NO884312L

NO884312L - DEVICE FOR LOADING THE CHUCK spindle for tools.

Info

Publication number: NO884312L
Application number: NO88884312A
Authority: NO
Inventors: Cornelia Molteni
Original assignee: Molteni Cornelio Kowal Tools
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1989-04-14
Also published as: FI884661A0; IT1222882B; CN1033763A; IT8722238A0; PT88700A; FI884661A; NO884312D0; DK538188D0; DK538188A; JPH01135402A

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for låsing av chuck-spindelen for maskinverktøy som tillater utøvelse av betydelig chuckkraft med minimal fysisk anstrengelse på delen av en maskinoperatør, og representerer derfor et betydelig teknisk fremskritt sammenlignet med de anordninger som for tiden er i bruk. The invention relates to a device for locking the chuck spindle for machine tools which allows the application of significant chuck force with minimal physical effort on the part of a machine operator, and therefore represents a significant technical advance compared to the devices currently in use.

Som det er vel kjent innsettes den splittede kon-ede hylse eller chuck, som holder verktøyet, inn i den passende åpning i spindelen og låses deri vanligvis ved hjelp av mekaniske systemer som krever fysisk kraft på delen av maskinoperatøren. Hylsen er vanligvis utsatt for en stor mengde mekanisk belastning og er derfor utsatt for slitasje og sprekker og alle de mekaniske defekter som komponenter som utsettes for høy belastning vanligvis utsettes for. Særlig i tradisjonelle spindler stengt av ringmuttere og vanligvis stengt på en hardhent måte med slag fra en hammer med opplagt fare for skade, og hvor det skapes farlige torsjonsbelastninger og presisjonen av spindellåsingen snart svekkes. As is well known, the split-cone sleeve or chuck, which holds the tool, is inserted into the appropriate opening in the spindle and usually locked therein by means of mechanical systems requiring physical force on the part of the machine operator. The sleeve is usually subjected to a large amount of mechanical stress and is therefore subject to wear and tear and all the mechanical defects that components subjected to high stress are usually subject to. Especially in traditional spindles closed by ring nuts and usually closed in a hard-handed way with blows from a hammer with obvious risk of damage, and where dangerous torsional loads are created and the precision of the spindle locking soon deteriorates.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er imidlertid basert på det prinsipp å benytte et elastisk fluid til å lukke spindelen, hvilket skaper en betydelig chuckkraft gene-rert av et meget høyt aerodynamisk trykkforhold inne i spindelen, styrt eksternt av en enkel skrue beliggende på den ut-vendige diameter av selve spindelen. The device according to the invention is, however, based on the principle of using an elastic fluid to close the spindle, which creates a significant chuck force generated by a very high aerodynamic pressure ratio inside the spindle, controlled externally by a simple screw situated on the outer diameter of the spindle itself.

Denne hydraulisk lukkede spindel med et vertikalt stempel tillater også anvendelse på den samme spindel av freser med sylindriske verktøytapper i et stort område av diametere ved hjelp av innsetting av enkelt reduksjonsutstyr. This hydraulically closed spindle with a vertical piston also allows the application on the same spindle of milling cutters with cylindrical tool pins in a large range of diameters by means of the insertion of simple reduction equipment.

I den foreliggende utførelsesform er spindellege- .. met forsynt med et kammer fylt med et elastisk medium som er istand til å utøve trykkraft på et dobbeltstempel, som igjen virker på en låseenhet i form av en dobbel eller enkelt splittet konisk hylse eller chuck for å låse denne rundt hovedkonusen. Trykkraften fra det elastiske medium innstil-les ved hjelp av en mekanisk styring eller skrue som dreies manuelt av operatøren uten noen som helst anstrengelse. In the present embodiment, the spindle body is provided with a chamber filled with an elastic medium capable of exerting compressive force on a double piston, which in turn acts on a locking unit in the form of a double or single split conical sleeve or chuck to lock this around the main cone. The pressure force from the elastic medium is set using a mechanical control or screw which is turned manually by the operator without any effort whatsoever.

Anordningen i den foreliggende oppfinnelse representerer en ytterligere utvikling av anordningen beskrevet i patentpubl. WO 36/01758, som særlig tillater låsing både med utveksling av chucken i samsvar med diameteren og direkte låsing i et stort område av diametere av en glidende konisk hylse som er selvposisjonerende på verktøy med alle diametere, uten behov for å skifte chuckkraven, som anvender en liten trykkverdi og eliminerer behovet for manuell stramming eller stramming med en nøkkel. The device in the present invention represents a further development of the device described in patent publ. WO 36/01758, which in particular allows locking both with exchange of the chuck in accordance with the diameter and direct locking in a large range of diameters of a sliding conical sleeve which is self-positioning on tools of all diameters, without the need to change the chuck collar, which uses a small pressure value and eliminates the need for manual tightening or tightening with a wrench.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksemplet og .under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et delvis lengdesnitt gjennom spindelen forsynt med låseanordningen ifølge oppfinnelsen, The invention shall be described in more detail below in connection with the design example and with reference to the drawings, where fig. 1 shows a partial longitudinal section through the spindle provided with the locking device according to the invention,

og fig. 2 er et snittriss i tverretningen som viser utformin-gen av kanalene for det elastiske trykkmedium. and fig. 2 is a cross-sectional view showing the design of the channels for the elastic pressure medium.

Idet det vises til tegningene kan spindelen, som kan anvendes for supplering av anordningen ifølge oppfinnelsen, være av enhver eksisterende type, og derfor kan dets legeme 1 avslutte oventil med en chuckspindel 2 for enhver type og størrelse av maskinverktøy, f.eks. ISO, Morse, sylindrisk osv. I bunnen har legemet 1 en vid åpning for opptak av tre klør 30, en støttetapp 31 og en chuckkrave 32, som låses mot den sentrale kobling som dermed fester verk-tøyet inne i seg selv. Verktøyet er vanligvis sylindrisk og kan være av en eksisterende størrelse og type. Chuckkraven holdes i bunnen av en låseringmutter 33. For å fastklemme verktøy med diametere over et stort område, må klørne 30, chuckkraven 32 og støttetappen 31 tillates å løpe innenfor deres hus, bli utsatt for høytt trykk og ført oppover. For å returnere til startpunktet må verktøyet enkelt fjernes fra klørne 30. Fjæren 34, som alltid gir et lett trykk nedover, returnerer klørne 30 til startpunktet. Referring to the drawings, the spindle, which can be used to supplement the device according to the invention, can be of any existing type, and therefore its body 1 can terminate at the top with a chuck spindle 2 for any type and size of machine tool, e.g. ISO, Morse, cylindrical, etc. At the bottom, the body 1 has a wide opening for receiving three claws 30, a support pin 31 and a chuck collar 32, which is locked against the central coupling which thus secures the tool inside itself. The tool is usually cylindrical and may be of an existing size and type. The chuck collar is held at the bottom by a lock ring nut 33. In order to clamp tools with diameters over a wide range, the claws 30, chuck collar 32 and support pin 31 must be allowed to run within their housings, be subjected to high pressure and guided upwards. To return to the starting point, the tool must be easily removed from the claws 30. The spring 34, which always provides a slight downward pressure, returns the claws 30 to the starting point.

Et høyt kompresjonstrykk overføres til dobbeltstemplet 7 av det elastiske materiale som passerer gjennom åpninger 14 for å. fylle området mellom den nedre høytrykk-pakning 8 og den øvre høytrykkpakning 9. Det elastiske materiale kommer fra et reservoar av elastisk materiale rommet i sylinderen 12, i hvilken stemplet 11 beveger seg aksialt ikke sirkulært gjennom høytrykkpakningen 18, manuelt styrt av operatøren ved hjelp av styretappen 13, som griper inn i de sentrale gjenger i den gjengede stoppring 17 som virker på stemplet 11 ved hjelp av en kulelagring 16. A high compression pressure is transmitted to the double piston 7 by the elastic material passing through openings 14 to fill the area between the lower high-pressure packing 8 and the upper high-pressure packing 9. The elastic material comes from a reservoir of elastic material spaced in the cylinder 12, in which the piston 11 moves axially not circularly through the high-pressure packing 18, manually controlled by the operator by means of the guide pin 13, which engages in the central threads of the threaded stop ring 17 which acts on the piston 11 by means of a ball bearing 16.

Det faktum at den hydrauliske krets inneholder elastisk materiale er vesentlig for anordningens funksjon. Vanligvis benyttes olje som materiale, men ethvert annet passende materiale, f.eks. mikrokuler (microbearings) kan også anvendes. Anordningen må være tilpasset en ekstern dreneringsinnretning sammensatt av en kuletetning 20, en nålventil 15 og en tilknyttet sikkerhetsplugg 19 som tillater at dobbelstemplets 7 stengende slag, og med det chuckkraven å bli ut-nyttet fullt ut. The fact that the hydraulic circuit contains elastic material is essential for the device's function. Usually oil is used as the material, but any other suitable material, e.g. microballs (microbearings) can also be used. The device must be adapted to an external drainage device composed of a ball seal 20, a needle valve 15 and an associated safety plug 19 which allows the closing stroke of the double piston 7, and with it the chuck collar, to be fully utilized.

Dobbelstemplets 7 retur utføres ved hjelp av en gruppe Belleville-pakninger 25 anordnet rundt den statiske skrue 26 som er forsynt med en stopplugg 27. Belleville-pakningene 25, sammen med den store avsmalning av den dobbelt koniske chuckkrave 32, sikrer at chucken åpnes hurtig, og derfor kan skifte av verktøy skje raskt. Chuckens legeme er også forsynt med stengeplugger 21 og 22 for å utbalansere hullene The return of the double piston 7 is carried out by means of a group of Belleville gaskets 25 arranged around the static screw 26 which is provided with a stop plug 27. The Belleville gaskets 25, together with the large taper of the double conical chuck collar 32, ensure that the chuck opens quickly, and therefore tools can be changed quickly. The body of the chuck is also provided with closing plugs 21 and 22 to balance the holes

i siden på den motsatte side hvor sylinderen 12 er anbragt. in the side on the opposite side where the cylinder 12 is placed.

For å tillate at dobbeltstemplet 7 kan løpe fritt og eliminere mulig friksjon, har høytrykkpakningene motstående tenner med en redusert størrelse som er istand til å mot-stå meget høye trykk uten å bli utsatt for overoppheting da de er fremstilt av spesialblandinger. Da det elastiske materiale som bevirker lukkingen av chuckkraven er innelukket i den øvre del av spindelen, er det ikke utsatt for trykktap. To allow the double piston 7 to run freely and eliminate possible friction, the high pressure seals have opposed teeth of a reduced size which are able to withstand very high pressures without being exposed to overheating as they are made from special compounds. As the elastic material which causes the closure of the chuck collar is enclosed in the upper part of the spindle, it is not exposed to pressure loss.

Det gjøres spesielt oppmerksom på det faktum at denne låseanordning også kan anordnes på andre steder inne i spindelens legeme, og derfor kan den være anbragt ved siden-av hovedchuckkraven eller nedenunder den i stedet for oven-for som vist på tegningen av den foretrukne utførelses form av anordningen ifølge oppfinnelsen. En anordning av denne type kan utøve en usedvanlig høy klemkraft på mellom 15 og 45 tonn og til og med mer. Special attention is drawn to the fact that this locking device can also be arranged in other places inside the body of the spindle, and therefore it can be located next to the main chuck collar or below it instead of above it as shown in the drawing of the preferred embodiment of the device according to the invention. A device of this type can exert an exceptionally high clamping force of between 15 and 45 tonnes and even more.

Anordningen låser verktøyet sikkert selv underThe device securely locks the tool under itself

de mest strenge driftsbetingelser, som sikrer at verktøyet ikke slipper, ikke dreier og ikke utsettes for torsjon eller deformasjon, og at det er kombinert med maksimal mulighet the most stringent operating conditions, which ensure that the tool does not slip, does not turn and is not subjected to torsion or deformation, and that it is combined with maximum possibility

for montering og demontering, og at det ikke kreves noe ved-likehold eller spesielle hensyn. for assembly and disassembly, and that no maintenance or special considerations are required.

Fra den foregående beskrivelse vil det være klart at anordningen i den foreliggende oppfinnelse fullt ut til-fredsstiller alle eksisterende formål og tilveiebringer vesentlige fordeler ved verktøylåsing, og det vil også være klart at det kan gjøres flere modifikasjoner av elementene eller detaljer i anordningen ifølge oppfinnelsen uten å for-andre det vesentlige eller formålet med oppfinnelsen og uten å gå utenfor rammen av de etterfølgende krav. From the preceding description, it will be clear that the device in the present invention fully satisfies all existing purposes and provides significant advantages in tool locking, and it will also be clear that several modifications can be made to the elements or details of the device according to the invention without to change the essence or purpose of the invention and without going outside the scope of the following claims.

Claims

1. Device for locking a chuck spindle, CHARACTERIZED IN THAT the spindle body is provided with a chamber filled with an elastic medium which is capable of exerting a compressive force on a double piston which in turn acts on a locking unit in the form of a double or single slotted chuck, for to tighten it around the main chuck collar, where the compressive force from the elastic medium is regulated by means of a mechanical control device or control pin which can be operated manually by a machine operator without effort.

2. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the pressure medium is an incompressible fluid such as oil.

3. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the pressure medium is a flowable material such as microspheres.

4. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the double piston moves within the pressure chamber in the spindle, guided by high-pressure seals with opposing teeth made of special compounds.

5. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the hydraulic circuit of the elastic medium is provided with an external drainage device, formed by a ball seal, a draining needle valve and an associated safety plug.

6. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the regulation of the pressure in the hydraulic circuit in the spindle is carried out by means of a piston which runs without turning inside a cylinder bored out inside the spindle body which is connected to the chamber itself, and is operated by means of a adjustment pin which can be operated manually on the outside of the spindle without effort on the part of the machine operator by means of a simple suitable tool.

7. Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the return stroke of the double piston is effected by means of a group of Belleville seals arranged around the axial static support screw of the tool.

8. Device according to one of claims 1-7, CHARACTERIZED IN THAT the cavity which accommodates the tool also comprises three claws, a support pin and a conical ring nut which releases the tool by raising it upwards with a light pressure against the pressure of an internal return spring which has a constant sustained light downward pressure, thereby eliminating any need to change the chucks and screws either manually or with wrenches.

9. Device according to one of claims 1-8, CHARACTERIZED IN THAT the locking claws are quick-sliding both for spindle closing and for spindle opening.