DD264110A3 - CLAMPING DEVICE AT TOOL CHANGERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung an Werkzeugwechselhaltern fuer den automatischen Werkzeugwechsel, insbesondere auf Drehmaschinen. Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, fuer Werkzeugwechselhalter eine Spannvorrichtung zu entwickeln, durch die das Auftreten von Kippmomenten zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeuggrundhalter vermieden ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch geloest, dass auf der der Spannvorrichtung zugehoerigen Zugstange eine gegen den Grundhalter ueber eine Stuetzscheibe abgestuetzte Spannscheibe angeordnet ist, deren den Zugstangenkopf zugekehrte Koerperflaeche als Kegelmantelflaeche ausgebildet ist, die gemeinsam mit einer am Zugstangenkopf angeordneten Kegelmantelflaeche die Anlage- und Stuetzflaeche fuer die mit Keilflaechen versehenen Spreizbacken bildet. FigurThe invention relates to a clamping device on tool change holders for automatic tool change, especially on lathes. The invention is based on the task of developing a clamping device for tool change holder, by which the occurrence of tilting moments between the tool head and the tool base holder is avoided. This object is achieved according to the invention characterized in that on the tensioning device associated Zugstange arranged against the base holder via a support disc clamping disc is arranged, the Zugstangenkopf facing body is designed as Kegelmantelflaeche, which together with a Zugstangenkopf arranged Kegelmantelflaeche the investment and Stuetzflaeche for the wedge surfaces provided with expanding jaws. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung an Werkzeugwechselhaltern für den automatischen Weikzeugwechsel, insbesondere auf Drehmaschinen, die im wesentlichen aus einer den Grundhalter längs durchgreifenden, mit einem Kraftantrieb verbundenen Zugstange und aus durch die Zugstange betätigten Spanngliedern besteht und durch die der Werkzeugkopf mit dem Werkzeuggrundhalter fest verspannbar ist.The invention relates to a clamping device on tool change holders for the automatic Weikzeugwechsel, especially on lathes, which consists essentially of a basic holder longitudinally cross, connected to a power drive pull rod and actuated by the pull rod tendons and by the tool head with the tool base holder is firmly clamped ,

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bei der Anwendung von Werkzeugwechselhaltern in automatisierten Fertigungsabschnitten besteht eines der vordringlichsten Probleme darin, die Befestigung des Werkzeugkopfes am Grundhalter bei entsprechend bemessener Positioniergenauigkeit des Kopfteües am Grundhalter ausreichend starr und sicher wirkend auszuführen, um eine unter dem Einfluß der auftretenden Bearbeitungskräfte mögliche räumliche Verlagerung der Werkzeugschneide auszuschließen.When using tool changer holders in automated production sections, one of the most pressing problems is to make the attachment of the tool head to the basic holder sufficiently rigid and secure with suitably dimensioned positioning accuracy of the head piece on the base holder in order to preclude a possible spatial displacement of the tool cutting edge under the influence of the occurring machining forces ,

Für die Befestigung von Werkzeugköpfen an Grundhaltern sind verschiedenartige Spanneinrichtungen bekannt.For the attachment of tool heads to brackets various clamping devices are known.

Von diesen haben sich in der praktischen Anwendung jene Konstruktionen für zweckmäßig erwiesen, bei denen die von einer Zugstange aufgebrachten Spannkräfte über nach außen oder nach innen wirkende Sparinglieder, z. B. in Form von Spannbacken, Spannstiften oder artgleich wirkenden Elementen, z. B. Kugeln, auf entsprechend gestaltete Spannflächen im Inneren dos Werkzeugkopfteiles übertragen werden.Of these, those constructions have proven to be useful in practical application, in which the clamping forces applied by a pull rod on acting outward or inward Sparinglieder, z. B. in the form of jaws, dowel pins or similar elements acting, z. B. balls, are transmitted to appropriately shaped clamping surfaces in the interior dos tool head part.

Bei den nach der DD-PS 229337; DE-OS 3243948 und DE-OS 3427125 bekannten Lösungen wirken die Spannglieder auf einen in den Werkzeugkopfteil eingesetzten, in den Grundhalter hineinragenden Spannbolzen, der zum Zwecke des formschlüssigen Verbindens oder Übergreifens durch die Spannglieder längsachsig profiliert und mit Anlage- bzw. Spannflächen versehen ist.In the according to DD-PS 229337; DE-OS 3243948 and DE-OS 3427125 known solutions, the tendons act on an inserted into the tool head part, projecting into the base holder clamping bolt profiled longitudinal axis for the purpose of positive connection or overlapping by the tendons and provided with investment or clamping surfaces.

Die Verwendung eines solchen dem Werkzeugkopf zugehörigen Spannbolzens ist im Hinblick auf die funktionsbedingt erwünschte Starrheit des Spannsystems mit Nachteilen verbunden.The use of such a tool head associated clamping bolt is associated with regard to the functional conditionally desired rigidity of the clamping system with disadvantages.

Diese bestehen darin, daß die Spannkräfte zentral, d. h. nach innen gerichtet, angreifen und den beim Einsatz dieser Werkzeuge auftretenden peripher wirkenden Stützkräften nicht gegenüberliegend wirken. Dadurch treten Kippmomente auf, die die Starrheit des Systems beeinträchtigen. Hinzu kommt, daß bei diesen bekannten Spannvorrichtungen an Werkzeugwechselhaltern für die Erfüllung der an die Spannglieder gestellten Genauigkeitsansprüche ein relativ hoher Bearbeitungsaufwand betrieben werden muß.These consist in that the clamping forces centrally, d. H. directed inward, attack and not appear opposite the peripheral acting support forces occurring when using these tools. This causes tilting moments that affect the rigidity of the system. In addition, a relatively high processing effort must be operated in these known clamping devices on tool change holders for the fulfillment of the accuracy demands made on the tendons.

Bei derdurch die DD-PS 218851 bekannten Spannvorrichtung wird der Werkzeugkopfteil durch einen zylindrischen Einpaß im Werkzeuggrundhalter zentriert, mit Hilfe axial angeordneter Paßfedern in radialer Ebene positioniert und durch einen das vordere Ende der Zugstange quer durchgreifenden Spannbolzen, der bajonettartig in Wirkstellung bringbar ist, mit axialer Spannbewegung festgespannt.In the known by DD-PS 218851 clamping device of the tool head part is centered by a cylindrical fitting in the tool base holder, positioned by means of axially arranged feather keys in the radial plane and by a front end of the tie rod cross-spanning clamping bolt, which can be brought into the active position bayonet, with axial Tensioning movement tightened.

Nachteilig an dieser Verspannung der beiden Wei kzeugteile ist der Umstand, daß es zur Realisierung der Spannbawegung durch die Zugstange einer zusätzlichen in das Spannsystem einzubringenden Drehbewegung für die Zugstange bedarf, bevor der eigentliche Spannantrieb zur Wirkung gelangt.A disadvantage of this tension of the two Wei kzeugteile is the fact that it requires the realization of Spannbawegung by the drawbar an additional introduced into the clamping system rotational movement for the drawbar before the actual tensioning drive comes into effect.

Für den automatischen Werkzeugkopfwechsel ist diese Lösung nicht zweckmäßig ausführuar und für drehbar angetriebene Werkzeugköpfe nur bedingt anwendbar.For the automatic tool head change, this solution is not expedient Ausführuar and only partially applicable for rotatably driven tool heads.

Bei anderen nach der DD-PS 233321; DE-OS 3007440 und DE-OS 3448009 bekannten Werkzeugwechselhaltern wirken die Spannglieder, die in Form von Spannstiften oder Spannkugeln vorgesehen sein können, nach außen und zwar auf am Werkzeugkopfteil innen liegende Spannflächen, wodurch zwar eine Verbesserung in der Starrheit des Spannsystems erreicht wird, aber eine relativ große Flächenpressung an den Spannflächen in Kauf genommen werden muß. Plastische Verfonnungen an den Kontaktstellen zwischen den Spanngliedern und den Spannflächen sind dadurch nicht ausgeschlossen.In others according to DD-PS 233321; DE-OS 3007440 and DE-OS 3448009 known tool change holders act the tendons, which may be provided in the form of dowel pins or clamping balls, outwardly on the tool head part inside clamping surfaces, whereby an improvement in the rigidity of the clamping system is achieved, but a relatively large surface pressure on the clamping surfaces must be taken into account. Plastic Verönnungen at the contact points between the tendons and the clamping surfaces are not excluded.

Solche Deformierungen führen bei diesem Werkzeugtyp zu Schwingungen, was unerwünschte Begleiterscheinungen am Arbeitsergebnis mit sich bringt.Such deformations lead to vibrations in this type of tool, which entails undesirable side effects on the work result.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die nachteiligen Eigenschaften bekannter Spanneinrichtungen an Werkzeugwechselhaltern bei verringertem Feitigungsaufwand der Spannglieder und Spannelemente'zu vermeiden.The object of the invention is to avoid the adverse properties of known clamping devices on tool change holders with reduced Feitigungsaufwand the tendons and Spannelemente'.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung an Werkzeugwechselhaltern zu ertwickeln, durch die das Auftreten von Kippmomenten zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werk?euggrundhalter weitestjehend vermieden ist und bei der durch die Konstruktion der Spannglisdor plastische Verformungen an den Kontaktstellen und zwischen Spanngliedern und Spannelementen ausgeschlossen sind.The invention has for its object to develop a clamping device on tool change holders, by the occurrence of tilting moments between the tool head and the Grundwerk euggrundhalter is largely avoided and excluded in the design of the Spannglisdor plastic deformations at the contact points and between tendons and clamping elements are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Zugstange eine gegen den Grundhalter über eine Stützsc'.ieibe abgestützte Spannscheibe angeordnet ist, deren dem Zugstangenkopf zugekehrte Körperfläche als Kegelmantelfläche ausgebildet ist, die gemeinsam mit einer am Zugstangenkopf angeordneten Kegelmantelfläche die Anlage- und Stützfläche für die mit Keilflächen versehenen Spreizbacken bildet.This object is achieved in that on the pull rod against the base holder via a Stützsc'.ieibe supported clamping disc is arranged, the Zugstangenkopf facing body surface is designed as a conical surface, which together with a Zugstangenkopf arranged conical surface the investment and support surface for forms the wedge-shaped expansion jaws.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Spannglieder ist dis der Spannscheibe zugeordnete Stützscheibe als Federelement ausgebildet, wodurch eine besonders innige und kraftvolle Wirkung der Spannglieder erreichtIn a further embodiment of the invention according to the invention used tendons is the clamping disc associated support disk formed as a spring element, whereby a particularly intimate and powerful effect of the tendons achieved

Von besonderem Vorteil an der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist auch der Umstand, daß die durch die Zugstange eingetreten Spannkräfte nach außen wirken und die Spannflächen am Kopfteil des Werkzeuges an dessen äußeren Peripherie und ir. Höhe der Kupplungsstelle gelegen sind.Of particular advantage of the tensioning device according to the invention is also the fact that the clamping forces occurred by the tension rod acting outwards and the clamping surfaces are located on the head part of the tool on the outer periphery and ir. Height of the coupling point.

Dadurch ist das Auftreten von Kippmomenten nahezu ausgeschlossen und e^;:ie hohe Starrheit des zwischen .As a result, the occurrence of tilting moments is almost excluded and e ^; : he high rigidity of between.

Werkzeuggrundhalter und Werkzeugkopfteil installierten Spannsystems gewährleistet.Tool base and tool head part installed clamping system guaranteed.

Die der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zugehörigen Funktionsteile sind überdies wegen ihrer einfachen geometrischen Fern leicht und kostengünstig herzustellen, einfach austausch- und soweit erforderlich, ersetzbar, und stellen auch insoweit eine Vervollkommnung des auf diesem Gebiet vorhandenen Standes der Technik dar.Moreover, the functional parts associated with the tensioning device according to the invention are easy and cost-effective to produce, simply interchangeable and, if necessary, replaceable, because of their simple geometric distance, and also represent an improvement of the state of the art in this field.

AubführungsbeispielAubführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Werkzeugwechselhalter im gekoppelten Zustand des Werkzeugkopfes und mit in Spannkontakt stehenden Elementen im Längsschnitt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a tool change holder in the coupled state of the tool head and standing in clamping contact elements in longitudinal section.

Der Werkzeugkopf 1 und der Grundhaitor 2 sind an der Kupplungsstelle 3 zueinander lagebestimmt zentrien und durch die Spannvorrichtung miteinander fest verspannt. Die Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer den Grundhalter 2 achsmittig durchgreifenden Zugstange 4, einer an deren hinterem Ende aufgeschraubten Spannmutter 5 und aus dem Zugstangenkopf 6 angeordneten, aus Spreizbacken_7, einer Spannscheibe ö und einer Stützscheibe 9 gebildeten Spannelementen.The tool head 1 and the Grundhaitor 2 are centered at the coupling point 3 to each other and firmly clamped together by the clamping device. The clamping device consists essentially of a basic holder 2 axially sweeping pull rod 4, a bolted to the rear end of the clamping nut 5 and arranged from the Zugstangenkopf 6, Spreizbacken_7, a clamping disk ö and a support plate 9 formed clamping elements.

Der Zugstangenkopf 6 als auch die Spannelemonte 7,8 und 9 sind in einer teilweisen in den Warkzeugkopf 1 und teilweise in der.The Zugstangenkopf 6 and the Spannelemonte 7,8 and 9 are in a part in the tine head 1 and partially in the.

Grundhaitsr 2 eingearbeiteten zylindrischen Ausnehmung 10 mit Ringnuten 11 und 12 angeordnet, und stellen geometrisch einfache, leicht und präzise herstellbare und deshalb auch genau und funktionssicher arbeitende Sauteile dar.Grundhaitsr 2 incorporated cylindrical recess 10 arranged with annular grooves 11 and 12, and represent geometrically simple, easy and precise to produce and therefore also accurate and reliable working Sauteile.

Die zylindrische Umfangsfläche des Zugstangenkopfes 6 dient beim Anstecken das Werkzeugkopfes 1 an den Grundhalter 2 zunächst als zentrierender Einpaß, solange, bis die beiden Teile an der Kupplungsstelle 3, die zweckmäßig als selbstzentrierende Stirnverzahnung gestaltet ist, in Kuppelverbindur.g gebracht sind.The cylindrical peripheral surface of the drawbar head 6 is used when plugging the tool head 1 to the basic holder 2, first as a centering Einpass, until the two parts are designed at the coupling point 3, which is expediently designed as a self-centering spur gear in Kuppelverbindur.g.

In dieser Montagestellung befinden sich die Spreizbacken 7, durch eine Ringfeder 13 bewirkt, außer Wirkstellung, d. h. sie liegen nahezu am Schaft der Zugstange 4 an, so daß das cxiale Einpassen des Werkzeugkopfes 1 an den Grundhalter 2 ungehindert erfolgen kann.In this mounting position, the spreading jaws 7, effected by an annular spring 13, except active position, d. H. they are almost on the shaft of the pull rod 4, so that the cxiale fitting of the tool head 1 can be done to the base holder 2 unhindered.

Wird nun die Zugstange 4 in axialer Richtung zur Ausführung der Spannbewegung betätigt, gleiten die mit vorder- und endseitigen Keilflächen 14 und 15 versehenen Spreizbacken 7 auf den in entsprechender Weise ausgeführten, an der Zugstange 4 und an der Spannscheibe 8 vorgesehenen Kegelmar.telflächen 16 und 17 entlang und bewegen sich nach außen, solange, bis die äußeren Umfangsflächen der Spreizbacken 7 an der Umfangsfläche der Ringnut 11 zur Anlage gekommen sind.Now, if the pull rod 4 is actuated in the axial direction for carrying out the clamping movement, the spreader jaws 7 provided with front and end wedge surfaces 14 and 15 slide on the appropriately designed, provided on the pull rod 4 and on the clamping plate 8 Kegelmar.telflächen 16 and 17 along and move outward until the outer peripheral surfaces of the expanding jaws 7 have come to rest on the peripheral surface of the annular groove 11.

In weiterer Folge der durch die Zugstange 4 bewirkten Spannbewegung erfolgt nun das feste Verspannen des Werkzeugkopfes 1 mi» dem Grundhalter 2, indem die mit einer Spannschulter 18 ausgestatteten Spreizbacken 7 an der axial gelegenen Bundfläche 19 der Ringnut 11 angepaßt werden und damit der Kopfteil 1 in der Kuppiungsstelle 3 durch formschlüssigen Kraftschluß gegen die Wirkung der Zerspannungskräfte sicher gehalten ist.As a result, caused by the tie rod 4 clamping movement is now the firm clamping of the tool head 1 mi »the basic holder 2 by the equipped with a clamping shoulder 18 expanding jaws 7 are adapted to the axially located collar surface 19 of the annular groove 11 and thus the head part 1 in the Kuppiungsstelle 3 is held securely by positive frictional against the action of Zerspannungskräfte.

Während dieses Spannvorganges nimmt die gemäß der Erfindung als verspannbare Feder wirkende Stützscheibe 9 zunächst die auf die Spreizbacken 7 wirkenden Axialkräfte auf, bis die Spreizbacken 7 in der Ringnut 11 in Spannposition gekommen sind. Erst wenn das durch die Anlage der Spannschultern 18 der Spreizbacken 7 an der Grundfläche 19 der Ringnut 11 erfolgt ist, vermag die Stützscheibe 9 axial federnd sich zu verformen, um einen ausreichenden axialen Spannweg für die Spreizbacken 7 bereitzustellen.During this tensioning operation, the support disk 9 acting as a tensionable spring according to the invention initially absorbs the axial forces acting on the expansion jaws 7 until the expansion jaws 7 have come into clamping position in the annular groove 11. Only when this is done by the investment of the clamping shoulders 18 of the expanding jaws 7 on the base 19 of the annular groove 11, the support plate 9 is axially resilient to deform to provide a sufficient axial clamping path for the expanding jaws 7.

Dadurch ist gesichert, daß die aufgebrachten Spannkräfte nicht auf die Spannscheibe 8 wirken, was den angestrebten Spanneffekt bueinträchtigen würde, sondern, wie angestrebt, ausschließlich für das axiale Verspannen der beiden Workzeugteile wirksam werden können.This ensures that the applied clamping forces do not act on the clamping plate 8, which would bueinträchtigen the desired clamping effect, but, as desired, can be effective only for the axial bracing of the two parts of the workpieces.

In dieser Art der Spannkraftumsetzung und insbesondere durch die Verfügbarkeit relativ großer Spannflächen an den Spannelementen liegt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für solche Werkzeugeinhsiten begründet.In this type of Spannkraftumsetzung and in particular by the availability of relatively large clamping surfaces on the clamping elements is a significant advantage of the clamping device according to the invention for such Werkzeuginhsiten founded.

Zum Lösen der Werkzeugverspannung, etwa zum Zwecke eines erneuten Wechselns des Werkzeugkopfes wird die Zugstange 4 entgegengesetzt bewegt, wodurch sich die Arbeitsbewegungen entsprechend umkehren und ein problemloses Austauschen des Werkzeugkopfes ermöglicht ist.To release the tool clamping, for example, for the purpose of a renewed change of the tool head, the pull rod 4 is moved in opposite directions, whereby the working movements reverse accordingly and a trouble-free replacement of the tool head is possible.

Claims (2)

Patentansprüche:claims: 1. Spannvorrichtung an Werkzeugwechselhaltern für den automatischen Werkzeugwechsel, insbesondere auf Drehmaschinen, die im wesentlichen aus einer den Grundhaiter längs durchgreifenden, mit einem Kraftantrieb verbundenen Zugstange und von dieser betätigten Spanngliedern, wie Spreizbacken, besteht und durch die der Werkzeugkopf mit dem Werkzeuggrundhalter fest verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zugstange (4) eine gegen den Grundhalter (2) über eine Stützscheibe (9) abgestützte Spannscheibe (8) angeordnet ist, deren den Zugstangenkopf (6) zugekehrte Körperfläche als Kegelmantelfläche (17) ausgebildet ist, die gemeinsam mit einer am Zugstangenkopf (6) angeordneten Kegelmantelfläche (16) die Anlage- und Stützfläche für die ir.it Keilflächen (14; 15) versehenen Spreizbacken (7) bildet.1. Clamping on tool changer holders for automatic tool change, especially on lathes, which consists essentially of a Grundhaiter longitudinal sweeping, connected to a power drive pull rod and actuated by this tendons, such as spreader jaws, and by the tool head with the tool base holder is firmly clamped , characterized in that on the tie rod (4) against the base holder (2) via a support disc (9) supported clamping disc (8) is arranged, the Zugstangenkopf (6) facing body surface is formed as a conical surface (17), which together formed with a Zugstangenkopf (6) arranged conical surface (16) the abutment and support surface for the ir.it wedge surfaces (14; 15) provided with expanding jaws (7). 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spannscheibe (8) zugeordnete Stützscheibe (9) als Federelement ausgebildet ist.2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping disc (8) associated with supporting disc (9) is designed as a spring element.