DE4423932A1 - Vorrichtung zum Schnellwechseln eines Spannzeugs einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schnellwechseln eines an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Spannzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um Werkzeugmaschinen bei sich häufiger ändernden Fertigungs­ situationen besser auszulasten, ist es wichtig, das Spann­ zeug (Spannfutter, Spanndorne, Spannzangen, Stirnseiten-Mit­ nehmer) schnell und einfach auswechseln zu können. Das manuelle Wechseln des Spannzeugs durch Aufschrauben auf den Spindelkopf ist zeitraubend und nur bei kleinen Spannzeugen akzeptabel. Bei großen und schweren Spannzeugen ist ein manuelles Wechseln kaum möglich, da das schwere Spannzeug mit einer Hand gehalten werden muß, um mit der anderen Hand die Befestigungsschrauben eindrehen zu können. Insbesondere ist ein solches Wechseln schwerer Spannzeuge bei Werkzeugma­ schinen mit hängender Spindel schwierig, bei welchen das Spannzeug an dem unteren Ende der vertikalen Spindel befe­ stigt werden muß.

Es sind daher Schnellwechsel-Systeme der eingangs genannten Gattung bekannt, die einen halbautomatischen Wechsel des Spannzeugs ermöglichen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen (z. B. automatisches Spannzeug-Schnellwechsel-System der Firma Röhm, D-89567 Sontheim/Brenz) wird auf die Spindel ein hydraulischer Spannkopf aufgesetzt, mit welchem das Spann­ zeug gespannt wird. Diese bekannten hydraulischen Schnell­ wechsel-Systeme sind sehr aufwendig und beeinträchtigen außerdem den flexiblen Einsatz von Spannfuttern mit Doppel­ spannanforderungen sowie die Zuführung von Versorgungslei­ tungen für den Bearbeitungsprozeß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünsti­ ges Schnellwechsel-System zur Verfügung zu stellen, welches eine problemlose Handhabung auch schwerer Spannzeuge insbe­ sondere bei hängender Spindelanordnung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor­ richtung zum Schnellwechseln eines Spannzeugs mit den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Schnellwechsel-Vorrichtung wird an dem Ende der Spindel ein Adapter befestigt, der mit einem an dem Spannzeug befestigten Zwischenflansch zusammenwirkt. Der Adapter und der Zwischenflansch sind so ausgebildet, daß sie an jeweils genormten Befestigungen der Spindel und des Spannzeugs angebracht werden können. Die Vorrichtung ist auf diese Weise sehr universell einsetzbar. Insbesondere können mit dem gleichen Adapter unterschiedlich große Spannzeuge befestigt werden.

Die Schnellwechsel-Verbindung des Zwischenflansches mit dem Adapter erfolgt rein mechanisch ohne hydraulische, pneumati­ sche oder sonstige Hilfsmittel, so daß das Schnellwech­ sel-System äußerst kostengünstig hergestellt werden kann und keine Zuführleitungen benötigt, die Platz beanspruchen und die Einsatzmöglichkeiten beeinträchtigen.

Die Verbindung des Zwischenflanschs mit dem Adapter erfolgt nach Art eines Bajonett-Verschlusses, wobei axiale Zentrier­ bolzen eine exakte verdrehsichere Winkelpositionierung bewirken, während ein in dem Adapter vorgesehenes Spannsy­ stem die axiale Verriegelung und Spannung des Zwischenflan­ sches bewirkt. Das Spannsystem greift an den Verriegelungs­ nasen des Bajonett-Verschlusses an, so daß diese Verriege­ lungsnasen in vorteilhafter Weise eine zweifache Funktion erfüllen.

Das Spannsystem umschließt den Bajonett-Verschluß an dessen Außenumfang, so daß die gesamte Schnellwechsel-Vorrichtung mit freiem Innenquerschnitt ausgebildet werden kann und den für die Zugstange oder sonstige Betätigungselemente des Spannzeugs zur Verfügung stehenden feien Innenquerschnitt der Spindel nicht einschränkt.

Zudem kann das Spannsystem mittels einer einzigen Drehmo­ ment-Einleitung betätigt werden, so daß der Spannzeug-Wech­ sel schnell und einfach durchgeführt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch die Schnellwechsel-Vorrichtung von der Spannzeugseite,

Fig. 2 perspektivisch die Schnellwechsel-Vorrichtung von der Spindelseite,

Fig. 3 perspektivisch die zusammenwirkenden Seiten des Adapters und des Zwischenflansches,

Fig. 4 einen Axial-Teilschnitt der Schnellwechsel-Vor­ richtung,

Fig. 5 das Spannsystem der Schnellwechsel-Vorrichtung und

Fig. 6 ein Detail des Spannsystems.

Die Spindel 10, vorzugsweise die hängend angeordnete Dreh­ spindel eines Drehautomaten weist an ihrem Ende einen Spin­ delkopf 12 mit Befestigungseinrichtungen auf. Im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ist der Spindelkopf 12 nach DIN 55026 Form A mit Befestigungslöchern 14 auf einem Flansch und mit einem Zentrierkegel 16 ausgebildet.

Ein Adapter 18 wird an dem Spindelkopf 12 befestigt, wozu der Adapter 18 mit einem Innenkegel und einem Flansch auf dem Zentrierkegel 16 und dem Flansch des Spindelkopfes 12 aufsitzt. Befestigungsschrauben 20 und ein Positionierstein, die in die Befestigungslöcher 14 eingesetzt werden, dienen zur axialen Befestigung und zur exakten Winkelpositionierung des Adapters 18 an dem Spindelkopf 12.

Das an der Spindel 10 zu befestigende Spannzeug ist in der Zeichnung als Backen-Spannfutter 22 dargestellt. Anstelle des Spannfutters 22 können auch beliebige andere Spannzeuge in gleicher Weise auswechselbar an der Spindel 10 befestigt werden. Das Spannfutter 22 oder die sonstigen verwendeten Spannzeuge sind herkömmliche genormte Spannzeuge.

An der spindelseitigen Auflagefläche des Spannfutters 22 wird ein Zwischenflansch 24 aufgesetzt und mittels Befesti­ gungsschrauben 26 befestigt, die von der Stirnseite in das Spannfutter 22 eingesetzt sind, durch das Spannfutter 22 hindurchgreifen und in Gewindebohrungen 28 des Zwischenflan­ sches 24 eingeschraubt werden.

Der Zwischenflansch 24 besteht aus einer kreisscheibenförmi­ gen Platte mit einem spindelseitigen koaxialen zylindrischen Ansatz 30. Mittig wird der Zwischenflansch 24 mit dem Ansatz 30 von einem Durchgang 32 axial durchsetzt, der dem Durch­ tritt einer nicht dargestellten Zugstange für das Spannfut­ ter 22 oder eines sonstigen Betätigungselementes für das Spannzeug dient. Der zylindrische Ansatz 30 weist an seinem spindelseitigen Ende drei in gleichem Winkelabstand angeord­ nete radial nach außen abstehende Verriegelungsnasen 34 auf. Die Verriegelungsnasen 34 bilden spindelseitig eine ebene zu dem Zwischenflansch 24 parallele Fläche. Im Querschnitt weisen die Verriegelungsnasen 34 etwa Dreiecksform auf. Gegen die Platte des Zwischenflansches 24 hin sind die Verriegelungsnasen 34 abgeschrägt, so daß sie etwa dachför­ mig mit gegen die Platte hin abfallenden Schrägflächen ausgebildet sind und sich ihr etwa dreieckiger Querschnitt gegen die Platte des Zwischenflansches 24 hin verringert.

Der Adapter 18 weist ebenfalls einen mittigen koaxialen Durchgang 36 für die Zugstange des Spannfutters 22 oder sonstige Betätigungselemente auf. Der Durchgang 36 wird spindelseitig durch einen Innenkegel gebildet, der auf dem Zentrierkegel 16 des Spindelkopfes 12 aufsitzt. Spannfutter­ seitig anschließend erweitert sich der Durchgang 36, so daß sein Innendurchmesser dem Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 30 des Zwischenflansches 24 entspricht. Der Durch­ gang 36 weist spannfutterseitig drei in gleichem Winkelab­ stand angeordnete Umfangsaussparungen 38 auf, deren Quer­ schnittsform der Querschnittsform der Verriegelungsnasen 34 entspricht. In der zeichnerischen Darstellung sind im Be­ reich dieser Umfangsaussparungen 38 zusätzlich achsparallele Bohrungen 40 vorgesehen, durch welche die Befestigungs­ schrauben 20 eingesetzt werden, so daß die Dreiecksform der Umfangsaussparungen in den Fig. 1 und 3 schlecht erkenn­ bar ist. Zwischen den Umfangsaussparungen 38 weist der Durchgang 36 eine Hinterschneidung 42 auf, deren radiale Tiefe der radialen Abmessung der Verriegelungsnasen 34 entspricht. Die Hinterschneidung 42 ist in axialer Richtung entsprechend der axialen Abschrägung der Verriegelungsnasen 34 abgeschrägt, wie dies in Fig. 4 am deutlichsten zu erkennen ist.

Die dem Spannfutter 22 zugewandte Stirnfläche des Adapters 18 ist als Planauflagefläche 44 ausgebildet. Der Planaufla­ gefläche 44 des Adapters 18 entspricht die dem Adapter 18 zugewandte, den Ansatz 30 kreisringförmig umschließende Planauflagefläche 46 des Zwischenflansches 24. In die Plan­ auflagefläche 44 des Adapters 18 sind in gleichem Winkelab­ stand und jeweils auf halbem Winkel zwischen den Umfangsaus­ sparungen 38 drei Zentrierbolzen 48 eingesetzt. Die Zen­ trierbolzen 48 sind in der Planauflagefläche 44 axial ver­ schiebbar gelagert und, wie Fig. 4 zeigt, pneumatisch abgefedert. Der Außendurchmesser des Zwischenflansches 24 stimmt mit dem Teilkreisdurchmesser der Zentrierbolzen 48 überein. Im Außenumfang des Zwischenflansches 24 sind drei in gleichem Winkelabstand angeordnete und in der Winkelposi­ tion mit den Verriegelungsnasen 34 zusammenfallende Halb­ kreiskerben vorgesehen, deren Durchmesser dem Durchmesser der Zentrierbolzen 48 entspricht.

Das Wechseln des Spannfutters 22 bzw. eines sonstigen Spann­ zeugs läuft in folgender Weise ab:

Bei einer Drehmaschine mit hängender Spindel 10 wird das Spannfutter 22 mit dem Zwischenflansch 24 auf einem nicht dargestellten drehbaren und axial abgefederten Aufnahmetel­ ler aufgelegt. Die Spindel 10 wird in X-Richtung über das aufzunehmende Spannfutter 22 gefahren. Die Drehpositionen des Spannfutters 22 mit dem Zwischenflansch 24 einerseits und der Spindel 10 mit dem Adapter 18 andererseits werden so ausgerichtet, daß die drei Verriegelungsnasen 34 des Zwi­ schenflansches 24 mit den drei Umfangsaussparungen 38 des Adapters 18 zur Deckung kommen. Die Spindel 10 wird dann in Z-Richtung nach unten gefahren, wobei die Verriegelungsnasen 34 in die Umfangsaussparungen 38 eindringen. Die Zentrier­ bolzen 48 kommen dabei zur Anlage auf der Planauflagefläche 46 des Zwischenflansches 24, wodurch die Spindel 10 mit dem Adapter 18 das Spannfutter 22 noch einige Millimeter in die Federung des Aufnahmetellers drückt. Der Zwischenflansch 24 sitzt damit zentriert in dem Adapter 18.

Anschließend wird das Spannfutter 22 mit dem Zwischenflansch 24 auf dem Aufnahmeteller liegend um 60° gedreht, wobei die Verriegelungsnasen 34 in die Hinterschneidungen 42 eingrei­ fen, so daß der Zwischenflansch 24 bajonettartig an dem Adapter 18 verriegelt ist. Bei dieser Drehbewegung wird gleichzeitig der nicht dargestellte Bajonett-Verschluß des Spannfutters 22 mit der nicht dargestellten Zugstange ver­ riegelt.

Bei der 60°-Drehung des Spannfutters 22 mit dem Zwischen­ flansch 24 kommen die Halbkreiskerben 50 des Zwischenflan­ sches 24 mit den Zentrierbolzen 48 des Adapters 18 zur Deckung. Die Zentrierbolzen 48 stützen sich daher nicht mehr auf der Planauflagefläche 46 des Zwischenflansches 24 ab und der Zwischenflansch 24 wird axial freigegeben, so daß die Federung des Aufnahmetellers das Spannfutter 22 mit dem Zwischenflansch 24 gegen den Adapter 18 drücken kann und die Planauflageflächen 44 und 46 des Adapters 18 und des Zwi­ schenflansches 24 aneinander anliegen. Damit ist eine exakte axiale Festlegung des Spannfutters 22 an der Spindel 10 gewährleistet. In dieser Stellung wird der Zwischenflansch 24 durch ein nachfolgend beschriebenes Spannsystem in dem Adapter 18 verriegelt.

Die Zentrierbolzen 48 des Adapters 18 greifen nun axial in die Halbkreiskerben 50 des Zwischenflansches 24, wodurch eine exakte Winkelpositionierung und eine formschlüssige Verdrehsicherung zwischen Spindel 10 und Spannfutter 22 bewirkt wird. Der Formschluß zwischen den Zentrierbolzen 48 und den Halbkreiskerben 50 nimmt auch das gesamte Drehmoment auf, wenn das Spannfutter 22 in einem "Crash"-Fall gegen einen Widerstand läuft und schlagartig stillsteht.

Im folgenden wird das Spannsystem zur Verriegelung des Zwischenflansches 24 in dem Adapter 18 unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben.

In dem Adapter 18 sind spannfutterseitig von der Hinter­ schneidung 42 drei Wellen 52, 54, 56 gelagert, die in der Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, welches dem Durchgang 36 umschrieben ist. Zwei Wellen 52 und 54 sind als Vielkeilwellen ausgebildet, während die dritte Welle 56 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und nur als Lager­ welle dient. Ein mit radialer Achse in dem Adapter 18 gela­ gertes Kegelzahnrad 58 ist von der Außenseite des Adapters 18 über einen Innenmehrkant mittels eines Drehmomentschlüs­ sels drehbar. Über die Drehung des Kegelzahnrads 58 mittels des Drehmomentschlüssels ist das gesamte Spannsystem betä­ tigbar. Das Kegelzahnrad 58 greift jeweils in Kegelzahnräder 60 ein, die drehbar in dem Adapter 18 gelagert sind und drehschlüssig auf dem einen Ende der Vielkeilwelle 52 bzw. der Vielkeilwelle 54 sitzen. Auf dem jeweils anderen Ende der Vielkeilwellen 52 und 54 sitzt ein gleiches Kegelzahnrad 62 drehschlüssig und in dem Adapter 18 drehbar gelagert. Über mit radialer Achse drehbar in dem Adapter 18 gelagerte Kegelzahnräder 64 wird die Drehung der Kegelzahnräder 62 auf gleich ausgebildete Kegelzahnräder 66 übertragen, die auf den beiden Enden der Lagerwelle 56 frei drehbar in dem Adapter 18 gelagert sind. Wird das Kegelzahnrad 58 mittels des Drehmomentschlüssels betätigt, so werden von diesem Kegelzahnrad 58 die Kegelzahnräder 60 angetrieben, über die Vielkeilwellen 52 und 54 drehen sich die Kegelzahnräder 62 synchron mit den Kegelzahnrädern 60 und die Kegelzahnräder 62 treiben über die Kegelzahnräder 64 die Kegelzahnräder 66 an. Da sämtliche Kegelzahnräder 58, 60, 62, 64 und 66 glei­ che Zahnung aufweisen, drehen sich die Kegelzahnräder 60, 62 und 66 synchron, wenn das Kegelzahnrad 58 betätigt wird.

Die Kegelzahnräder 60, 62 und 66 weisen jeweils einen die zugehörige Welle 52, 54 bzw. 56 koaxial umschließenden Ansatz mit einem Feingewinde 68 auf. Auf diesem Feingewinde 68 sitzt eine Gewindemutter 70, die mit einer Federnase 72 in eine achsparallele Nut 74 des Adapters 18 eingreift und somit verdrehgesichert axial mit einem Hub von jeweils ca. 10 mm verschiebbar ist. Die Feingewinde 68 der Kegelzahnrä­ der 60 und 62 sind gegenläufig, so daß sich bei Drehung der Vielkeilwellen 52 und 54 und damit gleichsinniger Drehung der Kegelzahnräder 60 und 62 die Gewindemuttern 70 je nach Drehrichtung aufeinander zu- oder voneinander wegbewegen. Da die beiden Kegelzahnräder 66, die auf der Lagerwelle 56 sitzen, gegensinnig angetrieben werden, wie dies durch die Pfeile in Fig. 5 erkennbar ist, sind die Feingewinde 68 dieser Kegelzahnräder 66 gleichsinnig ausgebildet. Auch hier bewirkt der Antrieb der Kegelzahnräder 66 durch das Kegel­ zahnrad 58 somit, daß die Gewindemuttern 70 sich je nach Drehrichtung aufeinander zu- bzw. voneinander wegbewegen.

An den von den Kegelzahnrädern 60, 62 bzw. 66 abgewandten axialen Enden der Gewindemuttern 70 ist jeweils über einen Bajonettverschluß ein Spannzylinder 66 befestigt. Die Spann­ zylinder 76 umschließen koaxial die jeweilige Welle 52, 54 bzw. 56 und sind auf diesen Wellen 52, 54, 56 axial ver­ schiebbar gelagert. Der den Spannzylinder 76 mit der Gewin­ demutter 70 koppelnde Bajonettverschluß weist ein axiales Spiel von ca. 2 mm auf. Axial zwischen den Spannzylinder 76 und die Gewindemutter 70 ist ein elastisches Federelement 78 eingesetzt, welches den Spannzylinder 76 und die Gewindemut­ ter 70 auseinanderdrückt, so daß das axiale Spiel nur gegen den Druck dieses Federelements 78 wirksam wird. Damit sich die die Gewindemuttern 70 mit den jeweiligen Spannzylindern 76 verbindenden Bajonett-Verschlüsse nicht öffnen können, weisen auch die Spannzylinder 76 jeweils eine Federnase 80 auf, die in die Nut 74 des Adapters 18 eingreift. Sind die Gewindemuttern 70 und die Spannzylinder 76 über den Bajo­ nett-Verschluß gekuppelt, so sind die Federnasen 72 der Gewindemuttern 70 und die Federnasen 80 der Spannzylinder 76 fluchtend und das komplette jeweils aus Welle, Kegelzahnrä­ dern, Gewindemuttern und Spannzylindern bestehende System kann in eine zugehörige Gehäusebohrung des Adapters 18 eingeschoben werden. Die in die Nut 74 eingreifenden Feder­ nasen 72 und 78 verhindern eine gegenseitige Verdrehung von Gewindemutter 70 und Spannzylinder 76 und damit das Lösen des Bajonett-Verschlusses, wobei die axiale gegenseitige Verschiebbarkeit von Gewindemutter 70 und Spannzylinder 76 gegen die Federkraft des Federelements 78 erhalten bleibt.

Die jeweils auf einer der Wellen 52, 54, 56 sitzenden Spann­ zylinder 76 greifen mit ihren einander zugewandten axialen Stirnkanten in die Hinterschneidung 42 in deren abgeschräg­ tem Bereich ein und greifen an den beiden schrägen Dachflä­ chen der Verriegelungsnasen 34 des Zwischenflansches 24 an, wenn der Zwischenflansch 24 in den Adapter 18 eingesetzt und um 60° verdreht ist, so daß die Verriegelungsnasen 34 die Hinterschneidung 42 hintergreifen.

Das Spannsystem arbeitet in folgender Weise.

Mittels des Drehmomentschlüssels wird das Kegelzahnrad 58 in dem Drehsinn gedreht, daß die jeweiligen Spannzylinder 76 auseinander bewegt werden. Die Federelemente 78 drücken dabei jeweils die Spannzylinder 76 und die Gewindemuttern 70 auseinander. Die Stirnkanten der Spannzylinder 76 sind tangential aus der Hinterschneidung 42 herausbewegt.

Der Adapter 18 wird nun auf den Zwischenflansch 24 eines aufzunehmenden Spannfutters 24 axial aufgeschoben, wobei die Verriegelungsnasen 34 durch die Umfangsaussparungen 38 in den Durchgang 36 des Adapters 18 eintreten. Das Spannfutter 22 mit dem Zwischenflansch 24 wird daraufhin um 60° gedreht, so daß die Verriegelungsnasen 34 die Hinterschneidung 42 hintergreifen. Die axial abgeschrägte Außenkante der Verrie­ gelungsnasen 34 liegt nun jeweils in dem axialen Spalt zwischen den einander zugewandten Stirnflächen eines Paares von Spannzylindern 76.

Nun wird mittels des Drehmomentschlüssels das Kegelzahnrad 58 im Gegensinne gedreht. Die Spannzylinder 76 jedes Paares werden dadurch in oben beschriebener Weise synchron aufein­ ander zu und in die Hinterschneidung 42 hinein bewegt. Die Spannzylinder 76 jedes Paares drücken dabei von entgegenge­ setzten Seiten gegen die beiden schrägen Dachflächen der Verriegelungsnasen 34, wodurch der Ansatz 30 des Zwischen­ flansches 24 in den Adapter 18 hineingezogen wird und die Planauflagefläche 46 des Zwischenflansches 24 unter Druck axial an der Planauflagefläche 44 des Adapters 18 zur Anlage kommt. Die Federelemente 78 gewährleisten dabei, daß unab­ hängig von Fertigungstoleranzen sämtliche Spannzylinder 76 mit gleichem Druck an den Schrägflächen der Verriegelungsna­ sen 34 anliegen. Die Selbsthemmung der Feingewinde 68 hält das Spannsystem in dem geschlossenen Zustand. Da die Achsen er Wellen 52, 54 und 56 und damit auch der Gewinde 68, 70 und der Spannzylinder 76 tangential zur Rotationsachse der Spindel 10 angeordnet sind, wirken die bei der Bearbeitung auftretenden Fliehkräfte stets senkrecht zur Achse der Spannzylinder 76 und der Feingewinde 68. Die Fliehkräfte verstärken somit die Selbsthemmung der Feingewinde 68 und sichern zusätzlich das Spannsystem.

Zum Wechseln des Spannfutters 22 werden mittels des Drehmo­ mentschlüssels über das Kegelzahnrad 58 die Gewindemuttern 70 wieder auseinander bewegt. Dabei entspannen sich zunächst die Federelemente 78 und dann werden auch die über den Bajonett-Verschluß gekuppelten Spannzylinder 76 auseinander­ bewegt, bis sie aus der Hinterschneidung 42 herausgelangen und die Verriegelungsnasen 34 freigeben. Nun kann das Spann­ futter 22 mit dem Zwischenflansch 24 wieder um 60° gegen den Adapter 18 verdreht werden, so daß die Verriegelungsnasen 34 wieder mit den Umfangsaussparungen 38 des Durchgangs 36 zur Deckung kommen und der Adapter 18 wieder axial von dem Zwischenflansch 24 abgehoben werden kann.

Die Schnellwechselvorrichtung ergibt eine dreifache Siche­ rung des Spannfutters. Die erste Sicherung besteht in dem verdrehsicheren Formschluß zwischen dem Adapter 18 und dem Zwischenflansch 24 durch die in die Halbkreiskerben 50 eingreif enden Zentrierbolzen 48. Die zweite Sicherung be­ steht in der Selbsthemmung der Feingewinde 68, die durch die Fliehkräfte verstärkt wird. Die dritter Sicherung besteht in dem gegen Verdrehung formschlüssigen Eingreifen der Außen­ kante der Verriegelungsnasen 34 zwischen die Stirnkanten der Spannzylinder 76.

Der Formschluß zwischen Adapter 18 und Zwischenflansch 24 durch die Zentrierbolzen 48 verhindert, daß schlagartige Drehmomentbelastungen auf das Spannsystem wirken und zu einer Verklemmung bzw. Verkeilung von Verriegelungsnasen 34 und Spannzylindern 76 und zu einer Beschädigung der Feinge­ winde 68 führen können.

Die gesamte Verriegelung und Spannung der Vorrichtung ist außerhalb des Querschnitts des Durchgangs 36 des Adapters 18 und des Durchgangs 32 des Zwischenflansches 24 angeordnet, so daß der freie Innenquerschnitt für die Zugstange oder sonstige Betätigungselemente des Spannzeugs nicht einge­ schränkt wird.

Die gesamte Verriegelung und das gesamte Spannsystem ist symmetrisch bezüglich der Rotationsachse ausgebildet, so daß keine störenden Unwuchten auftreten.

Für das gesamte Spannsystem ist nur eine einzige Betätigung notwendig. Diese kann in einfacher Weise mittels eines Drehmomentschlüssels über das radial zugängliche Kegelzahn­ rad 58 erfolgen. Aufgrund dieser Betätigung des Spannsystems ist der Zeitaufwand für den Spannfutter-Wechsel mit dem Zeitaufwand eines aufwendigen automatischen Schnellwech­ sel-System vergleichbar.

Der einfache rein mechanische Aufbau der Schnellwechsel-Vor­ richtung ermöglicht eine kostengünstige Herstellung.

Die Vorrichtung kommt mit einem geringen Raumbedarf zwischen dem Spindelkopf 12 und dem Spannzeug aus. Dabei umschließt der Adapter das gesamte Verriegelungs- und Spannsystem von außen dicht, so daß ein Eindringen von Spänen und Kühlmittel nicht möglich ist.

Der Aufbau und die Funktion der Schnellwechsel-Vorrichtung sind unabhängig von dem Anbau des Adapters 18 an die Spindel 10 einerseits und von dem Anbau des Zwischenflansches 24 an das Spannzeug andererseits, so daß eine Anpassung an belie­ bige genormte Spindeln und beliebige genormte Spannzeuge möglich ist, woraus sich ein sehr flexibler Einsatzbereich ergibt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Schnellwechseln eines an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Spannzeugs, mit einem an der Spindel befestigten Adapter, der mit einem an dem Spannzeug befestigten Zwischenflansch verriegel­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch (24) koaxial in einen axialen Durchgang (36) des Adap­ ters (18) einführbar ist und radial nach außen abste­ hende Verriegelungsnasen (34) aufweist, die bei einem gegenseitigen Verdrehen von Zwischenflansch (24) und Adapter (18) um die gemeinsame Rotationsachse zur Ver­ riegelung in eine Hinterschneidung (42) des Adapters (18) eingreifen, und daß in dem Adapter (18) ein Spann­ system angeordnet ist, welches den Durchgang (36) um­ schließt und in der Hinterschneidung (42) an den Ver­ riegelungsnasen (34) angreift, um den Zwischenflansch (24) axial zur Anlage an dem Adapter (18) zu ziehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch (24) einen axialen Durchgang (32) aufweist und daß der Durchgang (36) des Adapters (18) und der Durchgang (32) des Zwischenflanschs (24) den gleichen Mindestinnendurchmesser aufweisen wie die Spindel (10).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchgang (36) des Adapters (18) einen Abschnitt mit größerem Innendurchmesser aufweist, in welchen der Zwischenflansch (14) mit einem zylindrischen Ansatz (30) einführbar ist, an welchem die Verriege­ lungsnasen (34) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnasen (34) symmetrisch zur Rotationsachse angeordnet sind, vorzugs­ weise daß drei um jeweils 120° im Winkel gegeneinander versetzte Verriegelungsnasen (34) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Adapter (18) bzw. dem Zwischenflansch (24) außermittig wenigstens ein axialer Zentrierbolzen (48) angeordnet ist, der beim Einführen des Zwischenflansches (24) in den Adapter (18) gegen eine Stirnfläche des Zwischenflansches (24) bzw. des Adapters (18) anschlägt und nach dem gegenseitigen Verdrehen des Adapters (18) und des Zwischenflansches (24) in die Verriegelungsstellung zur formschlüssigen Verdrehsicherung axial in eine Aufnahme (50) des Zwi­ schenflansches (24) bzw. des Adapters (18) eingreift.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannsystem den Verrie­ gelungsnasen (34) in deren Verriegelungsstellung zu­ geordnete Paare von Spannzylindern (76) aufweist, die in tangentialer Richtung gegeneinander bewegbar sind und an in Axialrichtung abfallenden Schrägflächen der Verrie­ gelungsnasen (34) angreifen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzylinder (76) auf tangential angeordneten Wellen (52, 54, 56) verschiebbar geführt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spannzylinder (76) mittels drehangetriebe­ ner, selbsthemmender Feingewinde (68) verschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzylinder (76) jeweils in ihrer Verschiebungs­ richtung abgefedert mit einer Gewindemutter (70) gekup­ pelt sind, die mittels des Feingewindes (68) verschieb­ bar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Feingewinde (68) mittels auf den jeweiligen Wellen (52, 54, 56) angeordneter Zahnradgetriebe ver­ drehbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe auf den jeweiligen Wellen (52, 54, 56) angeordnete jeweils einem der Spannzylinder (76) zugeordnete Kegelzahnräder (60, 62, 66) aufweist und daß die Kegelzahnräder (60, 62, 66) der Wellen (52, 54, 56) jeweils über ein zwischengeschaltetes in dem Adapter (18) gelagertes Kegelzahnrad (58, 64) miteinander ge­ triebemäßig gekoppelt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zwischengeschalteten Kegelzahnräder (58) durch einen radial einsetzbaren Drehmomentschlüssel antreibbar ist, und daß das Antriebsdrehmoment auf die übrigen Kegelzahnräder (60, 62, 64, 66) über die als Vielkeilwellen (52, 54) ausgebildeten Wellen übertragen wird.