegelungsstab zwischen einer unverriegelten und einer verriegelten Stellung
bewegt;
d) eine erste und eine zweite in dem Stummel ausgebildetete Öffnung, die bezüglich seines Umfangs mit Zwischenraum
angeordnet sind, radial von der Wandung der Bohrung weg verlaufen und den Durchgang schneiden;
e) ein Paar von Verriegelungskugeln, die innerhalb der öffnungen
eingeschlossen sind und mit dem Verriegelungsstab in Eingriff stehen;
f) eine Einrichtung zur Bewegung des Verriegelungsstabs von der unverriegelten Stellung zu der verriegelten Stellung;
g) eine in dem Verriegelungsstab ausgebildete Muldeneinrichtung zur Aufnahme der Verriegelungskugeln, wenn sich der
Verriegelungsstab in der unverriegelten Stellung befindet;
h) eine dem Verriegelungsstab zugehörige Einrichtung zum Angreifen
an den Verriegelungskugeln, zum Bewegen derselben von einer unverriegelten Stellung zu einer verriegelten
Stellung und zum Ändern des auf die Verriegelungskugeln angewandten Übersetzungsverhältnisses bei dem Vorgang,
worin die Verriegelungskugeln in der verriegelten Stellung gegen den Werkzeughalterschaft gedrückt werden und den
Werkzeughalterschaft innerhalb der Bohrung des Werkzeug-
halteteils festhalten;
i) wobei die Einrichtung zum Angreifen an den Verriegelungskugeln, zum Bewegen derselben von der unverriegelten zu
der verriegelten Stellung und zum Ändern des angewandten Übersetzungsverhältnisses eine unterschiedlich geneigte
Verriegelungsrampe aufweist, welche von der Muldeneinrichtung aus entlang eines Seitenteils des Verriegelungsstabs
verläuft und dazu dient, an den Verriegelungskugeln anzugreifen und sie in Reaktion auf den von seiner unverriegelten
Stellung gegen seine verriegelte Stellung bewegten Verriegelungsstab nach außen gegen ihre Verriegelungsstellung
zu drängen; und
j) worin die unterschiedlich geneigte Verriegelungsrampe dafür ausgebildet ist, das auf die Verriegelungskugeln angewandte
Übersetzungsverhältnis über einen wesentlichen Teil des Hubs des Verriegelungsstabs zu ändern, so daß die
durch die Kugel ausgeübte radiale Verriegelungskraft über einen ausgewählten Teil seines Hubs relativ konstant ist.
11. Klemmeinheit nach Anspruch 10, worin die unterschiedlich geneigte Verriegelungsrampe wenigstens zwei getrennte und
verschieden geneigte Rampensegmente aufweist.
12. Klemmeinheit nach Anspruch 11, worin der Verriegelungsstab eine Längsachse aufweist und worin die Neigung der Verriegelungsrampe
bezüglich der Längsachse des Verriegelungsstabs abnimmt, wenn er sich von der Muldeneinrichtung wegbewegt,
so daß das angewandte Übersetzungsverhältnis zunimmt, wenn sich die Verriegelungskugeln von der Muldeneinrichtung
aus entlang der Verriegelungsrampe bewegen.
13. Klemmeinheit nach Anspruch 13, worin die Verriegelungsrampe so gestaltet ist, daß ihre Oberfläche über eine wesentliche
Länge allgemein hyperbolisch geformt ist.
14. Klemmeinheit nach Anspruch 10, worin die unterschiedlich
geneigte Rampe einen allgemein gekrümmt geformten Rampenabschnitt aufweist.
15. Verfahren zum Befestigen einer Klemmeinheit an dem rohrförmigen
Schaft eines Werkzeughalters, mit den Schritten:
a) Einsetzen eines rohrförmigen Werkzeughalterschafts in eine Bohrung einer Klemmeinheit;
b) Beaufschlagen wenigstens eines Verriegelungselements der Klemmeinheit mit einer Verriegelungsrampe, die einen Teil
eines Verriegelungsstabs bildet;
c) Bewegen des Verriegelungsstabs von einer unverriegelten Stellung zu einer verriegelten Stellung mittels einer variablen
Belastungseinrichtung, so daß die auf den Verriegelungsstab ausgeübte Kraft allgemein abnimmt, wenn sich
der Verriegelungsstab von der unverriegelten zu der verriegelten Stellung bewegt, und Drängen des Verriegelungselements nach außen in einen Eingriff mit dem Schaft des
Werkzeughalters;
d) Ändern des auf das Verriegelungselement angewandten Übersetzungsverhältnisses,
wenn sich dasselbe entlang der Verriegelungsrampe bewegt, um eine relativ konstante radiale
Verriegelungskraft durch das Verriegelungselement zu erzeugen;
e) Ändern des Übersetzungsverhältnisses durch Vergrößern des auf das Verriegelungselement angewandten Übersetzungsver-
■» hältnisses, wenn die auf den Verriegelungsstab ausgeübte
' variable Kraft abnimmt, um eine resultierende radiale Ver-
■- riegelungskraft zu erzeugen, die für einen gewissen Hub
des Verriegelungsstabs relativ konstant ist; und
f) Ändern des auf das Verriegelungselement angewandten Übersetzungsverhältnisses einschließlich Ändern des Win-
kels der Verriegelungsrampe und der Verriegelung entlang
ihres Hubes.
16. Verfahren nach Anspruch 15 einschließlich einer Änderung des auf das Verriegelungselement angewandten Übersetzungsverhältnisses
durch Beaufschlagen des Verriegelungselements mit wenigstens zwei getrennten und verschieden geneigten Rampensegmenten,
wenn sich der Verriegelungsstab bei Bewegung von der unverriegelten Stellung zu der verriegelten Stellung über
seinen Hub bewegt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 einschließlich des Schrittes, das Verriegelungselement über eine allgemein gekrümmt geformte
Verriegelungsrampe zu drängen, wenn sich der Verriegelungsstab über einen ausgewählten Teil seines Hubs bewegt, um
das auf das Verriegelungselement angewandte übersetzungsverhältnis
zu ändern.