DE69208199T2

DE69208199T2 - Universalwerkzeugverbindung

Info

Publication number: DE69208199T2
Application number: DE69208199T
Authority: DE
Inventors: Carl E Hunt
Original assignee: Valenite LLC
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH05228706A; US5193954A; DE69208199D1; EP0539961B1; EP0539961A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zum Festklemmen eines Schneidwerkzeughalters in einer Maschine, mit einer Klemmeinheit, einem kreisförmigen Sockel in der Klemmeinheit, einem Werkzeughalter, der einen rohrförmigen Abschnitt, der daran angepaßt ist, in den Sockel eingesetzt zu werden, und einen nach innen gerichteten Flansch auf dem Endabschnitt des rohrförmigen Abschnittes aufweist, einer linear innerhalb der Klemmeinheit entlang der Sockelachse bewegbaren Zugstange, einer Vielzahl von einzelnen Klemmelementen, die die Zugstange umgeben für Bewegungen in Richtung zur und weg von der Sockelachse, mit Nockenverbindungen zwischen der Zugstange und jedem Klemmelement zum Bewegen der Klemmelemente nach außen weg von der Sockelachse in Abhängigkeit einer axialen Bewegung der Zugstange weg von dem werkzeughalter, sowie mit Einrichtungen, die es den Klemmelementen ermöglichen, nach innen zurückbewegt zu werden in Richtung zur Sockelachse in Abhängigkeit einer Bewegung der Zugstange in Richtung zum Werkzeughalter, wobei die Klemmelemente sich in Klemmeingriff mit dem Werkzeughalterflansch befinden, wenn die Klemmelemente von der Sockelachse durch die Zugstange entfernt sind.
Solche Mechanismen werden normalerweise zum Klemmen eines Schneidwerkzeughalters in einem Wechselwerkzeugbearbeitungszentrum oder einem nichtwechselnden Drehbearbeitungszentrum verwendet. Das Schneidwerkzeug kann eine Vielzahl verschiedener Formen aufweisen, z.B. ein Drehwerkzeug, ein Gewindeschneidwerkzeug, ein Nutenschneidwerkzeug, ein Bohrer, ein Bohrwerkzeug, ein Gewindebohrer, einer Reibahle, ein Schaftfräser, ein Stirnfräser, ein Stimsenker, ein Senker oder Zentrierbohrer. Die Werkzeugmaschine kann eine Werkzeugbevorratungseinrichtung und eine Werkzeugwechselvorrichtung aufweisen, zum Transportieren eines ausgewählten Werkzeuges zwischen der Bevorratungseinrichtung und der Werkzeugmaschine. Die Erfindung ist für den Gebrauch in nichtwechselnden Drehbearbeitungszentren und/oder Wechselbearbeitungszentren vorgesehen, wobei gemeinsame Werkzeuge in beiden Typen von Maschinen verwendet werden können oder von beiden geteilt werden können.
Mechanismen, wie der oben beschriebene, sind bekannt aus der EP-A-0 451 360, welche die Merkmale des Oberbegriffes des ersten Anspruches offenbart, sowie auch aus der WO 88/08766. Wenn die Zugstange bewegt wird, können die Klemmelemente in Richtung zu und weg von der Sockelachse bewegt werden. Wenn ein Werkzeughalter in den Sockel eingesetzt wird, wird eine Bewegung der Zugstange weg von dem Werkzeughalter die Klemmelemente weg von der Sockelachse nach außen bewegen, wobei die Klemmelemente mit dem nach innen gerichteten Flansch des Schneidwerkzeughalters in Eingriff gelangen. Sobald die Klemmelemente sich in Eingriff mit dem nach innen gerichteten Flansch des Schneidwerkzeughalters befinden, ist der Schneidwerkzeughalter in der Klemmeinheit positioniert.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mechanismus zum Klemmen eines Schneidwerkzeughalters zur Verfügung zu stellen, der kompakt ist und der leicht zu verwenden ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Klemmechanismus ein ringförmiges Führungsbauteil aufweist, das die Zugstange umgibt, weiches Führungsbauteil eine Vielzahl von Führungsdurchgängen aufweist, die sich dadurch hindurch erstrecken, wobei jedes Klemmelement gleitend in einem der Durchgänge für eine geführte Bewegung zu und weg von der Sockelachse angebracht sind.
Der Mechanismus gemäß der Erfindung ist kompakt und die geklemmten Elemente sind kleine, leichtgewichtige Klemmelemente, die durch eine relativ geringe Krafteinwirkung durch die Zugstange bewegt werden können. Die Klemmeleinente sind geführt für eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Stellung. Die Federrückstelleinrichtung kann für ein Zurückstellen der Klemmelemente in ihre zurückgezogene Stellung vorgesehen sein.
Die Zugstange weist einen sich verjüngenden Abschnitt auf, der ein kegelstumpfähnliches Profil aufweist. Flachseitige Oberflächen auf dem sich verjüngenden Abschnitt der Zugstange passen mit flachen Endoberflächen der Klemmelemente zusammen, wobei eine axiale Bewegung der Zugstange die Klemmelemente nach außen nockenartig in die Führungsdurchgänge bewegt. Die äußeren Endoberf lächen der Klemmelemente weisen angewinkelte Oberflächen auf, die mit einer ringförmigen inneren angewinkelten Flanschoberfläche des zugehörigen Werkzeughalters zusammenpassen, wobei die Klemmelemente in die Lage versetzt werden, eine Klemmkraft auf den Werkzeughalterflansch auszuüben. Sobald die Klemmelemente sich nach außen bewegen, kommen ihre angewinkelten Endoberflächen mit der Oberfläche des internen Flansches des Werkzeughalters nockenartig in Berührung, um eine Klemmkraft zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsteht eine Multiplikation der Kräfte zwischen dem Zugstangenbetätiger und dem Werkzeughalter, so daß der Werkzeughalter fest in dem Sockel verriegelt ist. Eine Multiplikation der Kräfte kann erreicht werden durch eine Gewindekupplung zwischen dem Betätiger und der Zugstange und durch Verwenden geringer Klemmwinkel auf der Zugstange und den Klemmelementen.

Die Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Klemmechanismus, der eine Ausführungsforin der Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht in der gleichen Richtung wie in Fig. 1, jedoch befinden sich die Klemmelemente in verschiedenen Eingriffsstellungen.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Ansicht in der gleichen Richtung wie in Fig. 2, stellt jedoch eine andere Ausführungsform der Erfindung dar.
Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Ansicht durch eine Zugstangenbetätigungsvorrichtung, die mit irgendeinem der Klemmechanismen aus den Fig. 1 bis 4 verwendet werden kann.
Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 ist eine Ansicht in der gleichen Richtung wie in Fig. 6, stellt jedoch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 aus Fig. 7.
Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Werkzeughalterklemmechanismus zum freigebbaren Anbringen eines Werkzeughalters 11 an einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine kann eine numerisch gesteuerte Maschine sein, die mit einer Werkzeugwechselvorrichtung versehen ist, zum Transportieren des Werkzeughalters 11 zwischen einer Lagerstellung in einem Lagermagazin und einer Betriebsstellung, in welcher er in eine Klemmeinheit eingesetzt ist, die einen Teil der Maschine bildet. In den Zeichnungen ist der Werkzeughalter in einer eingesetzten Stellung in der Klemmeinheit dargestellt. Die Klemmeinheit ist allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Der Revolverkopf der Maschine ist teilweise mit Bezugszeichen 13 dargestellt. Auf dem Revolverkopf ist entsprechend ein Klemmeinheitsgehäuse 15 angebracht, das eine innere zylindrische Radiallageroberfläche 17 für einen Drehbetätiger 19 aufweist. Axialdrucklager 21 sind vorgesehen, um eine gleichmäßige Drehbewegung des Betätigers um eine zentrale Achse 23 zu erleichtern. Der Betätiger weist eine nicht kreisförmige Sockelöffnung 25 auf, die dafür vorgesehen ist, eine nicht dargestellte Antriebswelle aufzunehmen, die mit einem Servomotor verbunden ist, der auf der Werkzeugmaschine angebracht ist. Alternativ kann der Betätiger manuell betätigt werden.
Der Betätiger 19 weist eine Gewindeverbindung 27 mit einer verschiebbaren Zugstange 29 auf, die gleitend durch ein ringförmiges Führungsbauteil 31 geführt ist, das innerhalb des Gehäuses 15 durch einen Arretierstift 104 befestigt ist. Das Führungsbauteil 31 hat vorzugsweise eine lose Passung in dem Gehäuse, um einen Verschiebeeffekt zu ermöglichen, der Bearbeitungstoleranzen in anderen Komponenten ausgleicht.
Das Führungsbauteil 31 umfaßt einen axial verlängerten ringförmigen Abschnitt 35, der die Zugstange umgibt, und einen radial sich nach außen erstreckenden Flansch 37, der sich in Anlage mit einer inneren radialen Oberflgche 39 des Gehäuses 15 befindet. Das äußerste linke Ende des Führungsbauteiles 31 bildet eine innere Führungsoberf läche, die ein hexagonales Profil aufweist, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist; sechs flache Führungsflächen 40 befinden sich in gleitendem Eingriff mit sechs flachen Flächen 42 auf dem linken Endabschnitt der Zugstange 29, wodurch die Zugstange zu einer linearen axialen Bewegung entlang der mittigen Achse 23 gezwungen wird. Der Betitiger 19 stellt die Antriebskraft für die Zugstangenbewegung zur Verfügung.
Das Führungsbauteil 31 weist sechs Führungsdurchgänge 44 auf, die sich schräg dadurch hindurch erstrecken, um Klemmelemente 43 gleitend zu führen; jedes Klemmelement kann eine Stange oder ein Stab sein, der einen kreisförmigen oder nichtkreisförmigen Querschnitt aufweist. Jeder Durchgang und das zugehörige Klemmelement weist den gleichen (d.h. rechtwinkligen) Querschnitt auf, wodurch jedes Klemmelement in eine lineare Bewegung in Richtung zur und von der mittigen Achse 23 weg gezwungen wird, wie dies durch den Pfeil 45 in Fig. 2 dargestellt wird.
Jedes Klemmelement 43 weist eine flache Endf läche 51 auf, die gegen eine flache Seitenoberf läche 53 anliegt, die auf einem sich verjüngenden Abschnitt der Zugstange 27 gebildet ist. Flache Oberflächen 53 sind Fortsetzungen der flachen Oberflächen 42; jede flache Oberfläche 53 ist trapezförmig. Die Bewegung der Zugstange nach rechts bewirkt, daß die sechs Klemmelemente nach außen, weg von der mittigen Achse 23 bewegt werden, in die Stellungen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind; obwohl sechs Klemmelemente gezeigt sind, kann eine andere Anzahl von Klemmelementen verwendet werden, wenn dies gewünscht ist. Eine Bewegung nach links der Zugstange ermöglicht es den Klemmelementen in ihre in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückzukehren. Eine Bewegung der Klemmelemente nach innen kann erreicht werden durch die Verwendung einer Federrückstelleinrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt. Alternativ können die Klemmelemente nach innen zurückbewegt werden durch einen Nockeneingriff mit Flansch 57 des Werkzeughalters 11.
Das Gehäuse 15 weist eine ringförmige, leicht sich verjüngende kegelstumpffrmige Oberfläche 54 auf, die entlang der mittigen Achse 23 zentriert ist, um einen kreisförmig konvergierenden Sockel zu bilden zur Aufnahme des rohrförmigen Abschnittes 55 des Werkzeughalters 11. Fig. 1 zeigt den Werkzeughalter lose in den Sockel eingesetzt, wobei die äußere Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes 55 sich lose im Eingriff mit der Sockeloberf läche 54 befindet. Fig. 2 zeigt den Werkzeughalter in einer geklemmten Stellung, in welcher die äußere Seitenoberfläche 58 des rohrförmigen Abschnittes 55 eine unter Druck befindliche Reibungsklemmpassung mit der Sockeloberfläche 54 aufweist. Die axiale Werkzeughalteroberfläche 60 liegt gegen die Endf läche der Klemmeinheit 10 an (d.h. Gehäuse 15).
Der Endabschnitt des rohrförmigen Abschnittes 55 weist einen nach innen gerichteten Flansch 57 auf, der eine innere ringförmige konische Oberfläche 59 definiert. Die äußere Endoberfläche jedes Klemmelementes 43 weist eine konische Nockenoberfläche 61 auf, die die gleiche Winkelneigung wie die konische Oberfläche 59 aufweist (wenn der Werkzeughalter in den Sockel 54 eingesetzt ist). Sobald die Klemmelemente 43 durch die Zugstange 29 nach außen bewegt werden, dienen die Oberflächen 61 als Klemmelemente, um eine nach rechts gerichtete Kraft auf den Flansch 57 auszuüben. Als Ergebnis findet sich die äußere Oberfläche des Werkzeughalterabschnittes 55 in engem, unter Druck befindlichen Kontakt mit der Sockeloberfläche 54. Das Werkzeug ist dadurch fest an die Maschine geklemmt, so daß das Schneidwerkzeug nicht wackelt oder sich verbiegt aufgrund der Schneidbelastungen. Die Klemmelemente 43 bilden Festklemmelemente zum Ausüben eines Klemmeingriffes auf den Werkzeughalterflansch 57.
Das äußerste rechte Ende des Werkzeughalterabschnittes 55 ist mit mehreren Schlitzen 62 ausgebildet, die auf Vorsprünge 63 passen, die auf ein ringförmiges Antriebsschlüsselbauteil 65 geformt sind, das passend an dem Gehäuse 15 verbolzt ist (wie durch Bolzen 33). Vorsprünge 63 übertragen die Drehantriebskraft von der Klemmeinheit auf das Schneidwerkzeug. Das ringfömige Schlüsselbauteil 65 könnte als integraler Bestandteil des Gehäuses 15 ausgebildet sein. Jedoch, durch Ausbilden des Schlüsselbauteiles als eine separate, aufzubolzende Komponente, werden die zum Bilden des Gehäuses benötigten Bearbeitungsschritte stark vereinfacht.
Vorsprünge 63 können in gleichen Abständen voneinander beabstandet sein, so daß sie symmetrisch um die mittige Achse 23 sind. Jedoch können in einer alternativen Anordnung die Vorsprünge unsymmetrisch sein (oder von unterschiedlicher Umfangslänge), so daß der Werkzeughalter 11 dazu gezwungen ist, eine bestimmte Orientierung einzunehmen, um das gewünschte Eingreifen zwischen den Schlitzen 62 und den Vorsprüngen 63 zu erreichen. Der Werkzeughalter kann nur in die Klemmeinheit passen, wenn das Werkzeug sich in einer richtigen Stellung relativ zum Werkstück befindet.
Die mit einem Gewinde versehenen Löcher im Gehäuse 15 zur Aufnahme der Bolzen 33 sind vorzugsweise symmetrisch, d.h. gleichmäßig voneinander beabstandet, wobei es möglich ist, das ringförmige Antriebsschlüsselbauteil 65 in unterschiedlichen Stellungen am Gehäuse 11 anzubringen (um es dem werkzeughalter 11 zu erlauben, in verschiedene Richtungen zu weisen). Als Beispiel kann der Werkzeughalter 11 aus Fig. 1 derart orientiert sein, daß er nach oben weist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, oder er kann derart angeordnet sein, daß er nach unten weist, für eine überkopfbearbeitung (oder in irgendeine andere Richtung), wobei das gleiche Antriebsschlüsselbauteil 65 verwendet wird (welches die nichtsymmetrischen Vorsprünge 63 aufweist). Ein Einstellen des Antriebsschlüsselbauteiles erfordert es, die Bolzen 33 zu entfernen, das Antriebsschlüsselbauteil durch eine Drehbewegung in die neue Position zu bringen, und die Bolzen 33 wieder einzusetzen.
Das Schneidwerkzeug kann vom Gehäuse 15 losgeklemmt werden durch Drehen des Betätigers 19, so daß die Zugstange 29 in eine Richtung von rechts nach links sich bewegt (zur Stellung aus Fig. 1). Eine federbelastete Stößeleinrichtung (nicht gezeigt) kann am linken Ende der Zugstange vorgesehen sein, um den Werkzeughalter von Sockel 54 zu lösen oder teilweise auszustoßen.
Figuren 1 bis 3 illustrieren eine spezielle Ausführungsform der Erfindung. Die verbleibenden Figuren stellen strukturelle Variationen der Anordnung aus Fig. 1 dar.
Fig. 4 stellt eine Federanordnung dar zum Vorbelasten der Klemm(Festklemm)-Elemente 43 in Richtung zur mittigen Achse 23. Ein elastisches ringf riniges Band 71 umgibt die Klemmelemente und die äußere Seitenoberfläche der Führungsbauteile 31. Miteinander fluchtende Nuten sind auf der äußeren Endfläche der Klemmelemente und der Seitenoberfläche des Führungsbauteiles eingeformt zum Halten des Bandes 71 in seiner Stellung, um die Klemmelemente in ihre zurückgezogenen Stellungen vorzuspannen. Das elastische Band 71 kann eine Ringfeder oder ein elastomeres Gummielement sein (z.B. ein O-Ring).
In den Anordnungen aus Figuren 1 bis 4 sind die Klemmelemente auf einen geringfügig spitzen Winkel zur radialen Ebene normal zur mittigen Achse 23 beschränkt. Dadurch sind die Führungsdurchgänge 44 mit ihren zugehörigen Achsen in einer imaginären konischen Anordnung orientiert, die einen Konuswinkel 73 aufweist, der ungefähr einhundertvierzig Grad beträgt; die Klemmelemente 43 sind daher beweglich in Richtung zur konischen Klemmoberfläche 59, um einen erhhten Klemmdruck zu erleichtern. Die Klemmoberflächen 61 auf den Klemmelementen bewegen sich schräg zur Klemmoberfläche 59, so daß sie eine relativ große Kleminwirkung auf den Werkzeughalter ausüben, obwohl der Kleminwinkel relativ klein für einen festen Sitz ist.
Fig. 5 stellt einen Zugstangenbetätiger dar, der verwendet werden kann anstelle des Betätigers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt der Betätigermechanismus ein ringförmiges innen mit einem Gewinde versehenes Antriebsbauteil 75, welches drehbar im Gehäuse 15 unterstützt ist, zum Drehen um die mittige Achse 23. Eine sich quer erstreckende Schnecke 77 ist im Gehäuse unterstützt, von welcher sich die Zähne im Wälzeingriff mit Schneckenradzähnen 79 befinden, die in den Rand des Bauteiles 75 eingeformt sind. Motorbetätigung der Schnecke 77 dient dazu, das Bauteil 75 zu drehen; das Bauteil 75 wiederum erzeugt eine Linearbewegung der Zugstange.
Verschiedene andere Mechanismen können verwendet werden, um die Zugstange zu betätigen, z.B. ein Zahnstangensystem oder ein quer angeordneter Drehnocken, oder ein hydraulischer Kolben. Jedoch ist die Verwendung eines Schneckenradbetätigers, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, von Vorteil dadurch, daß der große mechanische Vorteil des Schneckenrades es ihm ermöglicht, eine selbstblockierende Eigenschaft aufzuweisen. Axiale Kräfte, die durch die Zugstange auf Bauteil 75 aufgebracht werden, sind nicht in der Lage, die Schnecke 77 in Öffnungsrichtung zu drehen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Zugstange 29a in einer Klemmschließstellung durch konische Federscheiben (Scheibenfedern) vorgespannt ist; hydraulischer Druck wird verwendet, um die Zugstange in die ge öffnete Stellung zu bewegen.
In der Ausführungsform aus Fig. 6 sind sechs Klemmelemente 43a in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihenfolge innerhalb individueller radialer Schlitze im ringförmigen Führungsbauteil 31a angeordnet. Das Bauteil 31a ist am Gehäuse 15 durch Schließstift 104 befestigt. Jedes Klemmelement hat im Querschnitt das Profil, welches in Fig. 6 dargestellt ist. Eine angewinkelte Fläche 51a auf jedem Klemmelement befindet sich in gleitendem Eingriff mit einer angewinkelten flachen Fläche 53a auf der Zugstange 29a, wodurch eine nach rechts gerichtete Bewegung der Zugstange eine Nockenkraft auf die Klemmelemente ausübt; die Klemmelemente bewegen sich dabei nach außen in die Klemmschließstellung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Jedes Klemmelement erstreckt sich durch einen individuellen radialen schlitzähnlichen Führungsdurchgang, der in den ringförmigen rohrförmigen Abschnitt des Führungsbauteiles 31a eingeforint ist. Angewinkelte flache Flächen 56 auf dem Bauteil 31a begrenzen eine Bewegung nach außen jedes der Klemmelemente.
Eine Bewegung nach links der Zugstange 29a bewegt die flachen angewinkelten Nockenoberf lächen 53a weg von den ihnen gegenüberliegenden flachen Oberflächen 56 auf dem Bauteil 31a, wodurch es den Klemmelementen erlaubt wird, sich radial nach innen in Richtung zur Sockelachse 23 zu bewegen; eine Bewegung nach links des Werkzeughalters kann verwendet werden, um die Klemmelemente nach innen zur Achse 23 anzutreiben. Die Zugstange 29a trägt einen Kolben 76, der gleitend in einem Hydraulikzylinder 77 gelagert ist. Eine Mehrzahl von konischen Federscheiben 79 ist zwischen Kolben 75 und der inneren Wand 81 des Gehäuses 15 angeordnet, um normalerweise die Zugstange in die Stellung aus Fig. 6 vorzuspannen. Das Einbringen von hydraulischer Flüssigkeit in den Zylinder 77 erzeugt eine Bewegung nach links der Zugstange in die ungeschlossene Stellung.
Figuren 7 und 8 stellen eine strukturelle Anordnung dar, die ähnlich der Anordnung der Figuren 1 bis 4 in den meisten Aspekten ist. Der Unterschied besteht im Zugstangenbetätiger. Der Betätiger umfaßt einen zylindrischen Kolben 83, der am rechten Ende der Zugstange angebracht ist. Eine Drehwelle 87 erstreckt sich quer durch die Öffnung 85 im Kolben. Gegenüberliegende Enden der Welle sind drehbar im Gehäuse 15 und durch eine Lagerung 89 gelagert, wodurch die Welle sich drehen kann um ihre Längsachse.
Die Welle 87 trägt einen Nocken 91, der betriebsverbunden ist mit den Nockenoberflächen, die durch die Queröffnung 85 im Kolben 83 gebildet sind. Ein Drehen der Welle 87 um einen Winkelabschnitt von ungefähr einhundertachtzig Grad veranlaßt die Kolben-Zugstangenanordnung dazu, sich zwischen der verriegelten und der unverriegelten Stellung sich hin- und herzubewegen. Der Mechanismus ist in der unverriegelten Stellung dargestellt, wobei die Klemmelemente 43 in Richtung zur Sockelachse 23 zurückgezogen sind. Durch Drehen der Welle 87 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von ungefähr Einhundertachtzig Grad, kann die Kolben-Zugstangenanordnung nach rechts bewegt werden in die verriegelte Stellung (wobei die Klemmelemente 43 Klemmkräfte auf den Werkzeughalterflansch 57 ausüben). Nocken 91 kann derart ausgelegt sein, um eine geringfügige Kniehebelwirkung zu erzeugen, so daß der Kolben 83 in jeder seiner Endstellungen gehalten wird. Die Drehbewegung der Welle 87, manuell oder mittels eines Servomotors, wird benötigt, um den Stößel 83 von einer Stellung in die andere zu bewegen.
Fig. 9 zeigt einen anderen Typ des Betätigers, der verwendet werden kann, um die Zugstange zwischen ihre beiden Betriebsstellungen zu bewegen. Ein Hebel 93 ist schwenkbar im Gehäuse 15 durch einen Querstift 95 unterstützt. Der Hebel erstreckt sich durch einen geschlitzten Abschnitt von der Zugstange zu einem Punkt über eine Drehschraube 97 hinaus, die drehbar im Gehäuse unterstützt ist. Ein gegabelter Abschnitt 99 des Hebels umgibt eine Mutter 101, die auf der Schraube 97 getragen wird, wobei eine Drehung der Schraube bewirkt, daß die Mutter sich entlang der Schraube bewegt; Stummelwellen 98 erstrecken sich von der Mutter 101 aus in den gabelförmigen Abschnitt 99, um eine Schwingkraft auf den Hebel zu übertragen.
Der Hebel weist eine Stift-Schlitzverbindung 103 mit der Zugstange auf, zum Ausführen einer Zugstangenbewegung (nach rechts oder links, abhängig von der Richtung der Drehung der Schraube 97). Das Betätigersystem aus Fig. 9 ist vorgesehen für Handbetrieb oder Kraftantriebe, die an der linken Seite des Gehäuses 15 angeordnet sind. Das System, welches in Fig. 1 dargestellt ist, ist vorgesehen für eine Betätigung von der rechten (hinteren) Seite des Gehäuses her. Die Systeme aus den Figuren 5 und 7 sind vorgesehen für eine Betätigung von jeder der Seite des Gehäuses. Die Wahl des Betätigers ist abhängig, bis zu einem bestimmten Grad, von der allgemeinen Konstruktion der Maschine, in welcher die Klemmeinheit verwendet wird, d.h. von dem zur Verfügung stehenden Raum für Zugang oder Betätigungszwecke.

Claims

1. Mechanismus zum Klemmen eines Schneidwerkzeughalters in einer Maschine, mit einer Klemmeinheit (10), einem kreisförmigen Sockel (54) in der Klemmeinheit (10), einem Werkzeughalter (11), der einen rohrförmigen Abschnitt (55), der daran angepaßt ist, in den Sockel (54) eingesetzt zu werden, und einen nach innen gerichteten Flansch (57) auf dem Endabschnitt des rohrförmigen Abschnittes (55) aufweist, einer Zugstange (29), die linear beweglich innerhalb der Klemmeinheit (10) auf der Sockelachse (23) ist, einer Vielzahl von individuellen Klemmelementen (43), die die Zugstange (29) umgeben, für Bewegungen in Richtung zur und weg von der Sockelachse (23), mit Nockenverbindungen zwischen der Zugstange (29) und jedem Klemmelement (43) zum Bewegen der Klemmelemente (43) nach außen weg von der Sockelachse (23) in Abhängigkeit einer axialen Bewegung der Zugstange (29) weg von dem Werkzeughalter (11), sowie mit Einrichtungen, die es den Klemmelementen (43) ermöglichen, nach innen zurückbewegt zu werden in Richtung zur Sockelachse (23) in Abhängigkeit einer Bewegung der Zugstange (29) in Richtung zum Werkzeughalter (11), wobei die Klemmelemente (43) sich im Klemmeingriff mit dem Werkzeughalterflansch (57) befinden, wenn die Klemmelemente (43) von der Sockelachse (23) durch die Zugstange (29) entfernt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmechanismus darüber hinaus ein ringförmiges Führungsbauteil (31) aufweist, das die Zugstange (29) umgibt, welches Führungsbauteil (31) eine Vielzahl von Führungsdurchgängen (44) aufweist, die sich dadurch hindurch erstrecken, wobei jedes Klemmelement (43) gleitend in einem der Durchgänge (44) für eine geführte Bewegung in Richtung zu und weg von der Sockelachse (23) angebracht ist.

2. Klemmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klemmelement (43) auf eine lineare Bewegung in Richtung zu und weg von der Achse (23) durch die Durchgänge (44) begrenzt ist.

3. Klemmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein ringförmiges Antriebsschlüsselbauteil (56) aufweist, das entfernbar innerhalb der Klemmeinheit (10) für axialen Eingriff mit dem rohrförmigen Abschnitt (55) des Werkzeughalters (11) angebracht ist, wobei das Antriebsschlüsselbauteil (65) mehrere Vorsprünge (63) darauf aufweist, für eine verriegelnde Verbindung mit dem rohrförmigen Abschnitt (55) des Werkzeughalters und mehrere Bolzen (33) sich durch das Antriebsschlüsselbauteil (65) in die Klemmeinheit (10) erstrecken, um das Antriebsschlüsselbauteil (65) abnehmbar an der Klemmeinheit (10) zu befestigen.

4. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Antriebsschlüsselbauteil (65) einstellbar in der Klemmeinheit (10) für eine Einstellung in Umfangsrichtung der vielfachen Vorsprünge (63) ist, wodurch das Antriebsbauteil (65) in der Lage ist, verschiedene Orientierungen des Werkzeughalters (11) in Umfangsrichtung anzunehmen.

5. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem die Klemmelemente (53) Klemmoberflächen (61) aufweisen, die im spitzen Winkel zu einer radialen Ebene normal zur Sockelachse (23) angeordnet sind, wodurch die Klemmoberflächen einen ineinandergreifenden Nockeneingriff mit den nach innen gerichteten Flanschen (57) des Werkzeughalters (11) aufweisen.

6. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem das ringförmige Antriebsbauteil ((31) eine lose Passung in der Klemmeinheit (10) aufweist, um es dem Führungsbauteil (31) zu erlauben, sich zu bewegen, um für Bearbeitungstoleranzen zu kompensieren, die bei der Herstellung der Klemmeinheit verwendet werden.

7. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Zugstangen (29) einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, der flache Oberflächen darauf aufweist, die sich in gleichzeitigem gleitenden Eingriff mit den Klemmelementen (43) befinden.

8. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem jedes Klemmelement (43) ein inneres Ende aufweist, das sich mit der Zugstange (29) in Eingriff befindet, und ein äußeres Ende aufweist, das mit dem Werkzeughalterflansch (57) in Eingriff bringbar ist, wobei das innere Ende eine flache Oberfläche (51) aufweist, die mit einer zugeh-rigen flachen Oberfläche (53) auf der Zugstange (29) zusammenpaßt und jedes äußere Ende eine konische Oberfläche aufweist, die mit einer konischen Oberfläche auf der Werkzeughalterflanschoberfläche zusammenpaßt.

9. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Führungsdurchgänge (44) derart orientiert sind, daß ihre jeweiligen Achsen in einer gedachten konischen Anordnung zentriert zur Sockelachse (23) angeordnet sind.

10. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in welchem die konische Anordnung einen Konuswinkel von ungefähr 140º aufweist.

11. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus eine Einrichtung zum Rücküberführen der Klemmelemente (43) in Richtung zur Sockelachse (23) aufweist, wobei die Rücküberführeinrichtung eine Federeinrichtung (71) umfaßt, die derart orientiert ist, um die individuellen Klemmelemente (43) in Richtung zur Sockelachse (23) vorzubelasten.

12. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem die Federeinrichtung (71) ein ringförmiges nachgiebiges Band aufweist, welches die Klemmelemente (43) und das ringförmige Führungselement (31) umgibt.

13. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus Nuten aufweist, die in die Klemmelemente (43) und das Führungsbauteil (31) eingeformt sind, um das ringförmige nachgiebige Band (71) aufzunehmen.

14. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem der nach innen gerichtete Flansch (57) auf dem Werkzeughalter (11) eine innere ringförmige konische Oberfläche aufweist, wobei jedes Klemmelement (43) eine äußere konische Endfläche aufweist, die zusammenbringbar ist mit der ringf rinigen konischen Oberfläche auf dem Werkzeughalterflansch (57), wodurch während der Auswärtsbewegungen der Klemmelemente konische Endflächen nockenartig gegen die konische Flanschoberfläche anliegen, um den Werkzeughalter (11) im Sockel festzuhalten.

15. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Zugstange linear entlang der Sockelachse (23) innerhalb der Klemmeinheit (10) aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung eine Drehbetätigungsvorrichtung (19) aufweist, die axial fluchtend mit der Zugstange (29), und eine Gewindeverbindung zwischen der Betätigervorrichtung (19) und der Zugstange (29) angeordnet ist, wodurch ein Drehen der Betätigungseinrichtung (19) eine Linearbewegung der Zugstange (29) erzeugt.

16. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welchem die Zugstange (29) einen äußeren mit einem Gewinde versehenen Abschnitt aufweist, welcher sich innerhalb der Drehbetätigungseinrichtung erstreckt.

17. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem die Betätigungseinrichtung (19) darüber hinaus eine Schnecke (77) umfaßt, die eine Getriebeverbindung (79) mit der Drehbetätigungseinrichtung (19) aufweist, wobei die Schnecke (77) eine Drehachse aufweist, die sich quer zur Drehachse der Betätigungsvorrichtung erstreckt.

18. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Zugstange (29) linear entlang der Sockelachse (23) innerhalb der Klemmeinheit (10) aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung eine konische Federplatteneinrichtung umfaßt, die koaxial mit der Zugstange (29) angeordnet ist, zum Bewegen der Zugstange weg von dem eingesetzten Werkzeughalter (11), und eine Fluid-Zylindereinrichtung vorgesehen ist zum Bewegen der Zugstange in Richtung zum eingesetzten werkzeughalter (11).

19. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Zugstange linear entlang der Sockelachse innerhalb der Klemmeinheit aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung einen Nockenstößel aufweist, der von der Zugstange getragen wird, und ein Drehnocken innerhalb der Klemmeinheit angebracht ist, dessen Drehachse sich quer zur Zugstangenachse erstreckt.

20. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß er darüber hinaus eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Zugstange (29) linear entlang der Sockelachse (23) innerhalb der Klemmeinheit (10) aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung einen Hebel (93) aufweist, der schwenkbar innerhalb der Klemmeinheit (10) unterstützt ist, für eine schwingende Bewegung um eine Achse quer zur Zugstangenachse, und einer kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Hebel (93) und der Zugstange (29) und eine Schrauben-Muttereinrichtung (98, 101) aufweist, die betriebsverbunden mit dem Hebel (93) ist, beabstandet von der Hebelschwingachse (95), wobei eine Bewegung der Mutter (101) entlang der Schraubeneinrichtung (98) eine schwingende Bewegung des Hebels (93) und eine lineare Bewegung der Zugstange (29) erzeugt.

21. Klemmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei welchem die Zugstange (29) einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, der daraufflache Oberflächen (53) aufweist, die sich in gleichzeitigem Nockeneingriff mit den Klemmelementen (43) befinden, wobei jede flache Oberfläche (53) eine Trapezform aufweist.